基于Arduino Uno的植物澆水自動(dòng)化設(shè)計(jì)

過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間，經(jīng)常會(huì)因?yàn)榧倨诙浾疹欀参飳?dǎo)致植物干枯。因此，我考慮將任務(wù)自動(dòng)化以挽救未來(lái)的植物生命。

我將 Arduino Uno 與Infineon的TLE94112 多半橋結(jié)合使用，為我的家庭植物創(chuàng)建了一個(gè)自動(dòng)水泵。

硬件
Arduino 和 TLE94112 就像任何其他 Arduino 擴(kuò)展板一樣組合在一起。

棘手的部分是泵與TLE94112的連接，因?yàn)槲覀冃枰獛讉€(gè)半橋來(lái)為泵提供足夠的電流。就我而言，總共有 8 個(gè)，4 個(gè)高側(cè)和 4 個(gè)低側(cè)半橋，可為泵提供高達(dá) 3.6A 的電流。問(wèn)題是，這是我泵產(chǎn)品頁(yè)面中列出的電流的兩倍多，因?yàn)榇蠖鄶?shù)制造商只包括他們產(chǎn)品的平均電流負(fù)載，但對(duì)我們來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)期間的峰值電流是有限的，因?yàn)門(mén)LE94112如果超過(guò)每個(gè)半橋 0.9A 的限制，將進(jìn)入緊急關(guān)斷狀態(tài)。

我將一個(gè) 2 x 4 的適配器焊接到三個(gè)螺絲端子中的 2 根電線上：

泵的連接取決于您選擇的泵。就我而言，它帶有預(yù)先連接的電線。

關(guān)于直流泵的另一個(gè)注意事項(xiàng)：在我的情況下，泵中的電機(jī)以相同的方向旋轉(zhuǎn)，而不管連接的極性如何。對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，這不是問(wèn)題，但如果您想適應(yīng)其他應(yīng)用程序，請(qǐng)記住這一點(diǎn)。

最后，將軟管連接到泵上，并將一端放置在水箱（例如噴壺）中，另一端放置在植物盆中：

軟件
由于我使這個(gè)項(xiàng)目具有可擴(kuò)展性，因此代碼分為幾個(gè)文件，但不要擔(dān)心，它很簡(jiǎn)單，我們將詳細(xì)介紹。

該項(xiàng)目可以在任何 arduino 兼容的 IDE 中設(shè)置，我們將使用默認(rèn)的Arduino IDE ，但例如 Platformio 也可以工作。

前兩個(gè)文件，helpers.cpp并helpers.hpp只包含了一些包裝，使上下車，轉(zhuǎn)換記錄到串行終端。

使用這里提供的功能，您可以簡(jiǎn)單地使用

logger.log("hello world");

代替

Serial.print("hello world");

本Logger 類包裝 Serial.print等，只打印/日志如果logger.logging設(shè)置為true。需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)類的實(shí)例，然后你可以像通常的類一樣使用它Serial：

第一個(gè)變量設(shè)置應(yīng)該拉取TLE94112的錯(cuò)誤消息并將其記錄到串行終端的時(shí)間段（以毫秒為單位）（查看本文的第 5 部分，了解有關(guān)板子錯(cuò)誤消息的解釋）。第二個(gè)完全啟用/禁用日志記錄。

第二組文件是plant.cpp和plant.hpp包含植物類的基本功能定義，以支持由同一設(shè)置澆灌的多個(gè)植物。

每個(gè)植物都有一個(gè)泵 ( Tle94112Motor *pump_motor;) 應(yīng)該uint32_t pump_duration;每隔幾天啟動(dòng)一次 ( )一段時(shí)間( uint8_t pump_interval_days;)

這些函數(shù)是這兩個(gè)變量的 getter 和 setter，以及激活泵送的函數(shù)。

我要特別注意.cpp文件中函數(shù)的函數(shù)定義void pump();：

如您所見(jiàn)，泵電機(jī)并未立即完全啟動(dòng)，但泵速會(huì)在泵持續(xù)時(shí)間內(nèi)加速至全速。這種“軟切換”是必要的，因?yàn)橐淮未蜷_(kāi)電機(jī)會(huì)消耗比TLE94112可以處理的更多的電流。這通常也超過(guò)了電機(jī)/泵的電流消耗標(biāo)簽。

現(xiàn)在我們已經(jīng)來(lái)到plant_watering.ino文件，代碼的核心。

前幾行只是庫(kù)內(nèi)容和串行波特率的定義。

接下來(lái)是為 TLE94112、記錄器和植物創(chuàng)建所有類對(duì)象。在這個(gè)例子中，我只使用了一種植物，但你可以用同樣的方式添加更多的植物：

所有植物都必須保存到一個(gè)plantssize數(shù)組中plant_nr。

接下來(lái)是一些有助于安排澆水任務(wù)的變量。這被排除在植物類之外，以便輕松切換到不同的計(jì)時(shí)方案，如實(shí)時(shí)時(shí)鐘。但是，在這種情況下，我們將使用該millis();函數(shù)。

出于測(cè)試目的，您可以通過(guò)減少一天的毫秒數(shù)來(lái)模擬更快的時(shí)間流逝。

該setup()函數(shù)初始化之前創(chuàng)建的所有對(duì)象。每個(gè)電機(jī)的半橋數(shù)量也在此處設(shè)置。在我的情況下，我必須最多使用四個(gè)，但根據(jù)您的泵，您可能可以使用更少。

這就是這個(gè)項(xiàng)目的全部?jī)?nèi)容。隨意在您自己的設(shè)置中使用代碼，并通過(guò)例如使用 RT-Clock 或包括多個(gè)泵來(lái)擴(kuò)展它。