在分析了市场上的植物生长机植物生长机后，我们还选择了一台植物生长机进行拆卸，然后我们开始建立一个全功能的智能植物生长系统。
- 涂鸦智能APP远程遥控、监控
- 光照监测
- 温湿度监测
- 土壤湿度监测
- 水箱水位监测
- 自动补光
- 自动加湿
- 自动加温
- 自动通风
- 水箱自动加水
- 自动浇水
- 亚克力温室罩(可选)
接下来，我们将正式开始~
为实现的 我们选择了远程控制WB3S 主控模块。涂鸦三明治 Wi-Fi SoC 主控板（WB3S）它是一种开发板，方便用户快速实现各种智能硬件产品的原型。但是板载ADC只有一个接口，我们需要在硬件上扩展接口。在这里我们选择一个RS2255开关芯片满足我们的需求。
原理图(点击下载)
PCB图(点击下载)
涂鸦三明治 Wi-Fi SoC 主控板（WB3S）在此基础上，保留原有的ADC界面，另外扩展A1、A2、A三个模拟接口。
- 使用模拟接口
如果我们需要如果我们需要阅读，我们不难发现A1、A2、A如果有33个模拟接口，则需要在程序上阅读ADC的数值。ADC具体与A1、A2、A3中哪个模拟接口需要通过PWM0、PWM12个管脚的高低电平控制RS2255具体模式如下。
| 使用接口 | PWM0 | PWM1 |
|---|---|---|
| A1 | 1 | 0 |
| A2 | 0 | 1 |
| A3 | 1 | 1 |
2.照度检测(点击下载)
我们选择一个照度监测BH 实现1750照明检测模块。BH 1750 照明检测模块 搭载一个BH1750FVI，是I2C数字环境光传感器总线接口IC。1-6555555可以准确读取lx环境照明范围内。
- 原理图
- 管脚
VCC：3-5V供电
GND：参考地
SCL： IIC_SCL
SDA：IIC_SDA
ADDR：地址线
3.温湿度监测(点击下载)
我们选择温湿度监测SHT21温湿度传感器。SHT21具有完全标定、IIC数字输出、低功耗、优异的长期稳定性等功能特点。(也可以使用HTU21D替换）。
- 原理图
- 管脚
VCC：3.3V供电
GND：参考地
SCL： IIC_SCL
SDA：IIC_SDA
4.土壤湿度监测(点击下载)
土壤湿度模块是一种简单的水传感器，可用于检测土壤水分，表面镀镍不易生锈，延长使用寿命，感应面积宽，提高导电性能。模块双输出模式，数字输出简单，支持模拟输出。灵敏度可调（图中蓝色电位调节阀值）。比较器使用LM393芯片，工作稳定，信号干净。
- 原理图
- 管脚
VCC：3.3-5V供电
GND：参考地
D0:开关信号输出
A0:模拟信号输出
5.水箱水位监测(点击下载)
水箱水位监测采用水位传感器实现。具有水量转换为模拟量、可塑性强、输出为基本模拟值、功耗低、灵敏度高、可直接连接到微处理器或其他逻辑电路等优点，适用于各种开发板和控制器。
- 原理图
- 管脚
：3-5V供电
-：参考地
S：模拟量输出
6、补光
我们继续使用上文中提到的普通植物生长机上的补光灯来实现补光功能。这种补光灯是暖色、红色、红外线和蓝色的2835LED由114颗灯珠组成，暖光/红光/远红外/蓝光的灯珠数量比为25:9:2:2。两路可用PWM一路控制蓝光，另一路控制暖光、红光和远红外。有两种工作模式：蔬菜和水果/花卉。你也可以用两条路PWM替换控制的补光灯。
- 管脚
12V：12V供电
PON：PWM输入1
RON：PWM输入2
GND：参考地
7、加湿
我们用一路继电器控制加湿功能V实现加湿模块。芯片设计频率为 108KHz。芯片预留水位监测控制脚(8 脚)可实现枯水断电，保护雾化片不因缺水而干烧。
- 加湿模块原理图
- 管脚
红线：5V
黑线：GND
8、加温
继续使用一路继电器控制75W远红外加热灯实现。它具有热效率高、发热效果好、遇水防爆、导热散热强、潮湿环境可用等优点。根据需求可以添加散热风扇。
- 散热风扇
沿用普通植物生长机DC 12V 0.18A风扇。通过一个AC220V-DC12V 变压器与加热灯并联，由继电器控制。
9、通风
通风功能由一路继电器控制CM 12V 0.5A实现大风扇。通风功能可降低温室温湿度，帮助植物授粉，使环境与外界交换气体。
10、水箱加水功能
水箱加水功能是一路继电器控制12V实现水泵。水泵可以从其他水池或井中供水，也可以根据具体情况用12台水泵代替V 控制自来水阀。功率:24W；流量：5L/min；进水压力：0.48MPa。
11、浇水功能
通过一路继电器控制两个12个浇水功能V实现直流隔膜泵，将水箱内的水泵入植物土壤，达到浇水的目的。
12、继电器
一般情况下，我们的控制器不能直接控制比其电压高的电路，那么要想控制其他供电网络上的设备，使用继电器无疑是一个不错的选择。这里我们选用两个一路继电器和一个四路继电器，控制加湿、加温、水箱加水、通风、浇水功能。
- 一路继电器
- 四路继电器
- 继电器管脚
| 引脚符号 | 引脚定义及功能 |
|---|---|
| DC+ | 供电电源正极 |
| DC- | 供电电源地 |
| IN或INxx | 控制信号输入端 |
| NO或NOx | 负载输入端，常开 |
| COM或COMx | 负载输入端，公共端 |
| NC或NCx | 负载输入端，常闭 |
12、整机供电
整机有AC220V、DC 12 V、DC 5V、DC 3.3V四种供电网络。
- AC 220V
AC 220V我们直接接在AC220V 50Hz市电上。
- DC 12 V
DC12V主要是通过一个S-120-12开关电源接在市电AC 220V上获得。
