ESP32 · BOM · датчики · разъёмы

Компоненты платы и поддерживаемые датчики для гидропоники

Единый справочник по плате WEGABOX-KIT на ESP32: полный список компонентов (BOM) для гроубокса и миксера удобрений, поддерживаемые датчики для гидропоники и распиновка разъёмов.

Одна плата для гроубокса и миксера

Контроллер гроубокса и автоматический миксер удобрений собираются на одной и той же плате WEGABOX-KIT 4.4 на микроконтроллере ESP32. Общий костяк одинаков: ESP32, стабилизатор питания mini560, расширитель портов MCP23017, силовые драйверы SN754410NE, разъём питания и пин-хедер. Различается только периферия — поэтому этот справочник компонентов служит единым источником для обеих статей по сборке.

В таблице ниже колонки «Гроубокс» и «Миксер» показывают, для какой сборки нужен компонент. Метка «оба» означает, что элемент ставится в любом варианте.

Плата WEGABOX-KIT в сборе
Плата WEGABOX-KIT 4.4 в сборе (ESP32, драйверы, корпуса электродов EC)
Контроллер гроубокса в корпусе
Собранный контроллер в корпусе: BNC (pH), разъёмы датчиков 3.5 мм, питание

Компоненты платы WEGABOX-KIT 4.4 (BOM)

Спецификация (Bill of Materials) платы. Кол-во указано на одно устройство.

Компонент Гроубокс Миксер Кол-во Примечание
ESP32 (WROOM-32D / 32U)1Основной микроконтроллер
mini5601Стабилизатор 5 В
LM336Z-2.51Опорный стабилизатор напряжения
ISO1540DR1Изолятор шины I2C
B1205S-2W1Изолятор питания
MCP602-I/P1Операционный усилитель
MCP3421118-битный АЦП
SN754410NE4Силовой драйвер (H-мост)
MCP230171Расширитель портов I2C
Набор резисторов1Комплект по номиналам
Набор конденсаторов1Комплект по номиналам
Audio Jack 3.5 мм5Разъёмы под датчики
DC Power Socket1Разъём питания
Female Pin Header 2.54 мм1Панельки под ESP32 и модули
Перистальтический насос 12 В 2×4 ммдо 8Дозирование растворов
Модуль HX711 (24-бит)1АЦП веса, доп. экранирование
Датчик веса 1 кг1Тензодатчик
БП 12 В 2 А1Питание устройства
Трубка ID2×OD4 мм2 мМагистрали дозаторов
Медицинские капельницы / трубки4–6Разводка по бакам

Аксессуары и расходники

Дополнительные детали для сборки миксера удобрений и гидропонной системы: помпа подачи, уплотнители, шланги и опциональный шаговый двигатель. Ссылки ведут на подходящие позиции — при заказе сверяйтесь с характеристиками.

Деталь Характеристики Цена Ссылка
Помпа 12 В ZKSJ DC30A-1230 Защита от заклинивания, 12 В, 4.8 Вт, 240 л/ч ~889 ₽ AliExpress
Резиновый уплотнитель Для врезки труб в ёмкость ~142 ₽ AliExpress
Силиконовый шланг подачи 8×10 мм ~139 ₽ AliExpress
Nema17 17HS4023 (шаговый) опционально Шаговый двигатель ~2600 ₽ AliExpress

Цены ориентировочные (AliExpress) и могут меняться.

Поддерживаемые датчики для гидропоники

Прошивка гроубокса умеет опрашивать перечисленные датчики; порт — способ подключения к плате. Аналоговые датчики помечены бейджем нужна калибровка — их обязательно калибруют в прошивке через веб-интерфейс. Цифровые датчики (I2C / 1-Wire) калибровки не требуют.

Датчик Тип Порт Что измеряет
Температура и влажность воздуха
AHT10 / 20 / 21цифровойI2CТемпература и влажность воздуха
AM2320цифровойI2CТемпература и влажность воздуха
BME280цифровойI2CТемпература и влажность воздуха (+ давление)
SCD30цифровойI2CТемпература и влажность воздуха (+ CO₂)
Температура раствора
DS18B20цифровой1-WireТемпература раствора в прикорневой зоне
NTCаналоговыйECТемпература раствора для компенсации EC нужна калибровка
Электропроводность (EC)
Электрод EC / NTCаналоговыйECЭлектропроводность раствора + температурная компенсация нужна калибровка
Кислотность (pH)
Электрод pHаналоговыйBNCКислотность раствора (pH) нужна калибровка
CO₂ / качество воздуха
SCD30цифровойI2CCO₂ (+ температура и влажность)
CCS811цифровойI2CКачество воздуха (CO₂ / tVOC)
Атмосферное давление
BME280 / BMP280цифровойI2CАтмосферное давление + температура
Уровень / объём раствора
US025цифровойUSУльтразвуковой уровень раствора
HX710BцифровойUSУровень раствора по давлению
VL53L0XцифровойI2CЛазерный дальномер (уровень раствора)
Освещённость
Фоторезистор (GL5528)аналоговыйPRОсвещённость нужна калибровка

Как собрать датчики своими руками

Часть датчиков для гидропоники можно собрать самостоятельно — под них и рассчитана плата. Ниже — готовые 3D-модели корпусов (STL для печати и исходники SolidWorks) с заметками по печати. Аналоговые датчики (EC, pH, освещённость) затем калибруются прямо в прошивке.

