代码收藏家技术教程 2023-05-06

5.[STM32]动动小手，自己制作做一个自动浇花系统吧

0前言

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作者简介：大家好啊，我叫DW，每天分享一些嵌入式知识，期待和大家一起进步！
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系列专栏：STM32
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小实验简介：利用土壤湿度传感器测量土壤湿度，介于阈值之间或者大于阈值水泵关闭，小于设定阈值水泵开启且蜂鸣器报警提醒主人浇水，土壤湿度、水泵状态、阈值会在LCD12864上打印
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本月目标：希望可以拥有100个粉丝，嘻嘻，互关一起进步吧！
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真心话：伟大的作品，不是靠力量而是靠坚持才完成的。

1 土壤湿度传感器简介

本实验用的传感器是YL-69湿度传感器，四线制，中间两根线需要手动连接。
通过电位器调节响应阈值，湿度低于设定阈值，DO输出高电平；湿度低于设定阈值，DO输出低电平。

1.1 功能介绍

（1）传感器用于土壤湿度检测；
（2）电压比较器采用LM393芯片；
（3）顺时针调节LM393，反向输入端输入电压越高，低湿度环境下，模块输出低电平，模块灯亮；
（4）逆时针调节LM393，反向输入电压越低，高湿度环境下，模块输出低电平，模块灯亮；
（5）模拟输出端D0与STM32输出口直接相连，单片机来检测输出的电平，以此触发水泵的工作状态；
（6）模拟量输出端AO和AD模块相连，借助AD转换，获得当前环境下土壤湿度更精确的值；

1.2 湿度检测原理

电路图解析🍫🍫

（1）其中两个电阻作为LM393的正向输入端，下电阻为土壤湿度传感器，土壤湿度传感器就是两个电极，当电极之间有土壤连接时，可以等效为一个电阻，土壤湿度增加，电阻值增加。
（2）土壤干燥时，电极的等效电阻很大，AO处电压升高，达到一定程度后，同相电压大于反相电压，LM393输出高电平，开关指示灭；
（3）土壤湿润时，电极的等效电阻很小，AO处电压下降，达到一定程度后，同相电压小于反相电压，LM393输出低电平，开关指示亮；
（4）反向端的VR1用于调节该端口的电压，此电压为电压比较器输入阈值翻转电压；

1.3 硬件连接

1.4 部分源码解析

本系统的土壤湿度采样模块使用ＡＤＣ１的通道 0进行ＡＤ转换。
当土壤湿度传感器空置时，测得的采样值为４０９５，当其完
全浸没在水中时，采样值为1468，因此根据公式：土壤湿
度＝（４０９５－采样值）×１００/ ４０９５可以得到土壤
湿度值，因此编写湿度转换函数如下：

CurrentHumidity = (int)((4095 - nADCValue) * 100.0 / 4095);	//土壤湿度转换函数

2 水泵和继电器简介

本实验选择3V水泵，通过继电器控制水泵的开启和关闭。

2.1 原理图解析

该原理图主要由光耦电阻TLP181、三极管S8550A、稳压管、继电器SRD-05VDC组成。

(1)当RELAY为高电平时，TLP181内的二极管不发光，右边的光敏三极管电阻很大，4引脚输出高电平，PNP三极管截止，此时电磁铁断电，继电器COM与CLOSE引脚相连，J60端子没有电压输出，此时负载不工作；
(2)当RELAY为低电平时，TLP181内的二极管发光，右边的光敏三极管接收到后电阻变得很小，4引脚输出低电平，PNP三极管管导通，此时电磁铁通电，继电器COM与OPEN引脚相连,J60端有电压输出，此时负载工作；

2.1.1接线情况

（1）水泵负极接图中J61的GND,水泵正极接图中J60的Output；
（2）J60的Input和J60的VCC_5V用杜邦线连接。

2.1.2 部分函数

当open=1，水泵开启；当open=0，水泵关闭；

void Relay_Control(u8 open){

	if(open)
	{
		GPIO_ResetBits(Relay_PROT,Relay);//打开
	}
	else    
	{
		GPIO_SetBits(Relay_PROT,Relay);//关闭
	}
}

3 C语言补充

格式化字符串操作函数，使用前需要定义一个字符数组。

int sprintf(char *buf,const char*format,...);
//输出到buf指令的内存区域

利用这个函数，我们可以动态的把数据打印到LCD屏幕上

//液晶屏显示格式化输出	

__align(4) u8 dtLCDBuf[16];   							//LCD缓存器		
			
sprintf((char *)dtLCDBuf,"土壤湿度：%02d %%",CurrentHumidity);
LCD12864_Display(0,0,dtLCDBuf);
			
sprintf((char *)dtLCDBuf,"阈值：%02d--%02d",LowLimit,UpperLimit);
LCD12864_Display(1,0,dtLCDBuf);	
			
sprintf((char *)dtLCDBuf,"水泵状态: %s",Switch == 1?"开启":"关闭");						
LCD12864_Display(2,0,dtLCDBuf);
	
sprintf((char *)dtLCDBuf,"给个点赞和关注吧");						
LCD12864_Display(3,0,dtLCDBuf);