Electrónica y programación para Microcontroladores.

Libros técnicos para electrónica programable.

Email
Contactanos en:

consultas@firtec.com.ar

Arduino

En los cultivos hidropónicos independientemente del sistema que se elija (NFT, Mixto, etc) el control de la bomba para la solución nutritiva es de vital importancia. 
En el siguiente ejemplo tenemos un Arduino Nano controlando el tiempo de apagado y funcionamiento de una bomba que impulsa los nutrientes por los tubos del sistema hidropónico.

 El sistema propuesto puede temporizar tanto el tiempo de funcionamiento como el de apagado en un rango que va desde 1 a 50 minutos. También tiene arranque y parada manual de la bomba y la visualización de temperatura de la solución nutritiva mediante un sensor DS18B20.
Las variables ambientales se obtienen con un sensor DHT22. El sistema almacena en memoria EEPROM los datos de tiempos de funcionamiento por lo que si todo el sistema se apaga, al encenderlo nuevamente el controlador retoma su tarea con los tiempos previstos.
El código completo para obtener los resultados como los mostrados en la imagen es el siguiente:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
/*******************************************************************
** Descripción: Control de un sistema de bomba para hidroponia con
**              lectura de temperatura de la solución nutritiva y
**              condiciones ambientales como temperatura y humedad
**              Sensor DS18B20 conectado en pin 10 y DHT22 en pin 9
**              Botones de arranque/parada manual conectados en pines 
**              3 y 4. 
**              Boton de programación de tiempos en pin 2
**   Placa Arduino: NANO
**   Arduino IDE: 1.8.15
**   
**   www.firtec.com.ar
*******************************************************************/
#include <DHT.h>
#define DHTTYPE DHT22     // Tipo de sensor
#include <EEPROM.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <OneWire.h>
#include <avr/wdt.h>
#include <DallasTemperature.h>
 
void Temperatura_Nutriente(void);  // Función para medir la temperatura 
void Programar_Tiempo(void);       // Función para los tiempos de la bomba
void Potenciometro(void);          // Función para ajustar los minutos de trabajo
void Pantalla(void);               // Función para mostrar los textos en pantalla
void Sensor_DHT22(void);           // Lee temperatura y humedad ambiente
 
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4);
#define prog 2                  // Boton de programacion para el tiempo de bomba
#define arranque_manual 3      // Boton para el arranque manual de la bomba
#define parada_manual 4        // Boton para la parada manual de la bomba
#define relay_bomba 5           // Salida para activar/desactivar bomba de nutrientes
#define alarma_temperatura 18   // LED para indicar alarma de temperatura
#define calefactor 17           // Pin para activar/desactivar el calefactor 
 
OneWire UnWire(10);             // Sensor DS18B20 conectado en el pin 10
DallasTemperature sensor(&UnWire);
DHT dht(9, DHT22); // Instancia del sensor conectado en el pin 9
 
byte minutos = 0, segundos = 0, estado = 0;
byte tiempo_boton = 0; // Tiempo de espera para entrar en modo programacion
byte tiempo_funcionamiento = 10; // Valor por defecto si no hay nada previo
byte tiempo_apagado = 10;        // Valor por defecto si no hay nada previo
char buffer[5] = " ";            // Manejo de datos a ASCII para el LCD
unsigned int M0 = 0;             // Variable usada en el conversor
volatile bool flag_bomba = false; // Variable para avisar que ha pasado un segundo
bool estado_bomba = false;
bool flag_prog = false;
bool programando = false;
unsigned int dir_ep = 0;      // Variable para contener la dirección EEPROM donde se guarda los valores
double temp;         // Variable para contener la temperatura
float t;
float h;
static char Temperatura[5]="";
static char Humedad[5]="";
 
 
/******************* FUNCIÓN PARA ESCALAR EL CONVERSOR A/D ********************
** Potenciometro conectado en el Canal A0
******************************************************************************/
long map(long x, long in_min, long in_max, long out_min, long out_max){
  return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
}
 
