남보공방

6. 연결완료된 본체와 물통

7. 화분 물주기 연결

  1) 워터맨의 굵은 호스를 변환니플을 이용해 가는 호스로 연결하고    
  2) 가는호스를 연장 연결하여  화분별 급수 스프링쿨러로 연결한다.

기능 요건

 자동으로 화분에 물을 주기 위한 기기로서 다음과 같은 기능을 가진 자동급수 시스템 개발한다.  

    1) 사용자는 다음 사항을 키패드와 화면을 통해 직접 지정할 수 있어야 한다.
         - 물주는 간격(시간단위,최대 10일간격)
         - 물주는 수량( 펌프를 가동시키는 시간, 초단위, 최대 999초 )  
         - 물을 주기 위한 최대 습도  ( 비오는 날은 물주기 생략하기 )
         - 물을 주기 위한 최소 온도 ( 추운날에는 물주기 생략하기 )

    2)사용자가 지정한 바에 의해 조건이 만족되면 펌프를 가동시켜 화분에 물주기

    3) 급수 진행중일 때에는 파란색LED를 켜고, 급수 타임인데 수조에 물이 부족한 경우에는 붉은색LED와 부저음으로 사용자가 물을 보충할 수 있도록 알려주어야 한다.

    4) 지정된 예약시간 이외에도 사용자가 원할 때에는 강제로 물주기 펌프를  가동시켜 물주기를 실행할 수 있어야 한다.

    5) 펌프 가동중, 또는 지정시각 대기 중일 때 사용자는 강제로 이를 중지시키키고 이전 화면으로 되돌아 가는 기능이 있어야 한다. 

    6) 지정된 간격동안 대기중에 정전이나 조작 실수에 의해 일시적으로 POWER OFF되어 버렸을 경우에도 정상 작동할 수 있어야 한다. ( 10 분 정도의 오차 허용 ) 
        -예를 들어 24시간으로 지정된 시간간격중 20시간째 대기중에 정전이나 잠깐 파워 스위치를 껏다가 켜서 시스템이 재가동 되었을 경우 재가동 시점부터 다시 24시간을 대기하면  급수간격이 44시간이 되어 버림.

기능 구현방법

참조1)
LED전구 점등에는 디지털 출력을 사용해야 하지만  위에서 D2 ~ D13까지 다른 용도로 사용하고 있어 디지털 출력핀이 부족하다. 이럴 경우 아날로그 입력용 핀을 디지털용으로 용도를 바꿔 사용해도 동작되므로 A2를 디지털 출력용으로 선언해서 사용한다.  

참조2)
물통에 물이 있는지 여부를 check하기 위해 센서전극에 전류를 공급하고 저항값을 측정하는 방식을 사용한다. 그런데 물통안에서는 전기가 잘 통하기 때문에 시스템이 대기하는 시간내내 전류가 흘러 전력낭비 및 구리선 부식 현상이 발생할 수 있다.  따라서 물부족 Check가 필요한 시점( 대기하다가 물주기 타임이 되었을 때)에만 A0를 통해 센서전원에 전류를 잠깐 공급하고 센서Check하는 방식으로 개발.   

워터맨 시스템 종합배선도

워터맨 배선연결

종합배선도에 따라 각종 센서와 부품들을 배선연결한다.  단, 조립의 편의를 위해

    1) 키패드 연결선은 암-수 점퍼선 8가닥을 이용하여 키패드 꽂을수 있는 상태로만 연결한다

    2) 워터펌프 전원선을 아직 연결하지 않는다.

    3) LCD Back Light 스위치는 아직 연결하지 않는다. 

    4) 수위센서의 물통 측 전극 단자는 아직 연결하지 않는다.

과제목표

    -수중 워터펌프는 물속에서 사용하기 위한 것으로서 물속이 아닌 건조한 속에서 계속 작동시키면 과열되어 손상될 수도 있다.
    -따라서 물속에서 작동되다가 물이 마르거나 물밖으로 꺼내면 자동으로 작동을 멈추는 워터펌프 시스템을 제작해 본다.

구현방법   

    -수위센서 전극을 워터펌프 몸체에 부착시켜 반복적으로 센서값을 check함으로서 펌프가 물속에 있는지 여부를 판정 ( 물속에 잠겨 있을 때와 아닐때 센서측정값을 사전에 비교)
    -물속에 있는 것으로 판정되면 릴레이에 HIGH신호를 보내 펌프의 전원이 연결되도록 하여 펌프를 작동시키고, 아닐 경우 릴레이에 LOW신호를 보내 펌프 전원 차단시킨다.

아두이노와의 연결

주의사항 :
위와 같이 USB전원(5V)으로 연결되었을 때에는 전압부족으로 워터펌프가 가동되지는 않는다.
 그러나 USB대신 12V DC어댑터로 전원을 공급하게 되면  워터펌프가 가동되어 파이프를 톻해 위로 물이 뿜어져 나온다. 따라서 12V 어댑터를 연결하기전에 파이프 끝이 물통속을 향하도록 하는 등 사전대비하여  아두이노나 부품에 물이 튀지 않도록 주의해야 한다.  

과제결과물 샘플프로그램

int waterS1 = A1; int pinPump= 4; int senRead; void setup() { pinMode(pinPump, OUTPUT); digitalWrite(pinPump, LOW); Serial.begin(9600); Serial.println("NOW CHECK water"); } void loop() { int senRead = analogRead(waterS1); Serial.print("waterSensor ="); Serial.print(senRead); if ( senRead < 800 ) { digitalWrite(pinPump, HIGH); Serial.println("-- > PUMP ON"); } else { digitalWrite(pinPump, LOW); Serial.println("-- > PUMP OFF"); } delay(300); }