Garten Wemos BASIC V2 Verbesserungen

Hier sind die detaillierten Änderungen, die am Schaltplan vorgenommen wurden. Diese Optimierungen sorgen für eine stabilere Spannungsversorgung und eine zuverlässigere Steuerung der Pumpe durch den Wemos D1 Mini.

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1. Hardware-Änderungen am Schaltplan

Spannungswandler (LM1117-5.0)

• Änderung: Ein 10µF Elektrolytkondensator am 12V Eingang wurde hinzugefügt.
• Grund: Dies verbessert die Stabilität der Eingangsspannung und reduziert Spannungsschwankungen, die durch Laständerungen oder Leitungswiderstände entstehen können.
• Änderung: Am VOUT des LM1117 wurden ein 10µF Elektrolytkondensator und ein 100nF Keramikkondensator parallel geschaltet.
• Grund: Der 10µF Elektrolytkondensator sorgt für eine gleichmäßigere Spannungsausgabe, während der 100nF Keramikkondensator Hochfrequenzstörungen filtert. Diese Kombination verbessert die Spannungsstabilität des 5V-Ausgangs.

MOSFET Pumpensteuerung

• Änderung: Der MOSFET IRLB8721P wurde durch den IRLZ34N ersetzt.
• Grund: Der IRLB8721P benötigt eine höhere Gate-Spannung für zuverlässiges Schalten. Der IRLZ34N schaltet bereits mit den 3,3V vom Wemos D1 Mini sicher durch, was ihn besser für dieses Projekt geeignet macht.
• Änderung: Die Freilaufdiode 1N4004 wurde durch eine Schottky-Diode 1N5822 ersetzt.
• Grund: Die 1N5822 ist eine Schottky-Diode mit geringerer Durchlassspannung (ca. 0,3V) und schnelleren Schalteigenschaften. Dadurch wird die Induktionsspannung der Pumpe effizienter abgefangen, was Schaltzeiten verbessert und Energieverluste minimiert.

Unveränderte Bestandteile der Schaltung

Der 220Ω Gate-Widerstand und der 10kΩ Pull-Down-Widerstand wurden nicht verändert, da sie bereits passend dimensioniert sind. Die allgemeine Verdrahtung und Platzierung der Bauteile im Schaltplan bleibt gleich, da diese sich bewährt hat.

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2. Optimierungen am Sketch

Neben der Hardware wurden auch im Programmcode wichtige Verbesserungen vorgenommen, um die Stabilität und Genauigkeit des Systems zu erhöhen.

• const unsigned long für Zeitvariablen: Verhindert mögliche Überlaufprobleme bei der Verwendung von einfachen long-Variablen.
• millis() Overflow-Schutz: Nutzt unsigned long konsequent, um Probleme bei langen Laufzeiten (nach ca. 50 Tagen) zu vermeiden.
• Vermeidung unnötiger delay(): Nutzt millis() statt delay(), um blockierende Wartezeiten zu vermeiden und das System reaktionsschnell zu halten.
• Verbesserte elapsedTime-Vergleiche: Verwendung von if (now - lastMsg >= sensorTakt) für präzisere Zeitintervalle.
• Direkte Berechnung von percentSoilMoist: Der Wert wird nur berechnet und übertragen, wenn eine tatsächliche Änderung vorliegt.
• Sicherheits-Check für die Pumpe: Ein explizites digitalWrite(pumpPin, LOW) stellt sicher, dass die Bewässerung bei einem Abbruch sofort beendet wird.

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