Меню

Автоматический полив комнатных растений своими руками электроника

Обзор методов автополива для комнатных растений

Автополив — важный элемент современного огородного хозяйства, а в крупных агропромышленных комплексах он присутствует в обязательном порядке. Но пригодится система автоматического полива и владельцам коллекций комнатных растений. Ведь может случиться так, что хозяину придется отлучиться на несколько дней — по работе, личным обстоятельствам, или просто съездить на отдых, а растения надолго останутся без питания. Чтобы не дать им погибнуть и не утруждать родственников, друзей и соседей просьбами полива и сохранения цветов во время отпуска, есть способы сделать простой автополив для комнатных растений своими руками.

Виды автополива

Для создания автоматизированного полива отнюдь не требуется дорогостоящее оборудование. Рассмотрим основные способы организации подобных систем.

Капельный

Это простейшая «автополивалка», которую можно сделать из обычной пластиковой бутылки. Алгоритм следующий:

  • необходимо взять чисто вымытую изнутри двухлитровую ПЭТ-бутылку с пробкой;
  • срезать ножом дно, чтобы получилась воронка. Она понадобится для удобства заливания воды;
  • в снятой пробке проделать небольшое отверстие. Его можно сделать шилом или сверлом соответствующего размера (3–4 мм);
  • на горлышко следует наложить один слой сетчатой ткани или марли, чтобы не допустить засорение. Саму ткань также обматывают вокруг резьбы;
  • далее пробку нужно накрутить по резьбе на горлышко, чтобы произошла фиксация ткани/марли.

Подготовленный к работе капельный автополив для комнатных растений переворачивается вниз пробкой. После чего можно пойти двумя путями:

  • вкопать бутылку в грунт;
  • подвесить ее, чтобы она едва касалась поверхности;
  • остается лишь наполнить систему водой, и простейший автоматический полив готов.

Важно: желательно подобрать бутыль такой емкости, чтобы она совпадала с таковой у цветочной кадки или горшка.

Способ с использованием фитиля

Сплетенная из волокон веревка способна переносить воду по своей длине. Это любопытное физическое свойство также полезно в орошении.

Как сделать автополив для комнатных растений при помощи фитиля:

  • взять отрезок веревки, который станет фитилем;
  • один конец опускается в наполненную емкость;
  • второй подводят к растению;
  • фитиль станет впитывать воду и транспортировать ее к цветку.

Веревку-фитиль допускается закреплять прямо на грунте или вводить в дренаж кадки. Первый вариант хорошо подходит для живущих на легком питательном субстрате растений, наподобие фиалок.

Желательно подбирать шнурки из синтетических материалов — они хорошо поглощают и проводят воду. Сделанные из натуральных тканей веревки использовать не рекомендуется: в грунте они довольно быстро начинают гнить, рвутся и перестают выполнять свою функцию.

Важное преимущество фитильной системы — простота регулировки. Если поднять емкость с водой выше, скорость полива также увеличится, если опустить — она снизится. Путем экспериментов можно подобрать оптимальную скорость для отдельного цветка.

Важно: если переводить комнатную растительность на постоянный фитильный полив со введенным в дренаж горшка шнуром, можно обойтись без укладки дренажного слоя.

Гидрогель или глиняные гранулы

Это можно отнести к современным и высокотехнологичным методам. Расставленные вокруг цветов емкости или торчащие бутылки выглядят некрасиво и неэстетично, а гидрогель позволяет обойтись без них. Он представляет собой шарики из особого материала или гранулированной глины — их можно приобрести в магазинах товаров для дома и сада. Данные вещества быстро впитывают воду и постепенно отдают ее грунту по мере высыхания последнего.

При закладке гидрогеля/глины для автополива важно учитывать, что после впитывания воды они сильно увеличивают объем.

Необходимо подобрать вместительный и широкий горшок для цветов. На его дно засыпается слой выбранного материала, а сверху устанавливается растение с комом земли. Свободные промежутки между стенками кадки и комом также заполняют впитывающей субстанцией. После полива достаточно будет периодически доливать воду, все остальное сделает гидрогель или гранулы.

