【2024 DigiKey创意大赛】+自动浇水装置

suncat

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定时浇水装置

作者：suncat

一、作品简介

1、作品图片

2、作品功能

    按照设置计划，实现每天定时浇水。浇水的启动时间和浇水时长可在设置页面进行调节。系统时间跟网络时间同步，同时利用温湿度传感器监测环境温湿度。在环境温度比较高、湿度正常时，会释放延长浇水时长。

3、物料清单

物料名称	数量	作用
ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB2模组	1	主控板
ESP32-S3-DevKit	1	WebServer，采集环境数据提供给客户端
GXHT30温湿度传感器	1	采集环境温湿度
抽水马达	1	抽水
抽水马达专用电源板	1	为抽水马达提供电源
继电器模块	1	经由主控板控制抽水马达的加电/断电

 

二、系统框图

 

 

系统由两部分构成。一部分用来获取网络时间和环境温湿度并以服务器形式发布。另一部分作为控制端，以HttpClient方式访问服务器，获取相关数据，并根据自身的设置，决定什么时候浇水，以及浇多长时间的水。

 

三、各部分功能说明

1、WebServer部分

    由ESP32-S3-DevKit开发板实现。ESP32-S3-DevKit开发板获取网络标准时间，并使用SHT30温湿度传感器周期检测环境温湿度。同时ESP32-S3-DevKit开发板建立WebServer服务器，当游客户端访问时，将日期、时间、环境温湿度数据发送给客户端。

 

2、主控部分

    由ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB2模组构成。使用lvgl设计为图形界面。在界面上可以调整交税的时间，以及浇水时长。显示器件使用模组中的3.95英寸显示屏作为输出部件，使用触摸平作为输入部件。

 

3、抽水马达驱动部分

    主控板在需要启动浇水的时候，向控制用的GPIO端口发出启动电平。通过继电器模块，给抽水马达提供驱动电源。抽水马达使用3.6V电压，所以需要一个降压模块将7V以上的电源降压到3.6V。

 

四、作品源码

1、WebServer部分

    使用Arduino开发。

    源码下载地址：https://download.eeworld.com.cn/detail/suncat/634418

 

2、主控部分

    使用ESP32 IDF5.07版本，使用VSCode开发。

    源码下载地址：https://download.eeworld.com.cn/detail/suncat/634419

 

3、设计思路

    本装置之所以使用两个ESP32开发板的原因有两个，ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB2模组本身由于接入了并口液晶显示屏以及触摸屏，占用了大量GPIO口，而我自己没有吃透TCA9554 的端口扩展部分，同时由于没有搞通网络访问部分的处理， 为了赶时间，就用了另外一个ESP32开发板在Arduino环境下连接温湿度传感器、获取网络时间。就我个人而言，因为能使用第三方开发库，快速实现自己想要功能，所以更喜欢用Arduino来开发。而且使用ESP32IDF和VSCode开发，是第一次，有很多不熟悉的地方，是一边摸索一边开发。
 

五、作品功能演示视频

    参考地址：https://training.eeworld.com.cn/video/41092

 

六、项目总结

    以往我使用过ESP8266学习、开发一些小设计，因此这次大赛选择了ESP32S3开发板。本来以为可以继续使用ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB2模组在Arduino上进行快速开发，但没想到在模组本身的LCD驱动和触摸屏的驱动上，遇到了很多问题。首先就是在Arduino环境下没有合适的第三方驱动库，而自己从头开发，显然时间上是来不及的。所以最后使用了两个子系统的方案，由一块ESP32开发板做成WebServer，而另一块ESP32开发板作为主控制板，同时作为HTTP客户端访问WebServer，获取必要的数据。

    这个开发过程是最开始选择在选择物料时没有想到的，因而在开发过程中吃了不少苦头，导致一边找资料学习、尝试，一边修改方案，这算是一个教训。以后在进行新的开发的时候，务必要搞清楚所选物料的功能、优缺点后，再决定使用什么物料和什么开发环境。总之要适合自己快速开发才好。

 

七、其它

    由于半导体技术的发展，我们不可避免地会遇到熟悉的单片机慢慢退出市场，需要重新选型的情况。不断学习、适应新的单片机、新的的开发环境，这一点对每一个开发者而言，都是不可避免的。因此，必须不断学习，这一点是很重要的。

 

 

 

 

wangerxian

ESP32界面在原基础上改的呀？

秦天qintian0303

必须得来个土壤湿度传感器啊，这样浇水更加合理  

suncat

秦天qintian0303 发表于 2024-9-24 12:02 必须得来个土壤湿度传感器啊，这样浇水更加合理  

其实每天维持一定量的水，就能保证正常生长。

suncat

wangerxian 发表于 2024-9-24 09:03 ESP32界面在原基础上改的呀？

是啊，在例程的基础上修改的

wangerxian

wangerxian 发表于 2024-9-24 09:03
ESP32界面在原基础上改的呀？

是啊，在例程的基础上修改的

我觉得可以多学一些lvgl，再优化一下界面～

suncat

wangerxian 发表于 2024-9-24 20:49 是啊，在例程的基础上修改的 [/quote] 我觉得可以多学一些lvgl，再优化一下界面～

这是我第一次学习用lvgl，因为活动期限的问题，只能后期深入学习。这还是因为以前做过Java的SWING编程，才能做到这样的程度。lvgl编程在界面布局上挺麻烦的。

wangerxian

suncat 发表于 2024-9-24 22:49 我觉得可以多学一些lvgl，再优化一下界面～[/quote] 这是我第一次学习用lvgl，因为活动期限的问题，只 ...

如果直接上手项目确实会有点难，得从头开始学会好一些~