​「懒人生活」之 DIY 自动浇水装置 & 衣柜感应灯

又到了暑假，放假回家，阳台上养的花花草草便没人浇水了，于是便 DIY 了一个自动浇水的装置，托管植物的浇灌。采用土壤湿度传感器来检测土壤的水分，通过电压比较器与继电器来控制水泵，当土壤湿度低于设定值时，就开始自动浇水。研究了半天电压比较器便又顺手做了个衣柜感应灯，开柜门自动开灯。

锂电池充电与保护电路

任何电路的工作都离不开供电系统，在 DIY 自动浇水装置前，先做了个锂电池充电与保护电路。采用的是比较成熟的方案：TP4059 单节锂离子电池充电 IC，带电池正负极反接保护反接，充电电流 600ma，只需少量外部元件即可完成充电电路。

常见的锂电池，比如手机用聚合物锂电池、圆柱形的 18650 锂离子电池过充过放都会降低其寿命，TP4059 充电电路可以防止过充，过放就需要单独的电路保护了，这里用的是 DW06D 锂电保护 IC，具有过充、过放、过流、短路等所有电池需要的保护功能，并且工作时功耗非常低。

这里锂电池用的是玩手电剩下的 3200mAh 的 18650 电池，为了更直观的看到锂电池电量，加上了数码管电压表，通过拨动开关切换显示电量。还加上了 HT7033 电压检测器，当锂电池电压低于 3.3V 时，红色 LED 点亮提醒电压过低。

锂电池充电 + 保护 + 电压显示 + 低电量提醒电路图如上，由于用的是洞洞板焊接，TP4059 和 DW06D 只有贴片，用了下转接座。充电接口用的是目前最常见的 Type-C 接口，在之前电动螺丝刀对比的文章中，夸了下米家螺丝刀使用了 Type-C 接口，虽然只用到了充电功能，但是给人科技和未来感，被喷没见识，让醒醒，我也是醉了。

秉承极限利用洞洞板的原则，成品电路非常小，比 18650 电池还小，通过两颗螺丝固定在电池盒上。然后将电压表用双面胶粘在电池盒的侧边。

可以看到现在 18650 电池是 4.02V，一般锂电池充满 100% 的话是 4.20V，剩下 5% 左右电池电压会降到 3.4V 左右，当降到 3.3V 以下低压指示灯亮起，然后过放保护电路工作保证电池不会过度放电。

其实供电的话用移动电源就可以了，更简单点用 3 节 5 号电池。DIY 的话 TB 上也有块把钱现成的 TP4056 充电模块卖，不过满足这么多功能的模块还真是没找到。之所以从头开始做另一方面也是为了堵住某些键盘侠没动过烙铁焊过元件就不算 DIY 的人的嘴。

自动浇水装置

自动浇水装置采用土壤湿度传感器来检测土壤水分，土壤湿度模块对环境湿度敏感，当土壤的湿度发生变化时，模块两极之间的电阻率会发生变化。土壤湿度传感器在空气中不导通，湿度传感器两个接线端子上的电阻很大，传感器模块输出高电平（5V）。传感器插入土壤后，土壤内水分越多，则湿度传感器两个接线端子上的电阻越低，传感器模块输出电压越低，完全插入水中，输出低电平（1.6V）。

土壤湿度模块输出电压与与电压比较器 LM393 进行比较，LM393 是双电压比较器集成电路，当同相端 INA+ 电压大于反相端 INA- 端电压时，电压比较器的输出端 OUT 输出高电平；当同相端 INA+ 电压小于反相端 INA- 端电压时，电压比较器的输出端 OUT 输出低电平。

整个自动浇水装置的电路图如上图，LM393 的反相端接电位器，调整比较电压来调整浇水的灵敏度。当土壤变得干燥，传感器电阻变大，输出电压变高，当同相段传感器模块输出电压超过反相端比较电压（2V 左右）后，LM393 的 OUT 端输出高电平，三极管 8050 导通，继电器吸合，水泵开始抽水。当土壤湿度到达设定值后，传感器的输出低电平，继电器闭合，水泵停止工作。

反相端比较电压设置的越大，浇水越迟钝，也就是土壤非常干燥才浇水。反相端比较电压设置的越小，浇水越灵敏，土壤则保持较湿润的状态。

都是直插元件焊接比较简单，插满了洞洞板，最大化利用空间。

找一个小盒子把电路板放进去，打孔的时候不出意外的打崩了，用浇水粘了下。留有两个指示灯（通电指示灯和水泵工作指示灯），外加一个电源开关。

用胶棒将小黑盒的三个出线口（电源、水泵。传感器）胶封住。

然后外壳拧上螺丝，就完工了。

实际使用前调试下电位器到合适的灵敏度，在阳台上工作了两天一切正常，再也不用担心忘记浇水了。

衣柜感应灯

在自动浇水装置中使用的 LM393 电压比较器是一款传感器常用 IC，我买的各种树莓派传感器里面也有用到。研究了下它的用法，用剩下的 LM393 配合 TCRT5000 光电传感器做了个衣柜感应灯，打开柜门 LED 自动亮起照明，关闭柜门自动熄灭。

光电传感器 TCRT5000 是一款反射式光电开关，由高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。

当柜门关闭时，光电二极管发出的光被反射到光敏三极管上，光敏三极管导通，AO(In1-) 输出低电平，In1+ 经可调电阻分压后为 3V 左右，同向端电压高于反向端，Out1 输出高电平，LED 熄灭。

当柜门打开后，光电传感器前面无遮挡，光敏三极管关断，AO(In1-) 输出高电平(5V)，同向端电压低于反向端，Out1 输出低电平，LED 灯亮。

由于柜门平时很少开，电路基本不咋耗电，便用了一块手机锂电池，这是一块 2006 年产的华为手机拆机锂电池，只有 400mAh 的容量，经过了这么多年估计也没剩下多少了，经历了 13 年的光阴还能正常使用以及很不简单了，此外依旧保留了 Type-C 接口供电。LED 灯条是之前某个玩具的拆机件。

用双面胶和胶带固定在衣柜上面，即可实现开柜门自动亮，关门自动灭。

此外还买了个现成的一开一关短距离阻挡感应模块，使用的也是光电传感器，安装在我桌上的书架下面，输出接继电器控制吸顶灯，这样手一挥就能开灯，再一挥就是关灯，就不用动手按开关了。

科技的进步让人变得更懒，也可以说是越来越懒的人类正促使着科技的进步，反正我就是那种能动嘴就不能动手，能自动实现的操作就不想手动去控制的懒人。除此之外在宿舍这一亩三分地上面也基于易微联 wifi 模块和米家智能家居打造了一些简单的智能家居，比如语音开灯、开电脑、开空调，空气净化器、温湿度计联动，饮水机自动加热、电饭锅定时煮饭等等，下次跟大家聊一聊，欢迎关注，谢谢大家观看~