This is an old revision of the document!

Introducere. Descrierea schemei bloc și a componentelor hardware

Proiectul realizat are ca scop implementarea unui sistem automat de irigare a plantelor, bazat pe monitorizarea umidității solului și a nivelului apei din rezervor. Sistemul utilizează un microcontroler pentru achiziția datelor de la senzori, procesarea acestora și controlul acționării unei pompe de apă, precum și pentru transmiterea informațiilor către un dispozitiv extern prin comunicație wireless.

Schema bloc

              ┌───────────────────────────┐
              │     Senzor Umiditate      │
              │   (semnal analogic)       │
              └───────────┬───────────────┘
                          │ ADC
                          ▼
                 ┌───────────────────┐
                 │                   │
                 │   Microcontroler  │
                 │ ATmega328P        │
                 │ Xplained Mini     │
                 │                   │
                 └───────┬───────────┘
                         │
      ┌──────────────────┼──────────────────┐
      │                  │                  │
      ▼                  ▼                  ▼

┌───────────────┐ ┌───────────────┐ ┌──────────────────┐

│ Senzor Nivel │ | Modul Releu │ │ Modul Bluetooth │

│ Apă (digital) │ │ (control) │ │ HC-05 │ └───────┬───────┘ └───────┬───────┘ └────────┬─────────┘

      │ Interrupt         │ GPIO               │ UART
      ▼                   ▼                    ▼

                   ┌───────────────┐
                   │     Pompă     │
                   │  (actuator)   │
                   └───────────────┘

              ┌───────────────────────────┐
              │     Sursă Alimentare      │
              │           5V              │
              └───────────┬───────────────┘
                          │
      ────────────────────┼────────────────────────
                          │
          (alimentează toate componentele)

Sistemul este organizat în mai multe blocuri funcționale principale:

Bloc de achiziție date (input):

• senzor de umiditate a solului (semnal analogic)
• senzor de nivel apă cu flotant (semnal digital)

Bloc de procesare:

• microcontrolerul ATmega328P Xplained Mini, care citește datele de la senzori, compară valorile cu praguri prestabilite și decide acțiunile necesare

Bloc de acționare:

• modul releu utilizat pentru controlul pompei de apă

Bloc de comunicație:

• modul Bluetooth HC-05 Bluetooth Module pentru transmiterea datelor către un telefon

Bloc de alimentare:

• sursă de alimentare de 5V care asigură funcționarea tuturor componentelor

Descrierea componentelor hardware

Microcontrolerul

Sistemul este construit în jurul plăcii ATmega328P Xplained Mini, care oferă perifericele necesare: ADC pentru citirea senzorului de umiditate, interfață UART pentru comunicația Bluetooth și pini GPIO pentru controlul releului și citirea senzorului de nivel.

Senzorul de umiditate a solului

Este utilizat un Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2, care furnizează un semnal analogic proporțional cu nivelul de umiditate din sol. Acesta este conectat la un canal ADC al microcontrolerului.

Senzorul de nivel al apei

Se folosește un Float Water Level Sensor, care generează un semnal digital (ON/OFF). Acesta este conectat la un pin configurat cu întrerupere externă pentru detecția rapidă a golirii rezervorului.

Sistemul de pompare

Pompa utilizată este o Mini Submersible Water Pump 5V, controlată prin intermediul unui Relay Module 5V 1-Channel. Releul permite izolarea circuitului de putere de cel de comandă.

Modulul de comunicație

Pentru transmiterea datelor către utilizator se utilizează HC-05 Bluetooth Module, conectat la interfața UART a microcontrolerului. Comunicarea permite afișarea valorilor măsurate și a stării sistemului pe telefon.

Componente auxiliare

Sistemul include rezistențe pentru limitarea curentului și realizarea divizoarelor de tensiune, condensatori pentru stabilizarea alimentării și filtrarea zgomotului, precum și o diodă 1N4007 Diode pentru protecția circuitului împotriva tensiunilor inverse generate de sarcina inductivă.

Funcționarea generală a sistemului

Microcontrolerul citește periodic valoarea umidității solului prin ADC și o compară cu un prag prestabilit. Dacă umiditatea este sub acest prag, sistemul activează pompa prin releu pentru a iriga solul. În același timp, senzorul de nivel monitorizează existența apei în rezervor; în cazul în care rezervorul este gol, pompa este oprită, iar utilizatorul este notificat prin intermediul modulului Bluetooth.

Acest sistem demonstrează integrarea mai multor periferice hardware (ADC, GPIO, UART, întreruperi), realizând un exemplu practic de aplicație embedded în domeniul automatizării.