点灯加持！3天DIY一套智能灌溉系统（补图）
本帖最后由 Cp0204 于 2021-4-1 11:06 编辑大概是大一放暑假，因为在宿舍养了一棵多肉，第一次萌生了希望有一套自动浇水的装置的想法，当时也只是想想。
在事隔若干年后，因为做菜的葱蒜总是用不完，在窗边弄了两个泡沫箱种着，又因为懒得浇水，试着就把智能灌溉系统给实现了。
整套系统基于 arduino，结合 点灯·blinker 的平台加持，实现在线控制和数据显示，好处是编程简单、模块丰富，控制电路图如下：
目录一、第一天1.1 硬件准备1.2 软件准备二、第二天2.1 设计一个浇水按钮2.2 设置自动浇水开关2.3 显示实时湿度和历史图表三、第三天3.1 实物连接3.2 设备外壳3.3 湿度传感器后记
一、第一天
1.1 硬件准备
买材料，等快递，完。
板子我用的是 D1 mini，优点是小巧，带ESP8266芯片，可以物联网。
其它主要部件有：土壤湿度传感器、5V一路继电器、小水泵、配套水管。
零散的部件：杜邦线、micro数据线（旧安卓数据线，用于D1板子烧录和供电）、废旧塑料瓶等…
主控板子
土壤湿度传感器
电磁继电器
水泵和管子1.2 软件准备
下载并安装 Arduino IDE，安装开发版的库（具体操作自行搜）。实际上程序我也是第一天写好的，实现自动浇水的关键代码（篇幅有限，只给出关键代码，需融会贯通，下同）：// 设置湿度临界值
int auto_moisture = 100;
void setup() {
// D1 控制继电器
pinMode(D1, OUTPUT);
// A0 读取湿度
pinMode(A0, INPUT);
}
void loop() {
// 读取湿度模拟值，转化成表现值
int moisture = 1024 - analogRead(A0);
// 如果湿度小于阈值则启动水泵
if (moisture != 0 && moisture < auto_moisture) {
digitalWrite(D1, HIGH);
// 浇水持续时间
delay(5000);
digitalWrite(D1, LOW);
}
}
以上代码从A0口读取土壤湿度传感器的模拟值，根据设定阈值，自动启动水泵浇水的过程。
注意这里读取的并不是真正的湿度值，而是 0~1024 范围的模拟电信号，湿度越大值越小；我为了更易于人类理解，把它和1024相减，使湿度越大表现值越大。
二、第二天
以上代码实现了本地控制，但我们肯定不满足于此。下一步是试其联网，远程控制、在线显示数据，这也是我用带WIFI板子的目的。物联网部分，我使用 blinker 的方案。
blinker 是一套物联网设备开发部署方案，核心是制定了设备和设备间、设备和客户端间通信及交互标准。用户可自己拖拽布局设备控制界面，自由打造你的物联网设备。
官网文档：https://diandeng.tech/doc/getting-start-8266
下载安装 blinker APP，新建设备，获取秘钥。IDE 安装 blinker Arduino 库，示例代码，配置WIFI、秘钥，这些官网文档都有，不赘述。
2.1 设计一个浇水按钮
APP 中新建一个按钮，数据健名「btn-water」；新建一个数据控件，键名「num-water」。
添加浇水按钮
结合以下代码，就能在自动浇水的基础上，实现远程手动浇水的功能。按一下开关水泵启动 5 秒，如果管子较长，这个值可以稍微设大一些。浇水完成后计数器 +1 并返回浇水的次数。#define BLINKER_WIFI
#include <Blinker.h>
char auth[] = "你的token";
char ssid[] = "热点名";
char pswd[] = "热点密码";
// 新建组件对象
BlinkerButton BtnWater("btn-water");
BlinkerNumber NumWater("num-water");
// 手动浇水计数
int counter = 0;
// 设置湿度临界值
int auto_moisture = 100;
void setup() {
// D1 控制继电器
pinMode(D1, OUTPUT);
// A0 读取湿度
pinMode(A0, INPUT);
