Bezprzewodowy sterownik nawadniania do 16 sekcji

Widok płytki odbiornikaOkoło rok temu, podczas tworzenia ogrodu instalowałem również system automatycznego podlewania, teraz, gdy już ukończyłem układanie rur, montowanie armatek itp. Przyszła pora na jakieś automatyczne sterowanie tym wszystkim. Z początku myślałem, by kupić gotowy sterownik, lecz gdy zobaczyłem ceny (rzędu 800zł), stwierdziłem, że wykonam takowy samodzielnie. Dość dużymi utrudnieniami (w przypadku kupna gotowego rozwiązania) były stawiane prze zemnie wymagania wobec urządzenia (ale o tym za chwilę).

Oczywiście przed przystąpieniem do pracy postawiłem pewne wymagania, które muszą być spełnione, oraz takie które zrealizuję w przyszłości
- obsługa 16 sekcji podlewania, każda sterowana niezależnie
- podział sterownika na 3 moduły – moduł sterowniczy – z LCD, tam następuje całe sterowanie; moduł odbiorczy – on odbiera polecenia od modułu sterującego, oraz załącza przekaźniki; moduł wykonawczy – znajdują się tam prawie tylko przekaźniki, które podłączone będą z elektrozaworami
- bezprzewodowa transmisja pomiędzy modułem sterującym, a odbiorczym
- ustalanie odpowiedniego trybu pracy, tj. praca ręczna, automatyczna, stan wstrzymania, wykrycie deszczu
- obsługa czujnika deszczu
- obsługa czujnika temperatury
- łatwość zwiększenia ilości obsługiwanych stref (max. 16)

W obydwu modułach zastosowałem mikroprocesor Atmel’a, dokładniej Atmega32, z zewnętrzny rezonatorem kwarcowym 16Mhz. Dodatkowo na płycie sterownika znajduje się:

O rezystorach i innych drobnostkach nie będę już pisał.

Jeżeli chodzi o odbiornik, to sytuacja wygląda podobnie, z tą różnicą, że znajdują się tam dwa układy ULN2803, którymi steruje procesor, na podstawie odebranych danych. Układy te zastosowałem, z tego względu, iż przekaźniki pobierają 80mA prądu, co na jeden pin procesora jest znacznie za dużo. Na płytce tej znajdują się również 3 gniazda RJ45 służące do podłączenia modułów wykonawczych (płytka przekaźników). Oczywiście znajduje się również gniazdo ISP, oraz wyjście na osobną płytkę (tak to już czwarta…), na której znajduje się wyświetlacz LCD, 4 przyciski i piny od RS232. Dlaczego zastosowałem osobną płytkę do tego? Dlatego, że moduł odbiorczy, wraz z modułem wykonawczym jest zamknięty w szczelnej obudowie i rzadko kiedy jest to otwierane (tylko w przypadku awarii itp.), wtedy też podłączona zostaje ta płytka. (Więcej info przy okazji omawiania obudowy.)

Komunikacja bezprzewodowa
Bardzo chciałem, by sterownik znajdował się w garażu, a nie daleko w ogrodzie, równocześnie nie chciałem kłaść żadnych kabli. Z pomocą przyszła para modułów firmy Telecontrolli, które wysyłają/obierają dane z/do procesora poprzez RS232.

