Calibrarea senzorului de umiditate a solului: 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Există mulți contori de umiditate a solului pe piață pentru a ajuta grădinarul să decidă când să-și udă plantele. Din păcate, apucarea unei mână de sol și inspectarea culorii și texturii este la fel de fiabilă ca multe dintre aceste gadgeturi! Unele sonde se înregistrează chiar „uscate” atunci când sunt scufundate în apă distilată. Senzorii ieftini de umiditate pentru sol DIY sunt ușor disponibili în locuri precum Ebay sau Amazon. Deși vor da un semnal în funcție de umiditatea solului, corelarea ieșirii senzorului cu cerințele culturii este mai dificilă. Atunci când decideți să vă udați plantele, ceea ce contează cu adevărat este cât de ușor este pentru plantă extragerea apei din mediul de creștere. Majoritatea senzorilor de umiditate măsoară cantitatea de apă din sol, mai degrabă decât dacă apa este disponibilă plantei. Un tensiometru este modalitatea obișnuită de a măsura cât de bine este legată apa de sol. Acest instrument măsoară presiunea necesară pentru îndepărtarea apei din mediul de creștere, unitățile obișnuite de presiune utilizate în munca de câmp sunt milibarul și kPa. Pentru comparație, presiunea atmosferică este de aproximativ 1000 milibari sau 100 kPa. În funcție de varietatea plantelor și de tipul de sol, plantele pot începe să se ofilească atunci când presiunea depășește aproximativ 100 mIllibars. Deși acest lucru se poate face manual prin reprezentarea grafică a rezultatelor pe hârtie, se folosește un simplu datalogger și rezultatele sunt postate pe ThingSpeak. Metoda poate fi utilizată pentru a calibra cu ușurință un senzor de umiditate a solului la o referință de tensiometru, astfel încât grădinarul să poată lua decizii în cunoștință de cauză când să irige, să economisească apă și să cultive culturi sănătoase.

Provizii:

Părțile acestui instructabil sunt ușor de găsit prin căutarea pe site-uri precum Amazon sau Ebay. Cea mai scumpă componentă este senzorul de presiune MPX5010DP, care este disponibil pentru mai puțin de 10 USD. Componentele utilizate în acest instructabil sunt: Senzor capacitiv de umiditate a solului v1.2ESP32 Placă de dezvoltare Sondă ceramică Troff Blumat Senzor de presiune NXP MPX5010DP sau MPX5100DP Dopuri de cauciuc Tub de plastic transparent OD de 2 mm 2 rezistențe 100K 1 rezistor 1M Conectarea firelor Oală de plantă cu compost Apă fierbută ThingSpeak account WiFi Arduino IDE la flash ESP32

Pasul 1: tensiometru

Un tensiometru de sol este un tub umplut cu apă, cu o ceașcă ceramică poroasă la un capăt și un manometru la celălalt. Capătul cupei ceramice este îngropat în sol, astfel încât cupa este în contact strâns cu solul. În funcție de conținutul de apă din sol, apa va trece din tensiometru și va reduce presiunea internă din tub. Reducerea presiunii este o măsură directă a afinității solului pentru apă și un indicator al cât de dificil este pentru plante extragerea apei.

Tensiometrele sunt făcute pentru cultivatorul profesionist, dar tind să fie scumpe. Tropf-Blumat fabrică un dispozitiv de udare automată pentru piața amatorilor care utilizează o sondă ceramică pentru a controla irigarea. Sonda de la una dintre aceste unități poate fi utilizată pentru a face un tensiometru care costă doar câțiva dolari.

Prima sarcină este separarea diafragmei din plastic de capul verde al sondei. Este o fixare în capul verde, tăierea și tăierea inteligentă vor separa cele două părți. Odată despărțit, găuriți o gaură de 1 mm în conducta diafragmei. Conducta de plastic este conectată la conducta din partea superioară a diafragmei pentru măsurători de presiune. Încălzirea capătului tubului în apă clocotită va înmuia plasticul pentru a facilita montarea. Alternativ, un dop tradițional din cauciuc plictisit ar putea fi utilizat în loc de reciclarea diaframei. Presiunea din sondă poate fi măsurată direct prin măsurarea înălțimii unei coloane de apă susținută într-un tub U. Fiecare centimetru de apă susținut este echivalent cu 2,5 milibari de presiune.

Înainte de utilizare, sonda ceramică trebuie înmuiată în apă timp de câteva ore pentru a uda bine ceramica. Sonda este apoi umplută cu apă și dopul este montat. Cel mai bine este să folosiți apă fiartă pentru a preveni formarea bulelor de aer în interiorul sondei. Sonda este apoi introdusă ferm în compostul umed și lăsată să se stabilizeze înainte de a măsura presiunea.

