Arduino-gestuurde indoor tuin: Slimme, geautomatiseerde plantenverzorging

Onderdelen en benodigdheden

• Arduino Nano R3 (1×)
• mbientLab Bluetooth naar USB Dongle (1×)
• JLCPCB aangepaste PCB (1×)

Over dit project

Tuinieren in het moderne tijdperk betekent dingen ingewikkelder maken met elektronen, bits en bytes. Microcontrollers en tuinieren is een populair idee – planten hebben eenvoudige in- en outputs die makkelijk te begrijpen zijn. In dit project bouw je een vereenvoudigde indoor tuin met een Arduino-ontwikkelbord.

Ik bied een complete stapsgewijze handleiding voor hardware en software, zodat u uw eigen automatische tuinsysteem kunt maken. De aangepaste PCB van JLCPCB verbetert de uitstraling en maakt solderen foutloos. Het project is in 7 dagen gerealiseerd: 3 dagen hardware, 4 dagen code en Android-app voor Bluetooth-besturing.

Wat u leert

• Componenten kiezen op basis van functionaliteit
• Schakeling ontwerpen en alle componenten verbinden
• Monteren en testen
• Android-app via Bluetooth gebruiken voor handmatige/automatische besturing

Stap 1: Wat is een indoor tuin?

Planten hebben drie basisbehoeftes: licht, water, lucht. Beheers deze vier elementen (lichtintensiteit, watergift, luchtvochtigheid, temperatuur) en u kunt overal en elk seizoen een indoor tuin hebben.

• Licht: Minimaal 6 uur goed licht per dag. Schaduwtest: hand voor raam → geen schaduw = onvoldoende. Aanvullen met groeilampen.
• Water: Afhankelijk van planttype. Dikke bladeren = wateropslag, dunne bladeren = meer water. Kies planten of potten met reservoir als u weinig wilt wateren.
• Lucht: Planten produceren zuurstof en filteren schadelijke gassen. Houd bladeren schoon, zorg voor luchtstroom (ventilator).

Stap 2: Sensoren en actuatoren

Het systeem meet omgevingsparameters en stuurt actuatoren aan:

Sensoren

• Lichtsensor BH1750 (I2C) – Digitale omgevingslichtsensor, bereik 1–65535 lux, hoge resolutie.
• Bodemvochtigheidsensor – Meet weerstand/geleiding tussen twee contacten. Let op: weerstand is geen betrouwbare indicator (afhankelijk van pH, opgeloste stoffen, temperatuur). Contacten corroderen snel. Gebruik liever capacitieve sensoren voor langdurig gebruik.
• Temperatuur & vochtigheid DHT11 – Digitaal, ultraggoedkoop. Capacitieve vochtigheidsensor + thermistor. Alleen elke 2 seconden nieuwe data.

Actuatoren

• Witte LEDs – Voor plantenverlichting (PWM-gedimd).
• Waterpomp – 12V DC pomp voor automatische besproeiing.
• 12V DC koelventilator – Voor verse luchtcirculatie bij hoge temperatuur.

Stap 3: PCB-productie (via JLCPCB)

De PCB heeft een bladvorm en alle labels voor foutloos solderen. Besteld via JLCPCB (grootste PCB-prototypebedrijf China, 2$ voor 5 stuks, 3 dagen levertijd). Gerber-bestanden uploaden, parameters instellen (dikte, kleur, aantal), betalen.

Stap 4: Benodigde componenten (ingredients)

• PCB (van JLCPCB)
• Arduino Nano
• ESP-01 module (WiFi)
• HC-05 of HC-06 Bluetooth module
• BH1750 lichtsensor
• DHT11 temperatuur/vochtigheid sensor
• Bodemvochtigheidsensor
• Waterpomp
• 12V DC ventilator
• Witte LEDs
• Header connectors

Stap 5: Montage

Soldeer componenten volgens de labels op de PCB. Begin met Arduino-connector voor voedingstest. Houd soldeerbout schoon en blinkend voor goede warmteoverdracht. Gebruik beide zijden van de PCB. Na solderen: CNC-lasercutting voor steunstructuur (DXF-bestanden beschikbaar).

Stap 6: Android-app

De app (gratis downloadbaar) verbindt via Bluetooth. In handmatige modus: ventilatoren, lampen, pomp AN/UIT. Sensorwaarden uitlezen via "Get Data" knop. Automatische modus: lichtintensiteit volgt BH1750, pomp reageert op vochtigheid, ventilator op temperatuur >30°C.

Stap 7: Arduino-code en validatie

De code is eenvoudig en goed gecommentarieerd. Belangrijkste functies:

• autoPump() – Pompeert als analoge vochtwaarde < sprayCMD
• lightBrightness() – Verhoogt LED-helderheid tot lux ≥ LightCMD
• autoFan() – Ventilator AN bij temperatuur >30°C, anders UIT
• Bluetooth-commando's: 'o'=auto, 'm'=handmatig, 'f'/'x'=fan, 'l'/'k'=licht, 'w'/'y'=pomp

// Belangrijkste auto-functies (uitgebreide code in project)
void autoPump() {
  if (analogRead(analogMoistue) < sprayCMD) {
    digitalWrite(Pump, HIGH); delay(1000);
    digitalWrite(Pump, LOW);  delay(1000);
  }
}
void lightBrightness() {
  while (lux < LightCMD) {
    analogWrite(Light, lightLevelPlus++);
    delay(100);
    lux = lightMeter.readLightLevel();
  }
}
void autoFan() {
  analogWrite(Fan, (temperature > 30) ? 255 : 0);
}

Aangepaste onderdelen en behuizingen

DXF-bestanden voor 5 mm MDF lasercutting: dxf_mdf_5mm_s0PEHuez4w.rar

Schema

Schema is geïntegreerd in de PCB-layout (zie JLCPCB bestelling).