12V散热风扇因为需要与加热灯联动，与加热灯相同的逻辑启动，为了节省IO接口，我们通过一个220V转12V AC-DC降压模块输出是12V400mA的隔离开关电源模块并联在加热灯的两端为散热风扇供电。
- DC 5V
DC 5V供电网络主要用于继电器供电、超声波加湿器供电另降为3.3V为控制板和所有传感器供电。
- 模块参数
1：工作电压：DC 9V–36V；
2：输出电压：5.2V/5A/25W
3：输出能力：
9~24V输入： 输出5.2V/6A/30W
24~32V输入：输出5.2V/5A/25W
32~36V输入：输出5.2V/3.5A/18W
- DC 3.3V
DC 3.3V通过涂鸦三明治直流供电电源板获得，该电源开发板具有 DC 12V、DC 5V 两个输入接口，在 DC 12V 输入时，两个 SY8012B 芯片同时工作可为其他开发板部件提供 DC 12V、DC 5V、DC 3.3V。在 DC 5V 输入时，一个 SY8012B 工作，为其他开发板部件提供 DC 5V、DC 3.3V。
*这一套供电方案感觉太繁琐，大家可以自行更换。
13、亚克力温室罩设计
亚克力罩可以使用autoCAD等常用单位建模软件进行设计，最后生成工厂可加工的文件。需要注意一下设计点：
- 基础花盆尺寸
- 各元件的尺寸和位置规划
- 各元件需要的固定孔位
- 走线开孔
- 参考模型（激光雕刻2D图纸）：
图纸仅作为参考，您可以根据的需求改进或者重新设计。
- 参考模型背面
三、整机搭建
1、整体物料准备
| 物料 | 规格 | 数量 | 购买链接 |
| 涂鸦三明治直流供电电源板 | 默认 | 1 | 涂鸦智选，一站式智能成品定制采购分销平台 |
| 自制涂鸦三明治WIFI控制板 | 自制 | 1 | 核心模组链接：https://iot.tuya.com/purchase/store/CM9r0u24kjdbuo?f=/purchase/store |
| 涂鸦 USB转UART串口 | 默认 | 2 | https://iot.tuya.com/purchase/store/CM9r2pojskh9ui?f=/purchase/store |
| 电子线 1007 26AWG 红 | 10米 | 1 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 电子线 1007 26AWG 黄 | 10米 | 1 | |
| 电子线 1007 26AWG 黑 | 10米 | 1 | |
| 常用热缩管包 | Φ2/3/4/5/6/8.0MM | 1 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 40P彩排杜邦线 | 公对公 | 3 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 40P彩排杜邦线 | 公对母 | 3 | |
| 40P彩排杜邦线 | 母对母 | 3 | |
| 红黑并线 | RVB2*0.5 | 10 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c-s.w4002-21223910208.9.47466a4bXThwu3&id=546870583991 |
| 220V转12V AC-DC降压模块 | 输出12V400mA | 1 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.4a002e8dsVNLAA&id=529581470811&_u=f223e66ua031 |
| 全铜主机电源线机箱电源线 | 默认3*0.5平方 | 1 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| AC电源插座 | 3PAC | 1 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 继电器模块 | 5V，四路 | 1 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 继电器模块 | 5V，一路 | 1 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 水位传感器 | 默认 | 1 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.4a002e8dsVNLAA&id=522574625874&_u=f223e66u1d28 |
| 光强度光照度模块 | BH1750 | 1 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 土壤湿度计检测模块 | 默认 | 1 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| HTU21高精度温湿度传感器模块 | HTU21D | 1 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c-s.w4002-21223910208.9.6bea6a4bQB8Fmb&id=565152293353 |
| 穿墙免焊固定面板 | 12P对接整套 | 2 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 陶瓷灯头爬宠爬虫加热灯灯座 | 二代陶瓷灯头 | 1 | 天猫tmall.com--理想生活上天猫 |
