ESP32 · EC/pH · автоматизация

Сборка гроубокса на ESP32: пошагово

Как собрать гроубокс на ESP32 своими руками: возможности контроллера, комплектующие, две линейки плат, порядок пайки и наша прошивка с веб-GUI, калибровкой EC/pH и обновлением по воздуху.

Что такое гроубокс

Гроубокс — это контроллер для гидропоники замкнутого цикла на микроконтроллере ESP32. Он следит за состоянием раствора и микроклиматом и автоматически управляет оборудованием, поддерживая заданные параметры выращивания. Сборка гроубокса на ESP32 доступна для повторения своими руками: плата WEGABOX-KIT паяется вручную из доступных компонентов.

Гроубокс подходит для замкнутых гидропонных систем, где важно держать стабильные EC и pH и автоматизировать полив, циркуляцию и дозирование удобрений.

Веб-интерфейс прошивки GrowBox
Веб-интерфейс нашей прошивки: мониторинг EC, pH, температуры воды в реальном времени

Возможности прошивки

Прошивка полностью своя — работает прямо на чипе ESP32 (ESP-IDF v6.1), без стороннего сервера и без облака. Всё управление и настройка идут через веб-интерфейс на самом устройстве.

WiFi и первичная настройка

Клиентский режим (STA) для работы в вашей сети и режим точки доступа с captive-порталом: при первом включении подключаетесь к сети прямо через браузер.

Веб-интерфейс на устройстве

Панель управления открывается в браузере: показания обновляются в реальном времени (SSE-стрим), строятся графики. Отдельный сервер не нужен.

OTA-обновление по воздуху

Обновление без разборки устройства: отдельно прошивка (firmware) и отдельно интерфейс с данными (storage).

Автоматизация по правилам

Правила «условие по датчикам → действие» и управление до 16 устройств на 12 В: насосы, клапаны, свет, циркуляция.

Режимы работы

Гроубокс (мониторинг и управление гидропоникой), Миксер (весовое дозирование) и Гибридный — всё вместе на одном устройстве.

Уведомления в Telegram

Оповещения о событиях и выходе параметров за пределы приходят прямо в Telegram.

Home Assistant / MQTT

Интеграция с умным домом: показания и управление доступны через MQTT и Home Assistant.

Автоопределение датчиков

Прошивка сама распознаёт подключённые датчики — например, на GPIO 13/14 определяет, что стоит: HX711 или US025.

Калибровка в веб-интерфейсе

EC, pH, освещённость, уровень и NTC калибруются прямо из браузера — подробнее в разделе о калибровке ниже.

Возможности контроллера

Мониторинг

EC, pH, температура воздуха и раствора, влажность, атмосферное давление, CO2, освещённость и объём раствора.

Управление до 16 устройств на 12 В

Скорость насосов, циркуляция, подача воды и клапаны, стабилизация EC дозированием удобрений (шаговые или перистальтические насосы).

Две линейки плат: KIT и SMD

4.x KIT

Ручная пайка (DIP)

Компоненты в корпусах DIP, монтаж своими руками паяльником. Лучший выбор для самостоятельной сборки гроубокса и обучения.

5.x SMD

Заводской монтаж (SMD)

Поверхностный монтаж, рассчитан на промышленную сборку. Та же прошивка ponics и те же функции контроллера.

Пошаговая сборка платы (порядок пайки KIT)

Полный список деталей — в справочнике компонентов и датчиков. Перед сборкой прошейте ESP32.

  1. Прошейте ESP32 до сборки — залейте прошивку ponics на модуль, пока к нему удобно подключиться.
  2. SMD-компоненты — сначала припаяйте ISO1540DR и mini560.
  3. Резисторы и конденсаторы — установите пассивные элементы по номиналам.
  4. Панельки и разъёмы — распаяйте панельки под микросхемы, DC Power Socket, аудиоджеки, BNC и пин-хедер.
  5. Микросхемы в панельки — вставьте LM336Z-2.5, MCP602, MCP23017 и драйверы SN754410NE.
  6. Шилды и ESP32 — установите модуль MCP3421, затем ESP32 DEVKIT на максимальной высоте.
Плата WEGABOX-KIT
Плата WEGABOX-KIT в сборе с 3D-печатными корпусами электродов EC
Контроллер гроубокса в корпусе
Готовый контроллер гроубокса в корпусе (BNC для pH, разъёмы датчиков, питание 12 В)

Прошивка гроубокса

Гроубокс работает на нашей прошивке ponics — отдельный сервер для управления не нужен.