Электрод EC нужна калибровка

3D-печатный корпус, в который вставляются две иглы из нержавеющей стали — это измерительные электроды. В корпус встроен NTC-термистор для температурной компенсации. Подключается аналогово к порту EC на плате.

Собрать или купить. Электрод EC можно собрать самому по этим моделям либо взять готовый покупной. У готового электрода другой номинал — под него подбирают делитель-резистор: замеряют ADC на растворах 0 / 6 / 12 mS/cm и подбирают резистор так, чтобы АЦП давал адекватные значения во всём рабочем диапазоне. Финальная калибровка — уже в нашей прошивке, по 3 точкам EC.

STL: корпус / крышка / защита

Электрод pH нужна калибровка

Используется готовый лабораторный pH-электрод с разъёмом BNC — сам электрод не печатается. На плате для него предусмотрен разъём BNC. Калибруется в прошивке.

Корпус платы WEGABOX 5.6 (заводской)

Корпус под плату WEGABOX 5.6 с внутренним креплением платы; крышка садится внатяг. Предусмотрены отверстия под все датчики и питание, а также узкий слот под шлейф — всё выведено с одной стороны. Внутри есть место под радиатор, снизу — отверстия для крепления на стену.

Печать: проверьте, что мостик над слотом шлейфа печатается корректно — располагайте деталь так, чтобы первый слой шёл вдоль длинной части.

case-base.stl case-lid.stl SLDPRT

Датчик освещённости (фоторезистор) нужна калибровка

Фоторезистор GL5528 в корпусе со стеклом для защиты от влаги. В корпусе предусмотрена полость под стекло: подойдёт покровное стекло 24×24 мм или прозрачный пластик размером не более 24×24×0.2 мм. Освещённость измеряется как аналоговый сигнал.

Печать: поставьте паузу после 6-го слоя, вложите стекло и зафиксируйте 1–2 каплями циакрина, затем продолжите печать.

ls-base.stl ls-lid.stl

Корпус ультразвукового датчика уровня (US-025)

новая версия
Влагостойкий корпус, монтируется прямо в крышку бака под отверстие, просверленное коронкой 55 мм. Масса детали ~20 г. Есть варианты под широкие датчики (HC-SR04) и под узкие (US025 / US026 / RTWL-1601).

Новая версия:

Корпус BME280 (атмосферный)

Корпус для атмосферного датчика: подойдёт для модулей ATHxx / BMxxxx (температура, влажность, давление). Цифровое подключение по I2C — калибровка не требуется.

bme280-base.stl bme280-cap.stl

Общие принципы

Из вики проекта: влагостойкий 4-жильный кабель, разъёмы 3.5 мм Jack под пайку. Аналоговые датчики (EC, pH, свет, NTC) калибруются в прошивке через веб-интерфейс.

Разъёмы и порты платы

На плате датчики и исполнительные устройства подключаются к типовым портам, что упрощает сборку и обслуживание.

DC Power Socket

Вход питания 12 В от блока питания 2 А.

Audio Jack 3.5 мм (×5)

Разъёмы под датчики среды на плате гроубокса.

BNC

Разъём для электрода pH (только гроубокс).

Шина I2C

MCP23017 и цифровые датчики (AHT, BME280, SCD30).

Female Pin Header

Панельки под ESP32 DEVKIT и съёмные модули.

Силовые каналы 12 В

Драйверы SN754410NE + MCP23017 — до 16 устройств.

Частые вопросы

И контроллер гроубокса, и автоматический миксер удобрений собираются на одной плате WEGABOX-KIT 4.4 на ESP32. Отличается только периферия: миксеру нужны HX711 с тензодатчиком и перистальтические насосы, а гроубоксу — датчики среды, BNC для pH и опорный стабилизатор. Физического дисплея нет — статус выводится в веб-интерфейсе.

Поддерживаются электроды EC/NTC и pH, цифровые датчики температуры и влажности (AHT10/20/21, AM2320), CO2 (SCD30, CCS811), давления (BMP280/BME280), температуры раствора (DS18B20), уровня раствора (US025, HX710B, VL53L0X) и освещённости (фоторезистор GL5528).

Ядро платы общее: ESP32, mini560, MCP23017, драйверы SN754410NE, разъём питания и пин-хедер. Гроубоксу дополнительно ставят LM336Z-2.5, ISO1540DR, MCP602, MCP3421 и аудиоджеки под датчики. Миксеру — модуль веса HX711 с тензодатчиком 1 кг и перистальтические насосы. Физического дисплея нет: статус выводится в веб-интерфейсе.

MCP23017 — расширитель GPIO по шине I2C: добавляет 16 линий ввода-вывода, чтобы ESP32 хватило выводов на управление устройствами и опрос датчиков. Вместе с драйверами SN754410NE это позволяет управлять на плате до 16 устройствами на 12 В.

Справочник компонентов и датчиков для гидропоники

Этот справочник собирает в одном месте все компоненты платы WEGABOX-KIT на ESP32 и поддерживаемые датчики для гидропоники. Он служит единой спецификацией и для гроубокса, и для миксера удобрений: в BOM-таблице видно, какие элементы нужны под каждую сборку, а таблица датчиков показывает тип, порт подключения и измеряемый параметр.

Используйте этот список компонентов при закупке деталей, а затем переходите к пошаговым инструкциям по сборке гроубокса и миксера. Гибкая плата на ESP32 позволяет подключать датчики EC, pH, CO2, температуры, влажности и уровня раствора и управлять исполнительными устройствами гидропонной системы.

Оборудование собрано на базе открытого проекта WEGA.