El objetivo de todo esto es poder llevar la electricidad desde la fuente de alimentación hasta las electroválvulas, para que cuando estas se activen, el agua llegue a través de las tuberías hasta nuestras plantas. Hasta ahora tenemos todo preparado, pero de alguna manera hay que conseguir que la electricidad llegue hasta las EV. Podríamos poner un interruptor y cuando quisiéramos regar, bastaría con pulsarlo para hacerlo. Pero en vez de eso vamos a poner relés. Los relés son unos interruptores que se activan electrónicamente.

Es decir que necesitaremos un aparato electrónico que controlará la apertura y cierre de cada relé; este aparato es el arduino. Además este arduino será lo suficientemente listo como actuar sobre los relés siguiendo un programa pre-establecido con lo que obtendremos el riego automatizado.

Tarjeta de relés.
Como ya hemos visto, un relé es como un interruptor. En realidad es un electroimán que al activarse mueve una lámina de metal que hace se cierre (o abra) un circuito. Que se active el interruptor, que es lo que queremos.
Para que ese electroimán se active también necesita alimentación. En nuestro caso, estos electroimanes (bobinas) se activan mediante 24 V pero de corriente continua.
Es decir que funcionan como las electroválvulas, pero con corriente continua.
Para que el relé se active, en consecuencia, hay que hacer un circuito como el de las EV.
Y aquí es donde interviene el Arduino. Este será el encargado de cerrar los circuitos que activan los relés.

Viendo los esquemas de las EV y los relés, se aprecia que son muy parecidos, salvo por el voltaje. Entonces ¿para que poner relés? ¿no se podría hacer que el arduino cerrase directamente los circuitos?. Obviamente, no. Por varias razones, primero por que los contactos del arduino no soportarían la tensión a la que trabajan las EV. Y hay otra razón, los chismes electrónicos, son muy susceptibles al ruido.

Hay otras soluciones alternativas a los relés, pero a nosotros nos gusta el hecho de que estén separados tan claramente los circuitos (los que llevan alterna de los que no) como los separan los relés. Pero los relés tienen a la hora de ser montados una serie de inconvenientes. En la imagen un esquema (rudimentario) de como se monta un relé.

Precisamente para evitar los ruidos, conviene aislar muy bien los chispazos de las conexiones cuando se activan (retorno inductivo), para ello hemos puesto en la tarjeta de relés un circuito RC (Nota: no sé muy bien si realmente es un circuito RC o simplemente un filtro, no soy electrónico, pero el caso es que desde que añadí estos componentes ha funcionado mucho mejor).

Es muy útil saber si el relé está activo, para ello hemos puesto un led en la alimentación del relé. Ojito, que los relés se alimentan con corriente continua y aquí si es importante la polaridad. Con todo esto ya tenemos nuestro propio circuito para un relé. Para que no nos quedemos cortos, lo repetimos 7 veces más y ya tenemos una tarjeta de relés hecha por nosotros mismos (Seguro que las del mercado son más bonitas y están mejor hechas, pero para novatos como yo, resulta de lo más gratificante hacer esto y sale más barato).

Nota: en las imágenes se muestran las dos caras, la de componentes y la de soldaduras. Las soldaduras están hechas por un autodidacta. Se muestran las dos caras para ilustrar lo fácil que se montan los circuitos, pero por si acaso, primero prueba con un relé y luego montas los otros 7. Además para facilitar el montaje de los relés y como no la vamos a usar, les he cortado la pata NC.

Si vas a hacerte la placa de relés tu mismo debes aprender a soldar, en el caso de nuestras fotos , las soldaduras son muy caseras pero eficaces para ilustrar como hacer una placa.

Arduino es una plataforma de electrónica abierta para la creación de prototipos basada en software y hardware flexibles y fáciles de usar. Se creó para artistas, diseñadores, aficionados y cualquiera interesado en crear entornos u objetos interactivos.

Como ya hemos dicho, arduino es muy sensible a los ruidos de manera que hay que poner cuidado de cómo conectarlo y dónde colocarlo dentro de nuestro montaje:

• Ponerlo lejos de las fuentes de alimentación. Hay que procurar que los circuitos de alterna y continua estén lo más separados posible. Los mazos de cable entretejidos con diferentes tensiones son una mala idea. Poner el arduino en medio de todos ellos, es una idea peor.
• No coloques el arduino al lado de un trafo sin protecciones.
• Lo mejor es colocarlo dentro de una jaula de faraday aparte de los demás chismes, pero como eso no siempre es posible, bastará con ponerlo aislado y evitando que toque el chasis del armario (si lo hay).
• No lo alimentes a través de USB (se puede y está bien para según que cosas, pero para esto es mejor ponerle su propia FA a 9 v).
• Ojo a los cables USB. Pon siempre cables USB cortos y protegidos con ferrita. (son una fuente de amargura, por experiencia).