Presiunea tensiometrului poate fi măsurată și cu un manometru electronic, cum ar fi MPX5010DP. Relația dintre presiune și tensiunea de ieșire din manometru poate fi găsită în fișa tehnică a senzorului. Alternativ, senzorul poate fi calibrat direct de la un manometru cu tub U umplut cu apă.

Pasul 2: Senzor capacitiv de umiditate a solului

Senzorul capacitiv de umiditate a solului calibrat în acest Instructable a fost v1.2 disponibil ușor și ieftin pe Internet. Acest tip de senzor a fost ales peste tipurile care măsoară rezistența solului, deoarece sondele se pot coroda și sunt afectate de îngrășăminte. Senzorii capacitivi funcționează măsurând cât de mult conținutul de apă modifică condensatorul din sondă, care la rândul său asigură tensiunea de ieșire a sondei.

Ar trebui să existe un rezistor de 1M între semnal și pinul de masă de pe senzor. Deși rezistența este montată pe card, uneori lipsește conexiunea la masă. Simptomele includ răspunsul lent la schimbarea condițiilor. Există mai multe soluții de lucru dacă această conexiune lipsește. Cei pricepuți în lipire pot lega rezistorul la sol de pe placă. Alternativ, poate fi utilizat în schimb un rezistor extern de 1M. Deoarece rezistorul descarcă un condensator pe ieșire, acest lucru ar putea fi realizat în software prin scurtcircuitarea pinului de ieșire momentan la masă înainte de măsurarea senzorului.

Pasul 3: înregistrarea datelor

Tensiometrul și sonda capacitivă sunt așezate ferm împreună într-un ghiveci care conține compost umed de turbă. Sunt necesare câteva ore pentru ca sistemul să se stabilească și să dea citiri constante de la senzori. O placă de circuit de dezvoltare ESP32 a fost utilizată în acest instructabil pentru a măsura ieșirile senzorului și a posta rezultatele la ThingSpeak. Placa de circuit este disponibilă pe scară largă de la furnizori chinezi ieftini și mai mulți pini pot fi utilizați pentru măsurători de tensiune analogice. Deoarece senzorul de presiune emite un semnal de 5V, această tensiune este înjumătățită de cele două rezistențe de 100K pentru a evita deteriorarea ESP32 de 3,3V. Alte tipuri de senzori pot fi conectate la ESP32, cu condiția ca semnalul de ieșire să fie compatibil. Deoarece ESP32 are pini GPIO de rezervă, pot fi adăugați alți senzori precum temperatura și umiditatea pentru a oferi informații suplimentare despre mediu.

Pasul 4: Programul ESP32

Va trebui să vă configurați propriul cont ThingSpeak dacă nu aveți deja unul.

Schița Arduino IDE pentru a măsura ieșirile senzorului și a le posta în ThingSpeak este prezentată mai jos. Acesta este un program foarte simplu, fără capturi de erori sau rapoarte de progres către portul serial, poate doriți să îl înfrumusețați în funcție de nevoile dvs. De asemenea, trebuie să introduceți propriul ssid, parola și cheia API înainte de a trece la ESP32.

Odată ce senzorii sunt conectați și ESP32 este alimentat de la o sursă de alimentare USB, citirile sunt trimise la ThingSpeak la fiecare 10 minute. În program pot fi setate diferite ore de citire.

Schiță de date

#includeți clientul WiFiClient;

configurare nulă () {

WiFi.mode (WIFI_STA); connectWiFi (); } void loop () {if (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {connectWiFi (); } client.connect ("api.thingspeak.com", 80); presiune de plutire = analogRead (34); capac float = analogRead (35); presiune = presiune * 0,038; // Treceți la întârziere în milibar (1000);

String url = "/ update? Api_key ="; // Construiți șir pentru postare

url + = "Cheia dvs. API"; url + = "& câmp1 ="; url + = String (presiune); url + = "& câmp2 ="; url + = String (cap); client.print (String ("GET") + url + "HTTP / 1.1 / r / n" + "Gazdă:" + "api.thingspeak.com" + "\ r / n" + "Conexiune: închidere / r / n / r / n "); întârziere (600000); // Repetați la fiecare 10 minute}

void connectWiFi () {

while (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {WiFi.begin ("ssid", "parolă"); întârziere (2500); }}

Pasul 5: Rezultate și concluzii

Graficele ThingSpeak arată citirile senzorilor crescând pe măsură ce turba se usucă. Atunci când creșteți plante precum roșiile în turbă, o tensiometră de 60 de milibari este momentul optim pentru udarea plantelor. În loc să folosim un tensiometru, diagrama de dispersie spune că senzorul capacitiv mult mai robust și mai ieftin poate fi utilizat dacă începem irigarea când citirea senzorului ajunge la 1900.

În rezumat, acest instructabil arată cum să găsiți punctul de declanșare a irigației pentru un senzor ieftin de umiditate a solului, calibrându-l cu un tensiometru de referință. Udarea plantelor la nivelul corect de umiditate va da o recoltă mult mai sănătoasă și va economisi apă.