Индикация показаний при проектировании Умной теплицы на Ардуино

В прошлой статье «Умная теплица на Arduino делаем первые шаги» мы реализовали функции мониторинга данных для нашей Умной теплицы – проект «Домашний цветок».

Все данные с датчиков (давления, температуры, освещенности) мы отправляли в монитор последовательного порта. Смотреть показания датчиков через последовательный порт не совсем удобно, сегодня мы рассмотрим более удобную индикацию показаний. Во-первых, мы реализуем вывод данных с датчиков на дисплей, во-вторых, мы подключим светодиоды, которые будут сигнализировать о наступлении неблагоприятных климатических условий, требующих нашего вмешательства (например, пониженная увлажненность почвы, слишком высокая температура, недостаточная освещенность).

Дополнительно к деталям, использовавшимся в первой части нам понадобятся следующие детали:

Светодиод красный – 3шт;
Резистор 220 Ом – 3 шт;
ЖК-экран (Nokia 5110);

Светодиоды и резисторы имеются в каждом из наборов «Дерзай» («Базовый», «Изучаем Arduino» и «Умный дом»). Выбор двухцветного графического ЖК-дисплея Nokia 5110 (рисунок 1) обусловлен его дешевизной и пониженным энергопотреблением, позволяющим подключать его к плате Arduino без дополнительного питания. Вы можете выбрать другой – например WH1602 с интерфейсом I2C, позволяющим максимально экономить контакты Arduino (всего 2, к которым можно подключать и другие устройства I2C).

Рисунок 1: ЖК дисплей Nokia 5110

Теперь соберем на макетной плате схему, представленную на рисунке 2 (схема из первой части с добавлением светодиодов и дисплея Nokia 5110).

Рисунок 2. Схема соединения для мониторинга параметров для проекта на Arduino «Домашний цветок».

Приступим к написанию скетча. Составим условия, когда необходимо сигнализировать светодиодами о наступлении неблагоприятных климатических условий. Это следующие:

температура воздуха > TEMP_DETECT;
увлажненность почвы < MOISTURE_DETECT;
освещенность < LIGHT_DETECT.

Значения для констант TEMP_DETECT, MOISTURE_DETECT, LIGHT_DETECT необходимо определить самостоятельно. При наступлении неблагоприятного параметра будет загораться соответствующий светодиод, он будет сигнализировать нам, что необходимо предпринять какие-то действия:

включить полив почвы;
включить лампу освещения;
включить вентилятор.

Пины Arduino для подключения светодиодов определены константами LED_TEMP, LED_MOISTURE, LED_LIGHT.

Текущие значения температуры и влажности воздуха, увлажненности почвы и освещенности будем выводить на дисплей Nokia 5110. Для работы с дисплеем будем использовать Arduino библиотеки Adafruit_GFX и Adafruit_PCD8544.

Создадим в Arduino IDE новый скетч, занесем в него код из листинга 1 и загрузим скетч на на плату Arduino. Напоминаем, что в настройках Arduino IDE необходимо выбрать тип платы (Arduino UNO) и порт подключения платы.

Листинг 1.

 // подключение библиотек для nokia 5110
 #include 
 #include 
 // подключение библиотеки DHT
 #include "DHT.h"
 // тип датчика DHT
 #define DHTTYPE DHT11

// контакт подключения входа данных модуля DHT11
 int pinDHT11=9;
 // контакт подключения аналогового выхода модуля влажности почвы
 int pinSoilMoisture=A0;
 // контакт подключения аналогового выхода датчика температуры TMP36
 int pinTMP36=A1;
 // контакт подключения аналогового выхода фоторезистора
 int pinPhotoresistor=A2;

// пины светодиодов индикации
 #define LED_TEMP 5
 #define LED_MOISTURE 6
 #define LED_LIGHT 7

// значения для условий
 #define TEMP_DETECT 30
 #define MOISTURE_DETECT 500
 #define LIGHT_DETECT 250

// создание экземпляра объекта DHT
 DHT dht(pinDHT11, DHTTYPE);