Hacer una F.A. de 9vcc es relativamente fácil. La fuente que usamos en nuestro arduino está hecha siguiendo las indicaciones de esta página. Es relativamente sencillo, como puedes observar en la foto, pero yo usé 4 diodos en vez de un puente de diodos, que viene a ser lo mismo pero separado en piezas. También puedes ir a la tienda y comprar una (sale más caro).
Si tienes en cuenta estos consejos te evitarás problemas. Veamos ahora el resto de los componentes que acompañan a nuestro riego.

Shield de relés (array).
Esta tarjeta es la que nos permite manejar los relés. Como hemos visto en nuestra tarjeta hay unos bornes donde se conectan las entradas de 24Vcc. que activarán la bobina del relé.
Debemos conectar las salidas 1 a 8 y el común con cada uno de los bornes de nuestra tarjeta. Se conecta primero el común con un borne del relé, y luego una de las salidas al otro borne.
Y esto para cada relé.
Esta shield de control de relés además permite conectar directamente la FA de 24Vcc a ella de forma que la propia tarjeta se encarga de gestionar el cierre de los contactos y llevar los 24Vcc a cada relé. Fácil ¿no?.

Tarjeta de reloj
Una de las cosas que nos interesan más de nuestro sistema de riego es poder decirle cuando tiene que regar y durante cuanto tiempo. Para ello es imprescindible que el arduino sepa la fecha y la hora. De ello se encarga el DS1307.
Este se conecta a una tarjeta de conectar ylisto. Se conecta todo ello al arduino, se instala siguiendo todas precauciones que hemos tenido hasta la fecha y ya tenemos reloj. Una precaución adicional al manipular esta tarjetita: ojo a la pila. Cuando montamos esta tarjeta lo más fácil es poner la pila y olvidarse de ella, pero resulta que con la pila hemos alimentado el circuito y si dejamos la tarjeta encima de una superficie metálica o la tocamos con una, le provocaremos un cortocircuito, con lo que ya podemos ir a comprar otra. Así que mejor no le pongas la pila hasta que te hayas asegurado que está bien montado y sin posibilidad de hacer cortos.

Accesorios.
Hay varias particularidades más a tener en cuenta en el arduino.
En primer lugar cada vez que se ejecuta el programa que lleva, se activa la salida 13. Nosotros la hemos derivado a un led, de manera que cada vez que se ejecuta el programa se enciende y cuando acaba su ejecución se apaga.. Además, cuando se hacen pruebas con el programa suele venir bien encender otro led, de manera que en la tarjeta de accesorios hemos puesto dos led y sus correspondientes resistencias.
También hay que tener en cuenta que cuando se graba un programa nuevo, o se conecta al ordenador mediante USB al PC, se reinicia el programa del arduino, para evitarlo es necesario puentear el pin "reset" a gnd con un condensador de 12uf.
Como esto es un poco latoso cuando se está programando, hemos puesto en esta tarjetita un pulsador y un condensador de manera que cuando se pulsa, se cierra un circuito que evita el reset.
Y para terminar, las entradas digitales. Una entrada digital se entiende como 1 cuando se le aplica +5v y 0 cuando no hay nada. Pero la realidad es que cuando se le deja de aplicar esa tensión por al entrada puede entrar ruido y no funcionar como queremos. Para evitarlo, las entradas deben estar "tiradas" a gnd (PULL DOWN). Esto se hace con una resistencia entre la entrada y gnd. En nuestra tarjetita de accesorios, lo que hemos hecho es poner estas resistencias (10K) conectadas a tierra de manera que sino hay nada en la entrada, esta nos de siempre un 0.

Tarjeta SD.
La tarjeta SD permite crear una serie de ficheros de inicialición y configuración en la propia tarjeta de manera que cuando el programa arranque pueda parametrizar la función setup(). Con esto se ahorran muchos problemas de reseteo.
Además se ha hecho un log que (también en esa SD) nos permite saber cuando se activó el riego, cuando se activó le sensor de lluvia, etc. Como es un log, de vez en cuando hay que vaciarlo, recuérdalo.

Resulta bastante complicadillo si eres nuevo en esto de los automatismos, pero es un mundo apasionante.
Si todavía tienes dudas puedes ver el montaje entero paso a paso de como hicimos el prototipo (con el se está regando nuestra huerta) con materiales de desguace, en el punto Paso a Paso.

Con esto ya tenemos todos los componentes físicos de nuestro sistema de riego. Ya podemos conectarnos al arduino y al ordenador y mediante el software adecuado, regar la huerta cuando y como queramos, sin estar presentes.