Важно: после полива горшок следует накрыть пленкой. Это делается во избежание быстрого испарения влаги.

Рассматриваемые материалы многоразовые: они выдерживают много циклов «полив-высыхание», и такой автополив цветов способен служить долгие годы.

Система автоматического полива из медицинской капельницы

Огородники нередко используют капельницы для обустройства «автополивалок» тепличных грядок. С тем же успехом эти медицинские изделия можно применить для комнатных цветов.

Такой самодельный автополив для комнатных растений чем-то похож на фитильный:

  • берется трубка системы. На один ее конец крепится груз — он нужен для предотвращения всплывания;
  • второй фиксируется у корней цветка над грунтом;
  • наполненный водой сосуд устанавливается выше горшка;
  • далее внутрь него опускается конец трубки капельницы с закрепленным грузом;
  • система открывается, а скорость поступления воды настраивается регулятором.

Полив с помощью колб

В магазинах можно приобрести цветные пластиковые колбочки разных форм с длинным носиком. Они способны не просто стать эффективным комплексом автополива цветов своими руками, но и оригинальным украшением.

Принцип использования прост: следует взять такую колбочку, наполнить ее водой и вставить носиком в землю горшка. Если грунт сырой, вода из сосуда не вытечет. Но при высыхании почвы она станет пропускать кислород, тот будет попадать в колбу и вытеснять воду. Это очень простой метод подачи жидкости растениям с эксплуатацией законов физики.

Капиллярные маты

Это популярное среди цветоводов решение. Капиллярный мат представляет собой продукт современных технологий полива домашних насаждений — коврик из высокогигроскопичного материала. Он хорошо впитывают воду и эффективно отдает ее грунту с высаженной растительностью.

Для обустройства автополива на матах нужна пара поддонов разных габаритов. В больший наливают воду. После этого в нее погружается малый поддон, низ которого должен содержать перфорацию. На перфорированное дно укладывают капиллярный коврик, а на него ставят нуждающуюся в поливе растительность.

Читайте также:  Комнатные растения и уход за ними в домашних условиях хризантемы

Другой вариант установки, тоже чем-то похожий на фитильный:

  • мат укладывается на плоской поверхности (например, столе);
  • на нем расставляются цветочные горшки с дренажом на дне;
  • край коврика опускается в наполненный водой сосуд;
  • материал станет поглощать жидкость и транспортировать ее к зелени.

Кашпо с автополивом

Энтузиасты часто применяют автополив для комнатных цветов на основе продвинутых сосудов-кашпо, обеспечивающих растительность водой на протяжении примерно месяца. Конструктивно это емкость с двойным дном; можно использовать просто два вставленных друг в друга горшка разной емкости. Какова бы ни была конструкция, принцип один — двойное дно.

Во внешний сосуд наливается вода. Внутренний содержит отверстие для дренажа, через которое жидкость попадает в субстрат. А оттуда вода поглощается корнями цветов.

Важно: подобное кашпо непригодно для молодых домашних растений. Их развивающаяся корневая система слишком коротка и не способна «протянуться» на достаточную для питания из дренажного слоя глубину.

Как правильно пользоваться таким устройством:

  • дно внутреннего сосуда выстилается дренирующим субстратом;
  • на него в подготовленный грунт высаживают молодой цветок или другое растение;
  • внешний сосуд водой на первом этапе не заполняется. Высаженный цветок следует поливать обычным способом, сверху, до тех пор, пока корневая система не окрепнет и не достигнет дренажа. Как правило, на этот процесс требуется около двух-трех месяцев — зависит от вида растения;
  • после этого можно приступать к организации автополива. Нижний сосуд кашпо заполняется водой: для этого изделия обычно снабжаются специальной трубкой и поплавком-индикатором. Вода заливается до момента достижения риски MAX;
  • помимо последней риски, имеется также отметка MIN. Когда поплавок достигает ее, необходимо повторить доливку воды. Но можно и отложить процедуру еще через три-четыре дня, почва по-прежнему будет оставаться достаточно влажной.