Funkcję komunikacji z użytkownikiem sterownika pełni wyświetlacz LCD oparty na sterowniku HD44780 4×20 znaków, 5 diód LED, 1 buzzer (na razie nie wykorzystywany), oraz 4 wielofunkcyjne przyciski. Dodatkowo znajdują się również 3 przełączniki i jeszcze jeden przycisk.
a) 4 przyciski – służą głównie do poruszania się po menu sterownika
1. Wejście do menu/zatwierdzanie danych
2. Zwiększanie numeru sekcji/poruszanie się po menu w górę/ustawianie godzin
3. Analogicznie do przycisku nr. 3 – Zmniejszanie numeru sekcji/poruszanie się po menu w doł/ustawianie minut
4. Cofanie się w menu/wychodzenie z menu/dodatkowo podczas normalnej pracy przyciśnięcie przycisku nr. 4 powoduje wejście do trybu podglądu ustawień poszczególnych stref, pokazywany jest tam czas STARTU, KOŃCA, CZAS TRWANIA – obliczane
b) 3 przełączniki
1. Główny włącznik zasilania (fizyczne odcięcie zasilania)
2. Przełącznik trybu pracy – praca automatyczna oraz ręczna. Po jego przełączeniu sterownik automatycznie przechodzi do poziomu menu odpowiadającego za ręczne sterowanie poszczególnymi sekcjami podlewania
3. Przełącznik włączenia trybu wstrzymania pracy całego sterownika – przydatne gdy nagle trzeba wstrzymać podlewanie itp.
c) dodatkowy przycisk – jest to przycisk który należy przycisnąć przed fizycznym wyłączeniem układu. Dlaczego? Ponieważ sterownik musi wysłać sygnał do modułu odbiorczego, że będzie on lada chwila wyłączony. Po wysłaniu tego sygnału zapala się dopiero zielona dioda sygnalizująca o możliwości wyłączenia sterownika.

Diody LED:
W obudowie zamontowane są również diody LED, sygnalizujące różne rzeczy, których nie ma na LCD, tj.
a) Dioda praca – sygnalizuje ona podlewanie – obojętnie jakiej strefy
b) Wstrzymanie podlewania ręczne – sygnalizuję włączony stan wstrzymania podlewania, który aktywuje użytkownik poprzez jeden z przełączników, ta dioda sygnalizuje poprzez mruganie
c) Wykrycie padającego deszczu/dużej wilgotności – Dioda zapala się, gdy czujnik deszczu będzie sygnalizował (zwarcie obwodu/podanie stanu niskiego) jego padanie, bądź utrzymywanie się dużej wilgotności
d) Wstrzymanie podlewania z powodu wykrycia deszczu – zapala się wtedy, gdy następuje wstrzymanie podlewania z powodu wykrycia deszczy, a wstrzymanie takiego nastąpi po spełnieniu dwóch warunków – padanie deszczu oraz ustawienie w menu opcji „w przypadku wykrycia deszczu wstrzymaj podlewanie”
e) Ostatnią diodą jest dioda sygnalizująca zezwolenie na wyłączenie zasilania sterownika. Gdy zostanie naciśnięty przycisk „chęci wyłączenia sterownika” dioda zaczyna mrugać (wysyłany jest wtedy sygnał do odbiornika), po pewnym czasie świeci światłem ciągłym – wtedy można wyłączyć sterownik

Schematy:

Schemat ideowy nadajnikaSchemat ideowy modułu przekaźników

W przypadku pytań odnośnie schematów proszę pisać :) Brakuje tylko schematu odbiornika.

Program
Program zarówno na sterownik (nadajnik), jaki i odbiornik napisałem w Bascom’ie. Moduły komunikują się poprzez RS232, jest to komunikacja jednostronna STEROWNIK –>ODBIORNIK. W pamięci uC jest jeszcze na tyle wolnego miejsca, że zmieści się wiele usprawnień oraz nowych funkcji.

Wszystkie ustawienia wybiera się z wielopoziomowego menu, które przedstawia się tak:

Schemat blokowy menu

Na dzień dzisiejszy, wszystko sprawuje się dość dobrze. Zasięg jaki muszę osiągnąć to ok. 40m, udało mi się uzyskać ok. 250m (dalej nie szedłem), za anteny robiły 2 kawałki kabla o długości ~15cm.

Obudowa nadajnika, wygląda to tak, że wszystkie płytki przykręcone są do panelu przedniego. Jest to o tyle fajne rozwiązanie, że podczas wyjmowania sterownika wyjmuje się od razu całość. Panel ten będzie umieszczony w skrzynce podtynkowej, tak że przednia ściana będzie na równo z kafelkami w budynku. Jeżeli chodzi o moduł odbiorczy oraz wykonawczy to są one umieszczone w hermetycznej skrzynce.

Easy AdSense by Unreal

Widok frontu nadajnikaWidok modułu odbiorczego

Co do dalszych planów rozwoju (a rozwój na pewno będzie) planuję:
- dwustronną komunikację między modułami, możliwa zamiana na BT-222
- pełną obsługę z komputera, Internetu

Praca z komputerem
To jest dopiero początek tworzenia pomysłu…
Obecnie stworzyłem dwa programy na Windows, w pierwszym możliwe jest monitorowanie pracy sterownika – tak jak jest to ukazane na krótkim filmie.