/******************* FUNCIÓN DE CONFIGURACIÓN GENERAL ************************
** Configura las condiciones de arranque y Hardware.
******************************************************************************/
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(A0, INPUT);
  pinMode(alarma_temperatura, OUTPUT);
  digitalWrite(alarma_temperatura, LOW); 
  pinMode(calefactor, OUTPUT);  // Pin para activar/desactivar el calefactor 
  digitalWrite(calefactor, LOW); // Pin normal
  //digitalWrite(calefactor, HIGH);  // Pin invertido
  pinMode(relay_bomba, OUTPUT);
  digitalWrite(relay_bomba, LOW); // Pin normal
  //digitalWrite(relay_bomba, HIGH);  // Pin invertido
  pinMode(prog,INPUT_PULLUP); 
  pinMode(arranque_manual,INPUT_PULLUP); // Configura el pin de arranque manual de la bomba
  pinMode(parada_manual,INPUT_PULLUP); // Configura el pin de parada manual de la bomba
  noInterrupts(); 
  TCCR1A = 0;                // El registro de control A queda todo en 0
  TCCR1B = 0;                //limpia registrador
  TCNT1  = 0;                //Inicializa el temporizador
  OCR1A = 0x3D09;            // Carga el registrador de comparación: 16MHz/1024/1Hz = 15625 = 0X3D09
  TCCR1B |= (1 << WGM12)|(1<<CS10)|(1 << CS12);   // modo CTC, prescaler de 1024: CS12 = 1 e CS10 = 1  
  TIMSK1 |= (1 << OCIE1A);  // habilita interrupción por igualdade de comparación
  TIMSK1 |= (1 << TOIE1);   // enable timer overflow interrupt
  interrupts();             // enable all interrupts
  if(EEPROM.read(dir_ep) > 50){  // Recupera de memoria el ultimo tiempo de encendido
    tiempo_funcionamiento = 10;  // Si no es valido asigna uno por defecto 10 minutos
  }
  else
    tiempo_funcionamiento = EEPROM.read(dir_ep);
  
  if(EEPROM.read(dir_ep + 1) > 50){ // Recupera de memoria el ultimo tiempo de parada
    tiempo_apagado = 10;            // Si no es valido asigna uno por defecto 10 minutos
  }
  else
    tiempo_apagado = EEPROM.read(dir_ep + 1);
  lcd.init();                      
  lcd.backlight();
  dht.begin();
  Pantalla();
  wdt_disable();
  wdt_enable(WDTO_4S);
 