Существуют другие способы определения сухости земли в кашпо:

  • по поплавку. Его нужно вынуть из поплавковой камеры и протереть рукой. Если ощущаются капли влаги, доливать рано. Если же он сухой, то, скорее всего, уже пора;
  • с помощью деревянной палочки. Будучи воткнутой в грунт, она может или остаться сухой и чистой, или облипнуть влажной землей. В первом случае растение нуждается в поливе.

Технологичный автополив на датчиках влажности и микроконтроллере

Энтузиасты электроники и программирования могут собрать продвинутую систему автоматического орошения цветочных горшков на основе микрокомпьютера (например, платы Arduino) и специальных датчиков влажности.

Такая система автополива для комнатных растений называется «ирригатор». Рассмотрим пример создания ирригатора на основе Arduino Uno. Необходимы:

  • плата Arduino Uno;
  • шилд Troyka Shield;
  • датчик влажности почвы;
  • помпа для воды;
  • силовой ключ со шлейфом;
  • клеммник;
  • male-male провод;
  • female-female провод;
  • импульсный источник питания;
  • USB-шнур;
  • индикатор со шлейфом (для удобства и наглядности).

Процесс сборки

Сборка прибора состоит из нескольких этапов. Следует:

  • установить шилд на контроллер Ардуино;
  • подключить сенсор влажности на пин шилда А0;
  • подсоединить дисплей к Troyka Shield;
  • вывести силовой ключ на четвертый контакт;
  • вывести провода коммутирующего напряжения на разъемы Р- и Р+;
  • посредством клеммника подключить помпу к ключу на разъемы L+/L-;
  • воткнуть датчик «ножами» в почву;
  • вставить свободный конец шланга в землю;
  • опустить помпу в сосуд;
  • подключить питание.

После правильной сборки автоматическая система полива готова. Итоговый вид схемы:

Калибровка прибора

После сборки системы ее следует откалибровать, поскольку показания датчика сильно зависят от кислотности почвы в каждом конкретном случае. Настройка проста:

  • записать показания на сухом грунте. Они станут логическим «минимумом», при котором необходим полив;
  • полить растение и измерить влажность после полного впитывания. Эти показания будут логическим «максимумом»;
  • в прошивке программы полива изменить значения минимума и максимума на измеренные на предыдущих этапах;
  • прошить обновленную программу в память Ардуино.

Расширение системы

Приведенный вариант подходит для полива одного растения. Но он же может быть легко масштабирован на работу сразу с несколькими. Для этого можно пойти двумя путями:

  • подсоединить к контроллеру несколько помп и сенсоров;
  • «развести» одну трубку на несколько горшков.

Первый способ более интересен технически, но сравнительно дорог и трудозатратен. В целях упрощения модуля автополива можно просто проделать шилом в трубке несколько отверстий (по числу горшков) и воткнуть туда трубки потоньше или стержни от ручек. Далее достаточно будет лишь положить шланг на стоящие в ряд кадки, чтобы стержни «капали» каждый на свой — и система автоматического полива комнатных растений будет обслуживать их все. Для домашних цветков такая методика обычно подходит, поскольку они часто выстроены в линию на балконе или подоконнике, а сами кадки схожей емкости и сохнут примерно с одинаковой скоростью.

Решения можно комбинировать и дорабатывать под различные конфигурации насаждений.

Пример программы для такого полива растений, представлен у нас в статье: «автополив комнатных растейни на Arduino».

Варианты дальнейшей доработки

Подключение датчика через силовой ключ

Контакты датчиков влажности обычно делают позолоченными, но они все равно подвержены постепенной коррозии. Ее скорость тем выше, чем чаще на сенсор подается питание. Срок жизни модуля можно продлить, если подавать на него электричество только по необходимости, во время замеров. Это можно сделать, например, через силовой ключ.