W drugim programie można ustawiać czasy załączania i wyłączania poszczególnych sekcji:

Program do ustawiania czasów pracy2009-08-05 23-53

Film prezentujący pracę oraz obsługę sterownika
Przepraszam za kiepski montaż, lecz się spieszyłem – jakby coś było nie jasne, to proszę pytać.
W 4 lini LCD nadajnika(sterownika) będą w przyszłości wyświetlane numery włączonych stref (teraz wyświetlana jest już nieistotna rzecz):
Słaba jakość filmu spowodowana jest dość znaczą kompresją, ponieważ prędkość mojego uploadu jest rażąco niska…

Zdjęcia:

a) Sterownik

NadajnikNadajnikNadajnikNadajnik

b) Odbiornik, wraz z modułem wykonawczym (przekaźniki) oraz płytką z wyświetlaczem i przyciskami

OdbiornikOdbiornikModuł przekaźnikówModuł przekaźników

Co do wsadu/programu – udostępnię, gdy napiszę nową wersję softu, ponieważ dostrzegam drobne błędy..

Elektrozawory itp.

Większość elektrozaworów mieści się w wymurowanej „studni”, gdzie będzie również pompa. W niej znajduję się też transformator, oraz kondensatory na cewkach elektrozaworów. W sumie stanowi to 2 skrzynki hermetyczne. Wyprowadzenia elektrozaworów są połączone z oddalonym o 2m odbiornikiem. Zasilanie odbiornika, jak i elektrozaworów brane jest z tego samego transformatora (2x12V). Zapraszam do obejrzenia zdjęć:

Widok studni z jeszcze nie podłączonymi elektrozaworami4 nie podłączone elektrozaworyUłożenie elektrozaworówDwie skrzynki hemetyczne, łączenia kabli (wraz z kondensatorami) i tranformatorŁączenia kabliTransformatorWszystko już podłączoneWidok podłączonych już elektrozaworówTam znajduje się odbiornik wraz z przekaźnikamiSkrzynka z odbiornikem i przekaźnikamiWidok wnętrz skrzynki - 16 przekaźników

Na koniec podsumowanie kosztów:

Przekaźniki 16×2,99 zł = 47,84 zł
Płytki: – 68zł
a) nadajnik 20zł/szt
b) odbiornik 20zł/szt
c) płytka przekaźników 28zł/szt
Moduły nadawcze i odbiorcze – 36 zł (nadajnik), 65 zł
Wyświetlacz LCD 4×20 znaków: 2x 18 zł
Podstawki, oporniki, gniazda, goldpiny, diody itp. – miałem (gdyby kupować to nie więcej niż 20zł)
Inne drobiazgi – max 20 zł

Razem: około 350 zł (wraz z przesyłkami), z tym, że drobne części już miałem.. W kosztorysie nie uwzględnione zostały skrzynki, kable, elektrozawory, rury.

16 Responses

Subscribe to comments via RSS

  1. Written by Krystian
    on 30 sierpnia 2009 at 8:55
    Odpowiedz · Permalink

    Stary rewelacja!!! Super projekt.Ale będzie jeszcze lepszy jak LEDy wrzucisz w takie czarne oprawki.Koszt niewielki ale efekt estetyczny murowany,Swietna konstrukcja.

    • Written by Wojtek
      on 30 sierpnia 2009 at 9:33
      Odpowiedz · Permalink

      Już wcześniej chciałem umieścić diody w tych oprawkach. Jak będę teraz kupował jakieś części na TME, to chyba zamówię jeszcze te oprawki.

  2. Written by Ogrodnik
    on 16 lutego 2010 at 0:45
    Odpowiedz · Permalink

    Super komputer do podlewania, ale brakuje możliwości ustawienia podlewania cyklicznego dla sekcji (np. co 15 min, czy co godzinę),a przy podlewaniu cyklicznym, musi być możliwość ustawień okienka (czyli czasu kiedy program podlewania jest przerywany, np. w najupalniejszą porę dnia) i ustawienia sekundowe czasu podlewania. Wtedy taki komputer mogłby być w 100% przeznaczony do zastosowań profesjonalnych, np. Do podlewania szklarni czy tuneli foliowych.