}
/******************* BUCLE PRINCIPAL DE PROGRAMA *****************************
** Verifica botones, sensor de temperatura y control general del programa.
******************************************************************************/
void loop() {
  wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
  Sensor_DHT22();
//********* VERIFICA LOS BOTONES DE CONTROL MANUAL DE BOMBA*********************** 
  if (digitalRead(arranque_manual) == LOW & programando == false){
     segundos = 0;
     minutos = 0;                     // Borrar minutos para nueva cuenta
     digitalWrite(relay_bomba, HIGH); // Activar la bomba de nutrientes (normal)
     //digitalWrite(relay_bomba, LOW);    // Activar la bomba de nutrientes (invertido)
     estado_bomba = true;             // Avisar que la bomba esta funcionando
     lcd.setCursor(6,2); 
     if(programando == false)
         lcd.print("SI");   // Mostrar cartel del estado de la bomba
  }
 if (digitalRead(parada_manual) == LOW & programando == false){
     segundos = 0;
     minutos = 0;                     // Borrar minutos para nueva cuenta
     digitalWrite(relay_bomba, LOW); // Activar la bomba de nutrientes (normal)
     //digitalWrite(relay_bomba, HIGH);  // Activar la bomba de nutrientes (invertido)
     estado_bomba = false;           // Avisar que la bomba esta funcionando
     lcd.setCursor(6,2);
     if(programando == false) 
          lcd.print("NO");  // Mostrar cartel del estado de la bomba
  }
  if(programando == false)
      Temperatura_Nutriente();  // Mide la temperatura de solución de nutrientes
  wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
 //********* CONTROL DE LA BOMBA DE NUTRIENTES ****************************  
  if(flag_bomba == true){           // Temporizador avisa que ya paso un segundo
    if (digitalRead(prog) == LOW){  // El boton de programación esta activado?
     tiempo_boton++;                // Incrementar el tiempo de control
     flag_prog = true;              // Avisar que el boton esta apretado
     if(tiempo_boton == 5 & digitalRead(prog) == LOW){ // Pasaron 5 segundos con el boton apretado?
        Programar_Tiempo();  // Programa tiempo de funcionamiento de la bomba
     }
    }
    if (digitalRead(prog)){ // El botón de programación se soltó?
      tiempo_boton =0;      // Ignorar todos los pasos anteriores!!
      flag_prog = false;    // Borrar bandera de programación.
    }
    segundos++;           // Incrementa los segundos
    if(segundos == 59){   // La cuenta llego al minutos?
      segundos = 0;       // Borra segundos para nueva cuenta
      minutos++;          // Incrementa los minutos    
      wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
    }
    if(minutos == tiempo_apagado & estado_bomba == false){ // Se cumplió el tiempo de apagado?
      minutos = 0;                     // Borrar minutos para nueva cuenta
      digitalWrite(relay_bomba, HIGH); // Activar la bomba de nutrientes (normal)
      //digitalWrite(relay_bomba, LOW);    // Activar la bomba de nutrientes (invertido)
      estado_bomba = true;             // Avisar que la bomba está funcionando  
      lcd.setCursor(6,2);
      if(programando == false) 
            lcd.print("SI");  // Mostrar cartel del estado de la bomba
      wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
    } 
    if(minutos == tiempo_funcionamiento & estado_bomba == true){  // Se cumplió el tiempo de funcionamiento? 
      minutos = 0;    // Borrar los minutos para nueva cuenta
      digitalWrite(relay_bomba, LOW);  // Apagar la bomba de nutrientes (normal)
      //digitalWrite(relay_bomba, HIGH);   // Apagar la bomba de nutrientes (invertido)
      estado_bomba = false;       // Avisar que la bomba está apagada
      lcd.setCursor(6,2); 
      if(programando == false)
            lcd.print("NO"); // Mostrar cartel del estado de la bomba
      wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
    }    
    wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
    flag_bomba = false; // Borra bandera de INTE
  }
}
/******************* INTERRUPCION POR CADA SEGUNDO ********************
** Ciclo de interrupción: 1 segundo
***********************************************************************/
ISR(TIMER1_COMPA_vect)          
{
   flag_bomba = true;   // Bandera para controlar los segundos
}
 