Определение опустошения резервуара

Если прибор работает очень долго, вода может закончиться, а начавшая работать «вхолостую» помпа – выйти из строя. Существует возможность дополнения электронных самоделок датчиком определения уровня воды:

  • еще одним сенсором влажности;
  • ультразвуковым дальномером;
  • поплавком с датчиком уровня наклона, и так далее.
Читайте также:  Защита от плесени комнатных растений

Автономное питание

Можно добавить системе автономности, снабдив ее собственным питанием, например, от батареек.

Следует учитывать, что потребление платы Уно даже в режиме сна составляет 10 мА, поэтому в таком случае есть смысл обратить внимание на менее «прожорливые» контроллеры, например, Arduino Mini.

Полив по расписанию

Добавив в схему датчики света или часы, можно использовать их в программе и сделать орошение по расписанию или при определенной освещенности.

Дополнительные методы сохранения влаги

Улучшить эффективность системы автополива домашних цветов и продлить срок ее автономности можно некоторыми полезными приемами. Но важно помнить, что не все они пригодны для отдельных видов растений, и неправильное использование способно погубить цветы.

Первый этап — обильно залить растительность водой. Если есть возможность вынуть цветок из кадки вместе с земляным комом, последний ненадолго окунается в воду. Как только ком станет размокать, его возвращают обратно в горшок.

Далее растения убирают в полутемное место. Недостаток света ограничит их рост, но также и снизит уровень поглощения и испарения.

В экстремальных случаях цветоводы пользуются дополнительным прореживанием зеленой массы. Это влияет на декоративность, а цветам придется долго восстанавливаться, но при действительно долгом существовании даже с автополивом без этой процедуры иногда не обойтись. Владельцу следует срезать все бутоны и раскрывшиеся цветки, удалить излишне разросшуюся зелень.

Подготовленные таким образом растения устанавливают в глубокий поддон с 50-миллиметровым слоем керамзита. После чего туда наливается вода до полного покрытия наполнителя. Наконец, цветы накрывают тонкой полиэтиленовой пленкой, создав имитацию теплицы.

Этот метод поможет значительно продлить срок автономной жизни насаждений, но после возвращения домой владельцам придется снова приучать цветы к комнатному воздуху, постепенно все больше и больше приоткрывая пленку.

Важно: способ плохо пригоден для комнатных растений с опушенными листьями. Из-за избыточной влажности под пленкой «пушок» станет плесневеть, листья начнут гнить, и цветы с большой вероятностью погибнут.

Заключение

Организация автоматического полива — не такая сложная задача. Для простой системы не нужны сложные приборы, достаточно обычных подручных материалов. Весьма эффективно показывает себя капельный или фитильный автополив растений, хорошо зарекомендовали себя и гидрогель с гранулированной глиной. Весьма удобные приспособления с регулировкой скорости подачи получаются из капельницы, а специальные кашпо способны надолго обеспечить произрастающую в них зелень водой.

А специалисты и энтузиасты могут организовать продвинутые и мощные системы автоматического полива на микроконтроллерах и датчиках влажности. Для создания таких модулей нужно некоторое специальное оборудование и навыки, но усилия компенсируются высокой автономностью готового автополива, его обширными возможностями и пространством для доработок.

Существуют и дополнительные способы продления срока жизни домашних цветов с помощью ряда специальных приемов. Но они становятся стрессом для растений, а неправильное их применение способно даже их погубить. Поэтому к ним желательно прибегать лишь в самых крайних случаях и отдавать предпочтение простым методам автоматического полива.

Видео по теме

Источник

Устройство автоматического полива растений

Каждый из нас давно привык к использованию всевозможных гаджетов, облегчающих жизнь: мобильники, всевозможные смарты и планшеты и т. д. В этой статье мы заменим вашу привычную лейку на технологичный девайс для полива цветов, который будет заботиться о вашем любимом комнатном растении даже если вы уехали в отпуск.

