每年夏天(在我的花园里种了蔬菜之后),我总是去我家的地下室,这样我就可以在我的灌溉控制器上激活所需的区域(花园)并且不得不再次回来(一旦计时器到完成)到地下室并将控制器区域设置回“所有区域”。
那时我决定建立自己的智能 wifi 灌溉系统控制器!我已经有一个 8 区喷水灭火系统(我的草坪 7 个,花园 1 个),所以这个项目将专注于使用 ESP8266 12-E 和 PCF8575 的控制器,可以轻松地将现有配置扩展到 16 个区域。
在更换控制器之前,让我们定义需要什么。大多数灌溉系统由 24v AC(控制器和电磁阀)供电,就像我家安装的一样。每个阀门定义一个区域(例如:1 区、2 区、3 区等),当通电时,水开始流过管道并激活一个或多个喷水器进行水灌溉。
电线连接如下。将所有公共电线连接在一起(见图)并将(公共电线)连接到仅一根 24vac 电线。来自 24vac 的另一根电线将被添加到继电器板上(详见下文)。
我决定保留原来的 24v AC 电源并重新使用它来为我自己的控制器和电磁阀供电。
这是一个 AC/DC 到 DC 降压转换器 - 因为我只想使用一个电源(原来的 24vAC),它需要转换输入交流电压和输出(使用微调电位器)5v DC 来为电子元件供电(我的控制器替换的继电器、nodeMCU、IO 扩展器)。
NodeMCU (ESP12-E) 是执行大多数活动的大脑(见下文),但缺少 IO 端口(这是 PCF8575 的亮点)。
PCF8575 是一个包含 16 位准双向端口的 IO 扩展器。与该芯片的通信是通过 I2C 完成的(只需要 2 根线)。我喜欢这款芯片的地方在于:
一旦 MCU 为特定区域(阀)发出信号,它将通信(通过 I2C)并激活 PCF8575 上的端口以从继电器引脚吸收电流(端口 = 0V)并激活继动阀(或区域)。继电器将关闭电路并允许来自原始电源的电源(24vac)进入电磁阀,因为我有 8 个阀,所以需要 8 个继电器。
所有零件的总成本约为 35 美元(罐)。
现在我们有了主要组件,在原型板上组装电子部件(来自原理图文件)。然后开始构建一个只与PCF8575芯片通信的程序来控制前2个IO口。最后,继续添加继电器板并进行测试。验证完成,我准备将 nodeMCU 和 PCF8575 安装在面包板上。
最后阶段是组装所有电子元件(对于这个项目,我使用了一块 MDF)和一些 3D 打印部件,以将 MDF 板固定在机械室的墙壁上。
Web 门户是从 MCU 生成的。每个区域都可以有一个描述(上图仅用于演示)。
控制器可以通过多种不同的方式进行编程(见下文),例如:
对我来说,以下标准是这个项目的一个重要因素。
我最初开始使用 Dark Sky API 提取天气信息,以便 MCU 知道何时灌溉......但出于个人原因,我拒绝这条路径,而是更喜欢使用湿度传感器(尚未构建......对于未来的项目)。
我有一个请求(来自邻居)创建并安装了一个新的灌溉系统控制器。这是原始设计的 2.0 版,添加了以下部分:
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