❄️ Проект: сигнализация заморозков для сада на DS18B20

DS18B20, вынесенный на улицу, следит за температурой воздуха — как только она приближается к нулю, включаются одновременно сирена и обогрев грядки через реле.

Как это работает

DS18B20 — цифровой датчик температуры с собственным протоколом 1-Wire: по одному проводу передаётся и питание (в режиме паразитного питания), и данные, что удобно для длинного кабеля на улицу — не нужно тянуть отдельную жилу под питание. Внутри датчика уже есть АЦП, поэтому Arduino получает сразу готовое значение температуры в градусах, без своей математики пересчёта напряжения.

Идея проекта — два порога срабатывания. Обогрев (реле) включается заранее, при +2°C, с запасом, чтобы грядка не успела промёрзнуть пока нагреватель выходит на рабочий режим. Сирена — более резкий сигнал тревоги — срабатывает только при фактическом переходе через 0°C, когда обогрев уже не справляется сам и нужно вмешательство человека.

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас нет тех контактов, которые указаны — сориентируйтесь по названиям на своей плате.

Подключите DS18B20: сигнал (жёлтый/белый провод) → D2, между сигналом и VCC — подтягивающий резистор 4.7 кОм (на готовых модулях-платах он уже впаян). Сам датчик с проводом выносится на улицу, Arduino остаётся в тепле.
Подключите модуль реле KY-019 (линия обогрева): сигнал → D7, VCC и GND — на 5В и землю Arduino. К контактам реле (NO/COM) подключается силовая цепь нагревателя — обычно через отдельный блок питания, не напрямую от Arduino.
Подключите активный зуммер: сигнал → D8, GND на землю.
Проверьте полярность реле-модуля: у большинства KY-019 сигнал активный низким уровнем (LOW включает реле) — в коде ниже это учтено логикой через `frost ? HIGH : LOW`, но если реле включается "наоборот" — просто поменяйте местами HIGH/LOW в коде под свой модуль.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, так как я языковая модель,
// а не специализированный кодер, и могу что-то упустить. Основу и идею я накидал,
// но проверьте под свою схему. Если получите ошибку в Arduino IDE — пришлите её.

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

#define ONE_WIRE_BUS 2       // пин данных DS18B20
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);

const int relayPin = 7;      // реле линии обогрева
const int buzzerPin = 8;     // активный зуммер (сирена)
const float heatTemp = 2.0;  // порог включения обогрева, °C
const float frostTemp = 0.0; // порог включения сирены, °C

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  sensors.begin();
  pinMode(relayPin, OUTPUT);
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
  digitalWrite(relayPin, LOW);
  digitalWrite(buzzerPin, LOW);
}

void loop() {
  sensors.requestTemperatures();
  float t = sensors.getTempCByIndex(0);

  // DEVICE_DISCONNECTED_C — датчик вернул явно ошибочное значение (обрыв провода,
  // плохой контакт). В этом случае ничего не включаем, просто сообщаем об ошибке.
  if (t == DEVICE_DISCONNECTED_C) {
    Serial.println(F("Ошибка чтения DS18B20 — проверьте подключение датчика"));
    delay(5000);
    return;
  }

  bool needHeat = (t < heatTemp);
  bool needAlarm = (t < frostTemp);

  digitalWrite(relayPin, needHeat ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(buzzerPin, needAlarm ? HIGH : LOW);

  Serial.print(F("Температура: "));
  Serial.print(t);
  Serial.println(F(" C"));

  delay(10000); // опрос раз в 10 секунд достаточно для медленных изменений уличной температуры
}

Обогрев включается заранее, при +2°C, а сирена — только если температура реально ушла ниже нуля, чтобы не будить хозяев зря на каждое приближение к порогу.

Частые проблемы

Датчик постоянно показывает -127°C или 85°C. -127 — это DEVICE_DISCONNECTED_C, обрыв линии данных или нет подтягивающего резистора. 85°C — "заводское" значение по умолчанию, которое DS18B20 иногда возвращает, если не успел завершить преобразование — обычно само проходит на следующем цикле опроса.
Обогрев или сирена включаются в обратную сторону (работают, когда не должны, и наоборот). У вашего конкретного модуля реле логика может быть инвертирована (активный низкий уровень) — поменяйте местами HIGH и LOW в двух строчках `digitalWrite`.
Показания скачут на пару градусов туда-сюда. Нормально для дешёвых клонов DS18B20 — точность у них обычно ±0.5°C. Для более стабильных показаний можно усреднять несколько последних измерений.
Провод на улицу работает нестабильно в сырую погоду. Используйте провод в герметичной изоляции и загерметизируйте сам датчик термоусадкой или компаундом — иначе влага постепенно нарушает контакт.

Как улучшить проект

Добавить второй DS18B20 — для сравнения уличной температуры и температуры почвы отдельно, так как они прогреваются/остывают с разной скоростью.
Подключить Wi-Fi модуль (например ESP8266) и отправлять уведомление на телефон вместо локальной сирены — удобнее, если сад далеко от дома.
Добавить логирование минимальной температуры за ночь в EEPROM, чтобы утром посмотреть, насколько был близок мороз, даже если сигнализация не сработала.