Устройство собрано на базе доступного микроконтроллера ATMEGA 8 L в дешевом корпусе TQFP32 и двигателе от жесткого диска компьютера (HDD) который можно достать из старого винчестера компьютера. Схема содержит минимальное количество деталей и может быть дополнена произвольным функционалом. Питается от двух Li-ion аккумуляторов типоразмера 18650, напряжением 3,7 Вольт, включенных последовательно.
Полив производится фиксированными порциями каждые 24 часа.
Единственная кнопка — это тест работы, после ее нажатия последующие поливы будут осуществляться ровно в то же время с точностью до секунды. (Просто включил и в отпуск, никаких настроек, так что, можно предложить как подарочный вариант, без лишних инструкций).

Особенности конструкции:

  • работа от аккумуляторов несколько месяцев (низкое энергопотребление);
  • очень точные дозировки полива и точные промежутки времени между поливами;
  • не критичность схемы к деталям и их доступность;
  • отсутствие движущихся токоведущих частей в моторе, и как следствие — долговечность и надежность при работе в воде;
  • очень низкий уровень шума при работе двигателя;
  • не требует никаких настроек (полив раз в сутки) со звуковым и световым сопровождением;
  • защита от глубокого разряда батарей со звуковым предупреждением о необходимости заряда;
  • автоотключение световой индикации в ночные часы.

Конструкция представляет собой помпу (насос) погруженный в вазу с трубкой для полива и небольшим блочком электроники, закрепленным на этой же вазе с водой.

Итак, для начала, приступим к изготовлению помпы.

Старайтесь избегать токсичных паров секундного клея. После чего можно просушить и покрыть лаком. У меня под рукой был только лак для ногтей, он достаточно износостойкий.

Затем понадобится кусок гибкого шланга, например я взял кусок от строительного жидкостного уровня.
Просверлить ровное отверстие в резьбовой поверхности горлышка не так просто, мне пришлось сначала потренироваться на паре бутылок, в итоге ровно проплавил паяльником и гладко зачистил изнутри чтобы лопасть не задевала за неровности.
Вставляем кусочек шланга отрезанного под небольшим углом с усилием в отверстие горлышка и фиксируем прозрачным клеем типа момента. Трубочка и отверстие камеры должны быть достаточного диаметра, около 8 мм. Желательно вставить трубку не под прямым углом к корпусу, а с учетом того что поток будет вращаться против часовой стрелки.

Читайте также:  Комнатные растения бегония камелия

Для крепления трубки не желательно использовать супер клей, т.к. он при высыхании сильно портит поверхность пластика и корпус становится мутным, теряя прозрачность. Тут отлично подходит прозрачный герметик или клей мент на гелиевой основе.
Теперь остается собрать помпу, прикрепив камеру к мотору, отцентрировать чтобы обеспечить свободное вращение лопастей внутри, закрепить винтами, загерметизировать щели прозрачным герметиком и приклеить сверху прозрачную крышку с отверстием посередине 14 мм.

Напомню, что крыльчатка будет крутиться строго против часовой стрелки, это важно. Далее припаиваем четырех жильный провод к двигателю и покрываем пайку лаком, подпаиваем синий smd светодиод к одной из обмоток (через резистор 1 кОм), анодом к общему. Теперь при работе он мерцает под водой.
Несколько слов о двигателях от винчестеров.
Некоторые типы таких моторов при раскручивании ротора руками продолжают вращение в одну сторону заметно с лучшим скольжением чем в другую. То есть при попытке придать вращение по часовой стрелке ротор остановится почти сразу. Такие устройства имеют другую конструкцию подшипника и эти движки вероятно подходят для наших целей лучше. Хотя у меня оба типа работают в воде давно и отлично поживают.
Обмотки проверяются так. Двигатель должен быть с четырьмя контактами. Нам нужно найти один из крайних контактов который является средней точкой. Этот вывод будет подключаться к плюсу питания, остальные от него по порядку — первый, второй, третий — будут подключены к мосфетам. Тестером меряем сопротивление между всеми соседними контактами. Меньшее сопротивление будет показывать один из крайних контактов.
Это общий, его — на плюсовую шину. Провод крайне желательно зафиксировать на корпусе мотора, для этого можно просверлить пару миллиметровых отверстий и прижать этот шлейф медной скобочкой. Когда помпа готова на ее патрубок одевается изогнутый шланг внутренним диаметром не менее 8 мм. и длинной 20 см через который и будет осуществляться полив. Теперь можно изготовить печатную плату и спаять девайс.
Плата изготавливается из одностороннего стеклотекстолита методом ЛУТ.
Обращаю внимание, что картинка трассировки и компоновки печатной платы не отзеркалена для того чтобы проще было сверяться при монтаже. При печати ЛУТ нужно повернуть зеркально, либо использовать файл SprintLayout находящийся в архиве.