// Nokia 5110
 // pin 13 - Serial clock out (SCLK)
 // pin 12 - Serial data out (DIN)
 // pin 11 - Data/Command select (D/C)
 // pin 10 - LCD chip select (CS)
 // pin 8 - LCD reset (RST)
 Adafruit_PCD8544 display = Adafruit_PCD8544(13, 12, 11, 10, 8);

void setup() {
 // запуск последовательного порта
 Serial.begin(9600);
 //
 pinMode(LED_TEMP,OUTPUT);digitalWrite(LED_TEMP,LOW);
 pinMode(LED_MOISTURE,OUTPUT);digitalWrite(LED_MOISTURE,LOW);
 pinMode(LED_LIGHT,OUTPUT);digitalWrite(LED_LIGHT,LOW);
 //
 dht.begin();
 // инициализация дисплея
 display.begin();
 // установить контраст фона экрана
 display.setContrast(60);
 display.clearDisplay(); // очистить экран
 display.setTextSize(1); // размер шрифта
 display.setTextColor(BLACK); // цвет
 // заставка
 display.setCursor(15,15);
 display.print("Home Flower");
 display.display();
 delay(2000);
 }

void loop()
 {
 display.clearDisplay();
 display.setCursor(5,0);
 display.print("Home Flower");
 // получение данных с DHT11
 float h = dht.readHumidity();
 display.setCursor(5,10);
 if (isnan(h))
 {
 Serial.println("Failed to read from DHT");
 display.print("airH= error");
 }
 else
 {
 Serial.print("HumidityDHT11= "); Serial.print(h);Serial.println(" %");
 display.print("airH=");display.print(h);display.print("%");
 }
 // получение значения с аналогового вывода модуля влажности почвы
 display.setCursor(5,20);
 int val0=analogRead(pinSoilMoisture);
 Serial.print("SoilMoisture= "); Serial.println(val0);
 display.print("soilM=");display.print(val0);
 // получение значения с аналогового вывода датчика температуры TMP36
 display.setCursor(5,30);
 int val1=analogRead(pinTMP36);
 // перевод в мВ
 int mV= val1*1000/1024;
 // перевод в градусы цельсия
 int t=(mV-500)/10+75;//t=23;
 Serial.print("TempTMP36= "); Serial.print(t);Serial.println(" C");
 display.print("airT=");display.print(t);display.print(" C");
 // получение значения с аналогового вывода фоторезистора
 display.setCursor(5,40);
 int val2=analogRead(pinPhotoresistor);
 Serial.print("Light= "); Serial.println(val2);
 display.print("Light=");display.print(val2);
 // обновить
 display.display();
 //// проверка условий
 // увлажненность почвы
 if(val0 > MOISTURE_DETECT)
 digitalWrite(LED_MOISTURE,HIGH);
 else
 digitalWrite(LED_MOISTURE,LOW);
 // температура воздуха
 if(t > TEMP_DETECT)
 digitalWrite(LED_TEMP,HIGH);
 else
 digitalWrite(LED_TEMP,LOW);
 // освещенность
 if(val2 < LIGHT_DETECT)
 digitalWrite(LED_LIGHT,HIGH);
 else
 digitalWrite(LED_LIGHT,LOW);
 // пауза 5 секунд
 Serial.println();
 delay(5000);
 }

После загрузки скетча на плату, открываем монитор последовательного порта и наблюдаем вывод значений с показаниями наших датчиков (рисунок 3).

Рисунок3. Вывод значений с показаниями наших датчиков в монитор последовательного порта Arduino.

А вот и наш выращиваемый цветок (рисунок 4,5). Вывод значений на ЖК-дисплей и светодиоды, сигнализирующие о наступлении неблагоприятных климатических условий.

Рисунок 4,5. Проект «Домашний цветок»
В следующих уроках нам необходимо будет организовать полив цветка, обдув, освещение. Т.е. добавить нашей Умной теплице функции управления.

Сайт загружается...