// 初始化 blinker
Blinker.begin(auth, ssid, pswd);
// 绑定按钮事件
BtnWater.attach(BtnWater_callback);
}
void loop() {
Blinker.run();
// 读取湿度模拟值，转化成表现值
int moisture = 1024 - analogRead(A0);
// 如果湿度小于阈值则启动水泵
if (moisture != 0 && moisture < auto_moisture) {
digitalWrite(D1, HIGH);
// 浇水持续时间
Blinker.delay(5000);
digitalWrite(D1, LOW);
}
}
// 按下浇水按钮
void BtnWater_callback(const String & state) {
if (state == "tap" && digitalRead(D1) == 0) {
digitalWrite(D1, HIGH);
Blinker.delay(5000);
digitalWrite(D1, LOW);
counter++;
// 发送计数
NumWater.print(counter);
}
}
2.2 设置自动浇水开关
如果我不想自动浇水，怎么办？我们可以在设置一个自动浇水开关，设置为打开时，执行检测湿度自动浇水的代码。//……此处省略部分非关键代码
// 新建组件对象
BlinkerButton BtnAuto("btn-auto");
// 自动浇水默认开关
bool auto_water = false;
//……此处省略部分非关键代码
void loop() {
Blinker.run();
// 读取湿度模拟值，转化成表现值
int moisture = 1024 - analogRead(A0);
// 如果湿度小于阈值则启动水泵
if (auto_water && moisture != 0 && moisture < auto_moisture) {
digitalWrite(D1, HIGH);
// 浇水持续时间
Blinker.delay(5000);
digitalWrite(D1, LOW);
}
// 自动浇水开关
void BtnAuto_callback(const String & state) {
if (state == "on") {
auto_water = true;
} else {
auto_water = false;
}
}
2.3 显示实时湿度和历史图表
怎样湿度实时显示在 APP 上呢？方法和 2.1 中显示计数是一样的，APP中新建数据控件，代码中绑定控件。//……此处省略部分非关键代码
// 新建组件对象
BlinkerNumber NumMoisture("num-moisture");
void setup() {
//……此处省略部分非关键代码
// 历史数据图表
// Blinker.attachDataStorage(func, time, times);
// func, 对应的回调函数
// time, 对应数据采集时间-默认60 s, 最少60 s
// times, 对应采集次数后上传到云端-默认2次, 最多不超过4次
Blinker.attachDataStorage(dataStorage, 60 , 2);
}
// 设备需要上传数据到云端时会调用对应的回调函数
void dataStorage() {
int moisture = 1024 - analogRead(MOIST);
Blinker.dataStorage("moisture", moisture);
}
但这里我们还需要加入心跳包，以便在一打开设备页面的时候就返回数据，后面每 30~60s 会定期返回一次心跳包。void setup() {
//……此处省略部分非关键代码
// 心跳绑定
Blinker.attachHeartbeat(heartbeat);
}
// 发送实时数据
void heartbeat() {
NumMoisture.print(1024 - analogRead(MOIST));
// 以下是返回开关状态