  3. Written by Teentori-online
    on 20 marca 2010 at 17:13
    Odpowiedz · Permalink

    Taname huvitava blogi

  4. Written by Robert
    on 4 lipca 2010 at 13:23
    Odpowiedz · Permalink

    Witam!

    Jest szansa na wsad do sterownika.Chciałbym uruchomić u siebie.

    Pozdrawiam Robert

  5. Written by Artur
    on 11 czerwca 2011 at 9:07
    Odpowiedz · Permalink

    Witam,
    mam pytanie dotyczące firmy, która wykonywała Ci płytki PCB. Czy mógłbyś podać jej adres www? Wydaje mi się, że cena 68zł za te płytki, widniejące na fotkach jest bardzo dobra.

    Pozdrawiam

  6. Written by matka
    on 6 lipca 2011 at 1:22
    Odpowiedz · Permalink

    po co niebieskie rury?

  7. Written by Rafliczek22
    on 15 sierpnia 2011 at 17:35
    Odpowiedz · Permalink

    Witam

    Sterownik wygląda na bardzo profesjonalny (od biedy mógł by kolega na nich interes zrobić), mam natomiast pytanie jakie zastosowałeś elektrozawory i jaka była ich cena.

    • Written by Wojtek
      on 20 sierpnia 2011 at 23:32
      Odpowiedz · Permalink

      Witam, nie pamiętam już jakie były to typy elektrozaworów, lecz ich cena wynosiła ok. 90 PLN za sztukę. Ciężko było znaleźć jakieś tańsze, ale te sprawują się b. dobrze.

  8. Written by george2002
    on 13 września 2011 at 11:27
    Odpowiedz · Permalink

    Mam pytanie do kolegi manekinen :) jakim programem rysujesz sobie te algorytmy menu ?

    Pozdrawiam
    George2002

  9. Written by Janusz Kurt
    on 20 marca 2012 at 13:25
    Odpowiedz · Permalink

    Bardzo ciekawe i funkcjonalne rozwiązanie. Aż żałuję, że mój trawniczek jest podzielony tylko na dwie strefy, bo chętnie bym zastosował proponowane rozwiązanie. Gratuluję w świetle udanego projektu!

  10. Written by klaster
    on 7 sierpnia 2012 at 14:38
    Odpowiedz · Permalink

    projekt naprawde godny zamiennika gdzies widzialem podobny ale mniejszy projekt i tam bylo dodatkowo sprawdzanie pogody przez ostatnie dni i jesli nie padalo i nie ma padac to zaczyna podlewac z tym ze to juz bylo wykonywane za pomoca komputera, lecz w projekcie mozna by bylo dac jeszcze czujnik wilgotnosci w paru miejscach tak by mozna bylo monitorowac czy warto podlewac czy nie

  11. Written by Rafał /Elektryczek/
    on 19 lutego 2015 at 11:03
    Odpowiedz · Permalink

    Bardzo fajnie opisane. Zaczerpnąłem nieco przy mojej testowej instalacji nawadniania. Całość działa na działce bez opłaconego dostępu do energii elektrycznej – jest tylko gminny wodociąg. Zasilanie oczywiście akumulatorowe + ładowanie solarem. Sprawdza się znakomicie bo jak nie ma słońca to i nie ma potrzeby podlewać. Akumulatory wystarczają na około 10 godzin, wiem wiem trochę to przesada :)

  12. Written by Printex
    on 17 lutego 2016 at 13:51
    Odpowiedz · Permalink

    Na szczęście mam niewielki ogród i tego typu instalacja nie jest mi potrzebna. Niemniej jednak jestem pod wrażeniem!

  13. Written by vAGO
    on 16 października 2016 at 21:24
    Odpowiedz · Permalink

    Wsadu chyba juz sie nikt nie doczeka :(

  14. Written by Mariusz
    on 3 listopada 2016 at 14:25
    Odpowiedz · Permalink

    Nie chce mi się wierzyć, że już w 2009 roku były takie cuda :)

Subscribe to comments via RSS

Leave a Reply