Веб-GUI на устройстве

Интерфейс открывается прямо в браузере: живой поток метрик по SSE, графики показателей, настройки устройств.

Обновление по воздуху (OTA)

Прошивка и веб-интерфейс обновляются по воздуху — без разборки устройства.

Калибровка EC

Кривая EC с температурной компенсацией по живому датчику NTC; коэффициенты подбираются автоматически.

Калибровка pH и NTC

Пошаговая калибровка электрода pH и температурного датчика прямо из веб-интерфейса.

Калибровка EC
Калибровка EC по трём точкам (низкий/высокий раствор + проверка) с живыми значениями
Калибровка pH
Калибровка pH

Калибровка датчиков

Все калибровки выполняются прямо в веб-интерфейсе устройства: раздел Настройки → Калибровка с табами EC, pH, Освещённость, Уровень, NTC. Отдельная прошивка для настройки не нужна — достаточно браузера.

EC — по трём точкам

Калибровка по раствору низкой EC, раствору высокой EC и контрольной проверке. Для каждого раствора вводите известную EC — устройство строит кривую. Температурная компенсация идёт по датчику NTC (реальная температура раствора, а не введённое вручную значение).

pH — по буферным растворам

Калибровка по стандартным буферам (обычно pH 4.0 и 6.86/7.0). Электрод pH подключается через разъём BNC.

NTC — термокомпенсация

Температурный датчик у измерительной ячейки: его значение используется для термокомпенсации EC (температура раствора в зоне измерения).

Уровень / объём

Тара (установка нуля) и калибровка по расстоянию или объёму. Поддерживаются US025, HX710B и VL53L0X.

Освещённость

Фоторезистор калибруется по эталону через то стекло или среду измерения, в которых он реально работает.

Частые вопросы

Гроубокс — это контроллер для гидропоники замкнутого цикла на ESP32. Он мониторит EC, pH, температуру воздуха и раствора, влажность, давление, CO2, освещённость и объём раствора, а также управляет насосами, циркуляцией, подачей воды и дозированием удобрений.

Линейка 4.x KIT собирается из DIP-компонентов ручной пайкой — для самостоятельной сборки. Линейка 5.x выполнена на SMD и рассчитана на заводской монтаж. Обе работают с одной прошивкой ponics.

Сначала прошейте ESP32, затем SMD-элементы (ISO1540DR, mini560), после — резисторы и конденсаторы, панельки и разъёмы. В панельки вставьте LM336Z-2.5, MCP602, MCP23017 и SN754410NE, затем поставьте MCP3421 и модуль ESP32 DEVKIT на максимальной высоте.

Гроубокс работает на прошивке ponics с веб-интерфейсом прямо на устройстве: живой поток метрик по SSE, графики, калибровка EC, pH и NTC и обновление по воздуху (OTA) для прошивки и веб-интерфейса. Отдельный сервер не нужен.

Плата 4.4 и новее управляет до 16 устройствами на 12 В: скоростью насосов, циркуляцией, подачей воды и клапанами, а также стабилизацией EC дозированием удобрений шаговыми или перистальтическими насосами.

Сборка гроубокса на ESP32 своими руками

Сборка гроубокса на ESP32 — это способ получить полноценный контроллер гидропоники под свои задачи. Плата WEGABOX-KIT паяется вручную по понятному порядку, а прошивка ponics с веб-GUI разворачивается прямо на устройстве: не нужен внешний сервер, метрики видны в браузере, калибровка EC и pH делается в пару шагов.

После сборки гроубокс мониторит EC, pH, температуру, влажность, CO2 и уровень раствора и управляет насосами, циркуляцией и дозированием удобрений. Список деталей и датчиков смотрите в справочнике компонентов, а автоматическое приготовление раствора — в инструкции по сборке миксера удобрений.

Оборудование собрано на базе открытого проекта WEGA.