This is an old revision of the document!
Sistem autonom de irigare
Introducere
Proiectul constă într-un sistem de irigare autonomă capabil să monitorizeze starea solului și nivelul apei din rezervor, apoi să activeze automat o pompă pentru udarea plantelor. Sistemul este alimentat printr-un acumulator încărcat de un panou solar, ceea ce îi permite să funcționeze independent și eficient energetic, fără a necesita alimentare constantă de la priză. Utilizatorul poate urmări în timp real informații precum umiditatea solului, nivelul bateriei sau starea pompei pe un display OLED și poate controla sistemul direct de pe telefon prin conexiune Wi-Fi.
Descriere Generala
- Panou Solar - sursa de energie regenerabilă
- Modul Încărcare Solară - un controler între panou și baterie pentru reglarea tensiunii si a curentului de încărcare
- Bateria - stocare de energie
- ESP32 - colectează date de la senzori, procesează informațiile și trimite comenzi către pompă și afișaj
- Senzor Umiditate Sol - măsoară nivelul de apă din pământ
- Senzor Ultrasonic - utilizat pentru a măsura nivelul apei din rezervor
- Pompa Apă - pentru irigarea propriu-zisă
- Display OLED - feedback vizual local
Hardware Design
Schema electrică
Pini
| Pin | Componenta | Rol |
|---|---|---|
| 3V3/VCC/VDD | Senzor ultrasonic, OLED, senzor umiditate | Alimentează 3V3 |
| GND | Toate componentele | Împământarea |
| 19 | OLED | SDA(date) |
| 23 | OLED | SCL(clock) |
| 32 | Senzor umiditate | ADC pentru citire umiditate sol |
| 33 | Divizor de tensiune | ADC pentru nivel baterie |
| 25 | Senzor ultrasonic | TRIG-declanșare semnal |
| 26 | Senzor ultrasonic | ECHO-primire semnal |
| 27 | MOSFET | Folosit pentru comandarea pompei |
Componente
- ESP32 este microcontrolerul sistemului. Rulează logica de control, citește senzorii și comandă pompa prin MOSFET. Acesta va facilita controlul remote prin Wi-Fi. Este încărcat de către modulul solar.
- Modulul CN3791 MPPT gestionează încărcarea bateriei de la panoul solar și alimentarea sistemului
- Panoul solar convertește lumina solară în energie electrică pentru a încărca bateria
- Bateria stochează energia de la panou pentru a alimenta sistemul
- Pompa transmite apa către plante când ESP32-ul o comandă
- Senzorul de umiditate al solului măsoară conductivitatea electrică a solului prin două sonde metalice. ESP32-ul citește această tensiune prin ADC și o convertește într-un procentaj de umiditate.
- Senzorul ultrasonic măsoară distanța până la suprafața apei din rezervor. Trimite un puls ultrasonic prin pinul TRIG și măsoară timpul până când ecoul se întoarce pe pinul ECHO. Din acest timp se calculează distanța, care indică nivelul apei din rezervor
- Display-ul I2C afișează în timp real informații despre starea sistemului
- MOSFET-ul acționează ca un întrerupător electronic între baterie și pompă
- Dioda flyback protejează MOSFET-ul și ESP32-ul de tensiunile inverse generate de pompă
- Rezistorul R4 10k este pulldown. Ține gate-ul MOSFET-ului la GND când ESP32-ul nu a pornit încă sau este în reset. Fără acest rezistor, gate-ul ar fi flotant și ar putea primi zgomot electric care ar porni pompa accidental la pornirea sistemului
- Rezistorul R3 220 pe gate limitează curentul de încărcare al capacității gate-ului MOSFET-ului la pornire și oprire
- Rezistorii R1 si R2 100k creează un divizor de tensiune pentru a măsura nivelul bateriei. ESP-ul suportă maximum 3V3. Bateria poate ajunge la tensiuni mai ridicate
Stagiul curent
Dovadă funcționare componentă(senzor ultrasonic)
Aceasta este o captură de ecran din serial monitor. Am scris un program scurt care arată funcționalitatea senzorului ultrasonic.
