路上捡到直溜的木棍别丢!搭配嘉立创EDA的免费PCB做个太阳能植物培育仓,那叫一个美汁汁!
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最终成品还嘎嘎实用!
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就算只是学习学习设计思路/结构也是极好的~因为DIY成本真的很低!
一、植物培育仓的亮点/功能?以stm32f103c8t6作为主控太阳能板供电,不花电费耶~可以用到天荒地老耶~自动培育:结合土壤湿度传感器,吸水泵,补光灯进行自动浇水,施肥以及适当的补光全离线自动系统:支持无人值守运转其他功能:支持正常工作判断,时间异常判断,电量过低判断,有配套的传感器损坏替补系统,时间异常替补系统,时间粗略矫正系统,电量过低保护系统也就是说!如果你或你的家人,刚好有种菜、花朵、各种植物……
那么从此以后,你们可以放心出远门了!
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本项目有两块PCB板子:
一个电源板一个控制板这是电路图:
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电源负载电路原理图
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电源负载电路PCB图
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控制板原理图
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控制板PCB图
下面就分别说明一下原理!
1.负载电源电路
1.1锂电池太阳能充电模块
该模块采用tp4059芯片,对锂电池进行充电保护。
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1.2 5V升压模块
该模块采用SX1308芯片进行3.7转5V。
电路使用一个电位器进行目标电压调节,使用一个pmos开关电路,通过单片机使能控制电量检测模块的开关。
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1.3电池电量检测模块
用两个电阻分压,将电池电压减半,让单片机adc可以采集到整个电池电压范围,再进行软件处理就得到锂电池电压,通过电量与电压关系,可以大概判断出一个电量百分比水平。
同时,使用一个pmos开关电路,通过单片机使能来控制电量检测模块的开关。
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1.4 3.3v稳压模块
该模块使用ME6212C33M5G芯片进行3.3V稳压。
输出稳定的3.3V电压。
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1.5 开关电路模块
开关电源模块拥有两个5V开关电路,一个3.3V开关电路。
使用PMOS管,单片机引脚低电平触发。
实际使用中,5V开关电路因为单片机引脚高电平与5V相差较大,导致无法通过高电平关闭开关,使电路处于常通状态。
因此需要对代码进行调整!解决方案为使用引脚浮空输入模式代替引脚高电平。
5V开关电路驱动的负载为两个电机,所以加上两个肖特基二极管防感应电流。
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2.系统控制电路
一个简单的stm32f103c8t6最小系统板,完全可以使用市面上常见的最小系统板进行替代。
三、软件部分设计硬件不够!软件来凑!软件部分作者只讲这7点!
1.电源板使能与控制相关程序
电量检测功能与sx1308芯片5V升压功能的使能:
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原理很简单:
sx1308芯片使能端高电平使能,电量检测电路的使能端是pmos开关电路,接低电平就可以使能,就是简单的引脚电平控制。
2.开关电路功能控制函数
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3.3V开关电路也是使用引脚电平控制,高关低开,因为有个上拉电阻,引脚悬空也是关闭状态。
这里重点说一下5V的开关电路!
刚开始我使用引脚的推挽输出模式来进行使能,但发现:
不管是高电平还是低电平都无法关闭电路
原因在于:
PMOS管的截止电压是与输入端电压相关的,而单片机的3.3V高电平相对于输入端的5V还是属于“低电平”,因此还是导通状态。
所以需要通过上拉电阻来提供足够的截止电压,即将引脚断开(设置为高阻态)即可。
3.电量检测与土壤湿度值获取
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两者都是单纯的adc采集,我加入了一些减少误差与数据波动的算法。
4.休眠配置
配置电源模式为待机模式,使用RTC闹钟作为定时唤醒,按下复位键也可以唤醒。
待机时间为3590秒,近似为一个小时,不足一个小时可以让系统加一些定时任务会更加稳定。
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5.传感器故障判断与处理函数
此部分代码涉及部分较多,不方便演示,在此说明大致原理:
![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/5045a4fdea446c01274046b448662d88.png)
6.时间故障判断与处理函数
此部分代码涉及部分较多,不方便演示,在此说明大致原理:
![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/3a7c9b4e543217c869849ee2d5ed1a21.jpg)
7.系统结构
此部分代码涉及部分较多,不方便演示,在此说明大致原理:
![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/4bcab21ab85252ba9e4f097efe3f51b5.jpg)
下面会图文并茂演示实物安装过程,也是设计思路!
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本项目来源于立创开源硬件平台举办的星火计划活动。
星火计划旨在通过支出PCB、元器件等耗材和现金奖励,助力开源硬件(助力做项目)。
参考资料:
[1]开源资料https://oshwhub.com/bzpass/solar-plant-automatic-cultivation-warehouse
— 完 —
嘉立创EDA·头条号
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