btnSwitch(BtnAuto, STRING_format(auto_water ? "on" : "off"));
}
三、第三天
3.1 实物连接
下面是我制作实物的一些经验。把基本部件按以下线路连接，另外我们还需要储水罐、防水外壳。我用的是潜水泵，放到储水罐中，出水口连接软管到植物处。
3.2 设备外壳
整套装置我是打算放在窗台外的，所以必须考虑防水，外壳我用一个饮料瓶倒立放置。把元件全塞进去，娃哈哈某款饮料瓶口刚刚好。
瓶盖打三个孔，孔直径等于线的直径，引出三根导，分别是主板电源线、湿度传感器导线、水泵电源线。
3.3 湿度传感器
湿度传感器插针和导线焊接，用热缩管做最后的包裹。
这里我的经验之谈是做滴蜡处理，防止洒水的时候渗入到插针处，造成传感器不准。
后记
最后成品的效果，我把装置固定在窗边，用快递袋包裹遮太阳，从窗边引入一根电源线到室内接电源，储水罐用坏了的烧水壶。
手机控制端，当然后面程序上还做了一些升级优化，比如湿度数值取平均数，防止某一次取值偏差，增加浇水微信通知之类的。
整套东西做好了有一段时间，这篇文章陆陆续续写了快四个月。
再次证明了「一鼓作气，再而衰，三而竭」，以至于后面有些细节忘了，代码也是从最终版本中抠出来简化的，有 bug 别怪我 ╮(￣▽￣)╭ ，如果有朋友需要可以完整开源，但我希望你有一点基础，有排错的能力。
感谢点灯提供的平台和库，让物联网开发变得简单、便捷！后面我还做了同时支持APP、天猫精灵、小爱同学（我用小米手环4）控制的氛围彩灯，支持不同闪动模式，后续希望加入读AUX音频信号，随音乐节奏跳动，但也一直拖着没动，有能力和兴趣的朋友可以一起探讨完善。
对了，还有舵机+激光逗猫的玩具，可是没有猫。
Made with love, just for fun!
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硬件放在瓶子内，放在户外 瓶内是否有水气产生？ ahua7336 发表于 2021-4-2 08:21
硬件放在瓶子内，放在户外 瓶内是否有水气产生？
没有水气，瓶子是密封的，电源线从刚刚好的圆孔通过（封蜡）。再加上是倒着放置，雨水都打不进去，没有涉水的机会。
另外我在外面又包了一层快递袋，以免阳光直晒。 你好，我是新手小白，对这个项目挺感兴趣的，想问一下为啥开发板连上WiFi但是app里面显示离线呢？ taograndpa 发表于 2021-4-2 15:58
你好，我是新手小白，对这个项目挺感兴趣的，想问一下为啥开发板连上WiFi但是app里面显示离线呢？ ...
库没配置好吧 新手小白，问一下。我做的也有浇水方面的。我的连线也是按照楼主的连接。但是代码写进去以后，水泵一直在工作，我想问下是哪里的问题。是不是继电器的问题，我用的是蓝色的普通的继电器。求解答。感谢，大佬。 你猜我是谁啊 发表于 2021-4-14 17:17
新手小白，问一下。我做的也有浇水方面的。我的连线也是按照楼主的连接。但是代码写进去以后，水泵一直在工 ...
仅有的信息无法判断，贴代码，看实物； 本帖最后由 你猜我是谁啊 于 2021-4-15 14:29 编辑
老哥你好，我是在你帖子下面留言的。实物方面我的继电器用的蓝色的普通的继电器。接线方面，继电器的vcc接的板子的5v，gnd接的板子的gnd，in接的是D13口，继电器的com接的是5v。水泵方面，黑色的线接的是gnd，红色的线接的是继电器的nc。代码我就是用的你的代码。除了数据口其他都没有改变。blinker方面 组件也是用的代码的数据键名。问题是这样的，我板子接通电源以后水泵一直在工作，并且继电器的绿灯也一直在跳动，有声音。而且当我的湿度，超过湿度临界值的时候，也是会在工作，手动浇水的按钮也没有用。所以我想问下，我这是哪里的问题？还请大神指导一下。感谢。我已经上传了我的接线图，视频方面我传不上去，所以无法呈现，抱歉。C:\Users\Administrator\Desktop 你猜我是谁啊 发表于 2021-4-15 14:25
老哥你好，我是在你帖子下面留言的。实物方面我的继电器用的蓝色的普通的继电器。接线方面，继电器的vcc接 ...
看不出来:'( 是不是湿度判断错误 请问楼主可以提供完整代码吗
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