Monitor sem fio da umidade do solo de DIY

Saudações a todos os leitores de Habr! Hoje, quero compartilhar com você meu novo projeto - um sensor de umidade do solo sem fio, construído com base no conhecido módulo de umidade do solo com aliexpress. O novo sensor é uma continuação lógica do meu primeiro projeto de bricolage sobre este tópico. Mas na nova implementação, esse não é mais um módulo do arduino, mas um dispositivo completo com seu próprio gabinete. Então, mingau do machado, parte dois! :)



O módulo chinês de medição de umidade do solo é construído em um timer 555. O método de medição é capacitivo. Para o meu projeto, eu precisava de uma versão do módulo com o regulador de tensão XC6206P332 instalado em 3.3V, que no futuro terá que ser removido da placa do módulo. O fato é que nessas versões usamos uma modificação do temporizador TLC555 com um limiar mais baixo para a fonte de alimentação de 2V. Nas versões sem estabilizador, os temporizadores NE555 são usados ​​com um limiar de potência mais baixo de 5V. Mas, em qualquer caso, o que é mais fácil comprar para repetir esse projeto é o negócio de um repetidor. Na primeira opção, soldamos o regulador de tensão; na segunda, alteramos o temporizador, por exemplo, para um assim - LMC555 ( datasheet)) trabalhando mesmo a partir de 1.5V. Para o módulo sem fio do sensor de umidade do solo chinês, escolhi um módulo de rádio da EBYTE E73C no qual o chip nRF52840 está instalado. O argumento foi o preço do módulo e a quantidade disponível desses módulos em minhas reservas.



O módulo sem fio acabou sendo muito simples, LED RGB, alguns botões, um transistor de efeito de campo, uma bateria. Até a solda iniciante mais inexperiente pode montar esse dispositivo. No sensor de umidade, além de remover o estabilizador de tensão, também é necessário dessoldar o conector e soldar o plugue macho 3P em seu lugar, etapa 2,54 mm.

As dimensões da placa foram um pouco menores do que no primeiro projeto - 42x29mm, determinadas pelo tamanho do suporte da bateria.



O estojo foi impresso na minha impressora SLA ANYCUBIC doméstica. O tempo de impressão de peças é da ordem de algumas horas. O pós-processamento subsequente levou cerca de meia hora. O custo da resina polimérica gasta é de ~ 100r.

Consumo no modo de suspensão - 4,7mA, no modo de transmissão 8mA. O intervalo de medição é variável, passo 1 minuto. Tempo de medição 50ms (5 medições no programa de teste), consumo durante a medição ~ 1 mA. Também mede a temperatura do chip, mede o nível da bateria. Transferência de dados para o controlador UD através da rede Mysensors, transferência de dados para o controlador UD através da rede Zigbee.

O código dos programas de teste está no meu Github.

Exemplo de trabalho na rede Mysensors e no Mazhordomo UD





Exemplo de trabalho na rede ZigBee e no Mazhordomo UD





O código de configuração do conversor no módulo zigbee2mqtt para o sensor de umidade (ainda não tenho certeza de que esta é a solução certa).

{
        zigbeeModel: ['nrf52840.ru_PWS'],
        model: 'nrf52840.ru_PWS',
        vendor: 'nrf52840.ru',
        description: 'Plant watering sensor',
        supports: 'humidity',
		fromZigbee: [fz.humidity2, fz.battery_PWS],
        toZigbee: [],
		meta: {configureKey: 1},
        configure: async (device, coordinatorEndpoint) => {
            const endpoint = device.getEndpoint(10);
			await bind(endpoint, coordinatorEndpoint, ['msRelativeHumidity', 'genPowerCfg']);
            await configureReporting.humidity(endpoint);
			await configureReporting.batteryVoltage(endpoint);
        },
    },



O firmware do teste foi escrito por um dos participantes da nossa comunidade de bricolage - Lenz, aqui está o seu GIthub .

O custo dos componentes que precisaram ser adicionados ao medidor de umidade chinês foi de cerca de 400 a 500 rublos. Na minha opinião, não é nada mau.

Vídeo de operação do sensor


Foto do sensor












Planos adicionais para este projeto. Gostaria de substituir o MK por algo mais simples, por exemplo, com nRF52810 ou nRF52811, mas tudo dependerá do preço, provavelmente você terá que abandonar os módulos de rádio e apenas fazê-lo em um chip. Talvez eu pense em adicionar uma campainha, é muito provável que seja o estabilizador de energia, já que agora você precisa levar em consideração a tensão de alimentação ao medir. Coloque a versão Zigbee em um estado estável, faça a versão BLE, faça um aplicativo de exibição móvel. Em geral, definitivamente haverá algo mais.

Github deste projeto .

Se você estiver interessado neste projeto, proponho ir ao grupo de telegrama, sempre haverá assistência no domínio dos protocolos Maysensors, Zigbee, BLE no nRF5, eles ajudarão a dominar a programação do nRF52 no Arduino IDE e não apenas nele.

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