基于Arduino Uno的植物浇水自动化设计

过去很长一段时间，经常会因为假期而忘记照顾植物导致植物干枯。因此，我考虑将任务自动化以挽救未来的植物生命。

我将 Arduino Uno 与Infineon的TLE94112 多半桥结合使用，为我的家庭植物创建了一个自动水泵。

硬件
Arduino 和 TLE94112 就像任何其他 Arduino 扩展板一样组合在一起。

棘手的部分是泵与TLE94112的连接，因为我们需要几个半桥来为泵提供足够的电流。就我而言，总共有 8 个，4 个高侧和 4 个低侧半桥，可为泵提供高达 3.6A 的电流。问题是，这是我泵产品页面中列出的电流的两倍多，因为大多数制造商只包括他们产品的平均电流负载，但对我们来说，开关期间的峰值电流是有限的，因为TLE94112如果超过每个半桥 0.9A 的限制，将进入紧急关断状态。

我将一个 2 x 4 的适配器焊接到三个螺丝端子中的 2 根电线上：

泵的连接取决于您选择的泵。就我而言，它带有预先连接的电线。

关于直流泵的另一个注意事项：在我的情况下，泵中的电机以相同的方向旋转，而不管连接的极性如何。对于这个项目，这不是问题，但如果您想适应其他应用程序，请记住这一点。

最后，将软管连接到泵上，并将一端放置在水箱（例如喷壶）中，另一端放置在植物盆中：

软件
由于我使这个项目具有可扩展性，因此代码分为几个文件，但不要担心，它很简单，我们将详细介绍。

该项目可以在任何 arduino 兼容的 IDE 中设置，我们将使用默认的Arduino IDE ，但例如 Platformio 也可以工作。

前两个文件，helpers.cpp并helpers.hpp只包含了一些包装，使上下车，转换记录到串行终端。

使用这里提供的功能，您可以简单地使用

logger.log("hello world");

代替

Serial.print("hello world");

本Logger 类包装 Serial.print等，只打印/日志如果logger.logging设置为true。需要创建一个类的实例，然后你可以像通常的类一样使用它Serial：

第一个变量设置应该拉取TLE94112的错误消息并将其记录到串行终端的时间段（以毫秒为单位）（查看本文的第 5 部分，了解有关板子错误消息的解释）。第二个完全启用/禁用日志记录。

第二组文件是plant.cpp和plant.hpp包含植物类的基本功能定义，以支持由同一设置浇灌的多个植物。

每个植物都有一个泵 ( Tle94112Motor *pump_motor;) 应该uint32_t pump_duration;每隔几天启动一次 ( )一段时间( uint8_t pump_interval_days;)

这些函数是这两个变量的 getter 和 setter，以及激活泵送的函数。

我要特别注意.cpp文件中函数的函数定义void pump();：

如您所见，泵电机并未立即完全启动，但泵速会在泵持续时间内加速至全速。这种“软切换”是必要的，因为一次打开电机会消耗比TLE94112可以处理的更多的电流。这通常也超过了电机/泵的电流消耗标签。

现在我们已经来到plant_watering.ino文件，代码的核心。

前几行只是库内容和串行波特率的定义。

接下来是为 TLE94112、记录器和植物创建所有类对象。在这个例子中，我只使用了一种植物，但你可以用同样的方式添加更多的植物：

所有植物都必须保存到一个plantssize数组中plant_nr。

接下来是一些有助于安排浇水任务的变量。这被排除在植物类之外，以便轻松切换到不同的计时方案，如实时时钟。但是，在这种情况下，我们将使用该millis();函数。

出于测试目的，您可以通过减少一天的毫秒数来模拟更快的时间流逝。

该setup()函数初始化之前创建的所有对象。每个电机的半桥数量也在此处设置。在我的情况下，我必须最多使用四个，但根据您的泵，您可能可以使用更少。

这就是这个项目的全部内容。随意在您自己的设置中使用代码，并通过例如使用 RT-Clock 或包括多个泵来扩展它。