Питание микроконтроллера осуществляется с помощью параметрического стабилизатора напряжения собранного на элементах D1, R7, Q1.
Номинал резистора выбран таким образом чтобы собственное потребление стабилизатора было как можно ниже. Гораздо ниже чем у так называемой «КРЕНки».
Такое схематическое решение позволило сократить потребление до 0,3 mA.
Это очень важно, т. к. от этого зависит длительность работы нашей конструкции без подзаряда аккумуляторов.
Транзистор Q1 — npn не критичен.
Стабилитрон на напряжение стабилизации 5,1 в. Можно из зарядки для мобил. Кварцевый резонатор — 32,768 кГц. Обычный часовой кварц. Из кварцевых часов. В качестве ключей в схеме использованы MOSFET выпаянные из системной платы старого компа. Светодиод SMD. Можно из светодиодной ленты.
Динамик — любой подходящий по габаритам. Можно спикер от мобильного телефона.

Монтаж схемы следует начать со стабилизатора напряжения, после чего замерить напряжение на его выходе (конденсаторы С2 и С3). Оно должно быть 5 Вольт. Дальше можно впаивать микроконтроллер и все остальное.
В схеме неиспользованные и разведенные выводы портов микроконтроллера PB0, PB1, PD6 можно использовать для подключения периферии.

Алгоритм программы микроконтроллера построен следующим образом.
Контроллер настроен на работу в асинхронном режиме. Прерывания происходят раз в секунду, в это время программа производит подсчет времени, кратковременно мигает светодиодом (каждые 10 секунд) и сразу уходит в спящий режим для экономии энергопотребления. Если счетчик часов становится равным нулю (сразу после сброса кнопкой или по прошествии 24 часа) производится четырехкратный замер напряжения питания контроллера и сравнивается с внутренним источником опорного напряжения. Если напряжение ниже допустимого то схема издает периодические звуковые сигналы оповещающие о разряде батареи, по прошествии пятнадцати сигналов контроллер настраивается на режим power down и переходит в спящий режим до следующей подзарядки батарей.
В случае если напряжение выше порогового значения — срабатывает звуковой сигнал и загорается светодиод. Далее устанавливается начальное положение ротора двигателя и на обмотки мотора последовательно подаются кратковременные импульсы. Длительности импульсов и паузы между их следованием постепенно уменьшаются, таким образом происходит набор оборотов мотора и дальнейшее постоянное вращение лопасти, обеспечивая тем самым, точную порцию полива. Светодиод при этом вспыхивает синхронно.
По окончанию полива схема снова переходит в ждущий режим для подсчета времени. В этом режиме она находится большую часть времени, этим достигается высокая экономичность потребления энергии (около 0,3 мА).
Во время работы основной программы контроллер тактируется от внутреннего осциллятора с частотой 8 мГц, а в режиме сна — внешний часовой кварц позволяет точно считать время.

Кратковременные вспышки светодиода каждые 10 секунд сигнализируют о работе прибора. С начала обнуления секунд он будет мигать 30 минут, а затем вспышки прекратятся на 12 часов и возобновятся спустя еще 12 часов. Таким образом, если установить полив в 00 часов, то мерцания не будут происходить в ночные часы, а только c 12 часов дня.

Архив с материалами к статье. Доступен для скачивания только зарегистрированным пользователям.

Видео работы устройства:

Источник

Adblock
detector