| 迷你陶瓷加热灯 | 75W | 1 | 天猫tmall.com--理想生活上天猫 |
| 电动喷雾器管子（用于水箱加水） | 1米 | 2 | https://detail.tmall.com/item.htm?id=577968318991&spm=a1z09.2.0.0.360f2e8dTEe2F5&_u=f223e66ua9d9&skuId=3990351915191 |
| 农用电动喷雾器电机（用于水箱加水） | 521内回流 | 1 | https://detail.tmall.com/item.htm?id=613624082137&spm=a1z09.2.0.0.360f2e8dTEe2F5&_u=f223e66u0680&skuId=4320615105904 |
| 上水壶茶壶茶具电硅胶无异味进水管（用于浇水） | 默认 | 2 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 上水壶配件水泵（用于浇水） | 2号上水泵 | 2 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 12V转5V 5A直流电源降压模块 | 默认 | 1 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 12V电脑机箱电源功放变频器散热风 | 6CM12V大风量 | 2 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.360f2e8dTEe2F5&id=564954378814&_u=f223e66uec9a |
| 220转12V 10A开关电源 | 12V10A | 1 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 水位保护加湿器模块 | 默认 | 1 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 有机玻璃胶 | 默认 | 1 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 不锈钢橱碰珠吸合器 | 免打孔5只装 | 1 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 缠绕管10mm | 白色 | 1 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 缠绕管8mm | 白色 | 1 | |
| 缠绕管6mm | 白色 | 1 | |
| 缠绕管4mm | 白色 | 1 | |
| 尼龙垫片（用于绝缘安装电源板） | M3*6*0.5 | 1 | 天猫tmall.com--理想生活上天猫 |
| M3螺母 | M3 304(50粒) | 1 | 天猫tmall.com--理想生活上天猫 |
| M3*16螺丝 | M3*16（100个） | 1 | 天猫tmall.com--理想生活上天猫 |
| M4*40螺丝 | M4*40（20个） | 1 | 天猫tmall.com--理想生活上天猫 |
| 铜柱M3*40 | M3*40（20个） | 1 | 天猫tmall.com--理想生活上天猫 |
| 沉头螺丝套装 | 304沉头套装（M3-M5） | 1 | https://detail.tmall.com/item.htm?id=521341801216&spm=a1z09.2.0.0.360f2e8dTEe2F5&_u=f223e66ud579&skuId=4105662378493 |
| 高透明亚克力板定制（送把手） | 非标尺寸等制 | 1 | 天猫tmall.com--理想生活上天猫 |
| 亚克力透明合页 | 亚克力加大号（65*42*10） | 4 | 淘宝网 - 淘！我喜欢 |
| 基础土培植物生长机 | 土培 | 1 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.212.77449ccbkd42ni&id=631518009880&ns=1&abbucket=16#detail |
物料清单仅供参考，您可以根据自己的需求做适当调整。
2、组装亚克力
找工厂按照事先画好的亚克力模型切割完外壳零件以后，按照图纸将外壳使用亚克力浇水组装起来。
3、接线示意图
4、元件安装和接线注意事项
在所有的物料准备好以后，我们就可以进行元件安装和接线了。您可以根据自己的个人喜好安装，安装时需要注意以下几点：
- 各个具体位置放置
- 上通风口为进风口，下通风口为出风口
- 线材选择和长度截取
- 光照传感器位置放置
5、加湿器装置制作
加湿装置制作比较灵活，这里为您分享一个制作经验，您可以根据身边的材料自由发挥。
- 选择一个有内盖的瓶子
- 固定吸水棉
内盖钻孔，内盖孔径大小调整到可以固定吸水棒上端，在瓶内放置沙子或小石块固定吸水棒下段。
- 将水位感应线通过内盖孔插入瓶内
- 固定起雾装置
首先，将起雾装置按如图所示方式放置在吸水棒上。
然后将外盖固定上，注意不能压太紧，压太紧不能出雾。如果没有类似的瓶子可以用热熔胶固定。
6、成品展示
将所有元件安装好以后，再用绕线管整理线束。整体效果如下图：
至此，这款基于涂鸦智能的全功能植物生长系统硬件部分就完成了，基于涂鸦IoT平台，还可以更加方便的搭建更多智能产品原型，后面我们一起再分享一下程序部分，欢迎各位大佬指点，欢迎大家分享各自的植物生长机的方案，喜欢的话可以继续关注哦~