/****** MIDE LA TEMPERATURA DE LA SOLUCIÓN NUTRIENTE *******************
** Sensor: DS18B20
** Alarma Max/Min: 18 grados y 35 grados
** Calefactor: SI por debajo de 16 grados NO por encima de 14 grados
************************************************************************/
void Temperatura_Nutriente(){
  wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
  sensor.requestTemperatures();
  temp = sensor.getTempCByIndex(0);
  dtostrf(temp, 2, 0, buffer);
  lcd.setCursor(5, 1);
  lcd.print(buffer);
  lcd.print((char)223);
  wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog     
}
/****** PROGRAMA EL TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA****************
** Sensor: 
** Tiempo Max/Min: 1 minutos y 50 minutos
************************************************************************/
void Programar_Tiempo(void){
  byte contador = 0;
  bool bandera = false;
  programando = true;
  digitalWrite(alarma_temperatura, LOW); // Apagar indicador de alarma
  digitalWrite(relay_bomba, LOW); // Apagar la bomba de nutrientes (normal)
  //digitalWrite(relay_bomba, HIGH);  // Apagar la bomba de nutrientes (invertido)
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,0); 
  lcd.print("TIEMPO DE ENCENDIDO");  
  lcd.setCursor(0,1); 
  lcd.print("Minutos:--"); 
 m1:
 if (digitalRead(prog)== LOW){
    wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
    delayMicroseconds(50);
    goto m1;
    }
 m2:
  if (digitalRead(prog)== HIGH){
    Potenciometro();
    wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
    lcd.setCursor(8, 1);
    lcd.print(buffer);
    goto m2;
    }
  if (digitalRead(prog)== LOW){
    tiempo_funcionamiento = M0;
    EEPROM.write(dir_ep, M0);  // Salva el valor de funcionamiento en EEPROM
    wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
    }
 m3:
 if (digitalRead(prog)== LOW){
    wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
    delayMicroseconds(50);
    goto m3;
    }
  lcd.setCursor(0,0); 
  lcd.print("TIEMPO DE APAGADO");  
 m4:
 if (digitalRead(prog)== LOW){
    wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
    delayMicroseconds(50);
    goto m4;
    }
 m5:
  if (digitalRead(prog)== HIGH){
    Potenciometro();
    wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
    lcd.setCursor(8, 1);
    lcd.print(buffer);
    goto m5;
    }
  if (digitalRead(prog)== LOW){
    tiempo_apagado = M0;
    EEPROM.write(dir_ep + 1, M0);   // Salva el valor de apagado en EEPROM
    wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
    }
 m6:
 if (digitalRead(prog)== LOW){
    wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
    delayMicroseconds(50);
    goto m6;
    }
  Pantalla();
  programando = false;    
}
/****** OBTIENE UN NÚMEROENTRE 1 Y 50 PARA CONFIGURAR LOS MINUTOS ******
** Sensor: 
** Tiempo Max/Min: 1 minutos y 50 minutos
************************************************************************/
void Potenciometro(void){
byte muestras=0;
unsigned int M1=0;
do{ 
  M1 += analogRead(A0);    // Lee el A/D y acumula el dato en M1
  muestras++;         // Incrementa el contador de muestras
  wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
}while(muestras <=49);  
  M0 = M1/50;
  M0 = map(M0, 0, 1023, 1, 50);  // Escalar lectura para minutos de 1 a 50
  dtostrf(M0, 2, 0, buffer);    // Preparar el dato para el LCD
  muestras =0;
  M1 = 0;
}
/************* FUNCIÓN PARA MOSTRAR LOS TEXTOS EN PANTALLA*************
** 
***********************************************************************/
void Pantalla(void){
  wdt_reset(); // Borra el contador del wachdog
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,1); 
  lcd.print("Temp:   ");
  lcd.setCursor(0,3); 
  lcd.print("Activa: ");
  lcd.setCursor(7,3); 
  lcd.print(tiempo_funcionamiento);
  lcd.setCursor(12,3); 
  lcd.print("Apaga:");
  lcd.setCursor(18,3); 
  lcd.print(tiempo_apagado);
  lcd.setCursor(0,2); 
  lcd.print("Bomba:NO");
  lcd.setCursor(11,0); 
  lcd.print("Ambiente");
  lcd.setCursor(10,1); 
  lcd.print("Temp:");
  lcd.setCursor(10,2); 
  lcd.print("Hum:");
  lcd.setCursor(0,0); 
  lcd.print(" Solucion");
  lcd.setCursor(10,3); 
  lcd.print("~");
}
/*********** FUNCIÓN PARA LEER LAS VARIABLES ATMOSFERICAS *************
** 
***********************************************************************/
void Sensor_DHT22(void){
  t = dht.readTemperature(); // Lee sensor temperatura
  h = dht.readHumidity();  // Lee sensor humedad
  
  if (isnan(h) || isnan(t)) { // Verifica si error de lectura
              lcd.setCursor(14,1);
              lcd.print("Error");
              lcd.setCursor(14,2);
              lcd.print("Error");  
              }
            else{ // No hay error, procesa los datos
              
   dtostrf(t, 4, 1, Temperatura); // Procesa la temperatura 
   dtostrf(h, 4, 1, Humedad);     // Procesa la humedad
   lcd.setCursor(15,1);
   lcd.print(Temperatura);  // Muestra la temperatura
   lcd.print((char)223);
   lcd.setCursor(15,2);
   lcd.print(Humedad);    // Muestra la humedad
   lcd.print("%");
  
   }
 } 
 
//*************** Fin del archivo Firtec Argentina ********************

[MATERIAL EXTRAÍDO DE NUESTRO CURSO PARA ARDUINO]

Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.