Monitor de temperatură și umiditate: 7 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Există două modalități sigure de a ucide plantele rapid. Prima modalitate este de a le coace sau a le îngheța până la moarte cu temperaturi extreme. Alternativ, udându-le sub sau peste, le va face să se ofilească sau să putrezească rădăcinile. Desigur, există și alte modalități de a neglija o plantă, cum ar fi hrănirea sau iluminarea incorecte, dar acestea necesită de obicei zile sau săptămâni pentru a avea mult efect.

Deși am un sistem automat de udare, am simțit nevoia să am un sistem complet independent de monitorizare a temperaturii și umidității în cazul unei defecțiuni majore la irigare. Răspunsul a fost să monitorizeze temperatura și conținutul de umiditate a solului folosind un modul ESP32 și să posteze rezultatele pe internet. Îmi place să văd datele sub formă de grafice și diagrame, astfel încât citirile sunt procesate pe ThingSpeak pentru a găsi tendințe. Cu toate acestea, există multe alte servicii IoT disponibile pe internet, care vor trimite e-mailuri sau mesaje atunci când sunt declanșate. Omniprezentul DS18B20 este utilizat pentru a măsura temperatura în zona de creștere. Un tensiometru DIY monitorizează câtă apă este disponibilă pentru plante în mediile de creștere. După ce datele de la acești senzori sunt colectate de ESP32, acestea sunt trimise la internet prin WiFi pentru postare pe ThingSpeak.

Provizii

Piesele utilizate pentru acest monitor sunt disponibile pe Ebay sau Amazon. Placă de control a nivelului apei lichide Modulul senzorului de presiune barometrică digitală DS18B20 Senzor de temperatură impermeabilă Sonda ceramică Troff Blumat Placă de dezvoltare ESP32 Rezistor 5k Alimentare cu tensiune 12-12 Tuburi din plastic asortate pentru a se potrivi tensiometrului și senzorului Cutie de montare și cablare Conexiune WiFi

Pasul 1: Măsurarea temperaturii

Versiunea impermeabilă a DS18B20 este utilizată pentru a măsura temperatura. Informațiile sunt trimise către și de la dispozitiv printr-o interfață cu 1 fir, astfel încât să fie conectat doar un singur fir la ESP32. Fiecare DS18B20 conține un număr de serie unic, astfel încât mai multe DS18B20 pot fi conectate la același fir și citite separat, dacă se dorește. schiță.

Pasul 2: Construcția tensiometrului

Tensiometrul este o ceașcă ceramică umplută cu apă în contact strâns cu mediul de creștere. În condiții uscate, apa se va deplasa prin ceramică până când se acumulează suficient vid în cupă pentru a opri orice mișcare suplimentară. Presiunea din cupa ceramică oferă o indicație excelentă a cantității de apă disponibilă pentru plante. O sondă ceramică Tropf Blumat poate fi spartă pentru a face un tensiometru DIY tăind partea superioară a sondei, așa cum se arată în imagine. O gaură mică este făcută în pip și 4 inci de tub transparent din plastic presat pe pip. Încălzirea tubului în apă fierbinte va înmuia plasticul și va ușura operațiunea. Rămâne doar să înmuiați și să umpleți sonda cu apă fiartă, să împingeți sonda în pământ și să măsurați presiunea. Există multe informații despre utilizarea tensiometrelor pe internet. Principala problemă este să păstreze totul fără scurgeri. Orice scurgere ușoară de aer reduce presiunea inversă și apa se va scurge prin cupa ceramică. Nivelul apei din tubul de plastic trebuie să fie la aproximativ un centimetru de partea superioară și trebuie completat cu apă atunci când este necesar. Un sistem bun fără scurgeri va trebui să completeze numai în fiecare lună sau cam așa ceva.

Pasul 3: senzor de presiune

Pentru măsurarea presiunii tensiometrului se folosește o placă de control a nivelului apei lichide din modulul senzorului de presiune barometrică digitală, disponibilă pe larg pe eBay. Modulul senzorului de presiune constă dintr-un manometru cuplat la un amplificator HX710b cu un convertor D / A de 24 biți. Din păcate, nu există o bibliotecă Arduino dedicată disponibilă pentru HX710b, dar biblioteca HX711 pare să funcționeze bine fără probleme. Biblioteca HX711 va emite un număr de 24 de biți proporțional cu presiunea măsurată de senzor. Notând ieșirea la zero și la o presiune cunoscută, senzorul poate fi calibrat pentru a oferi unități de presiune ușor de utilizat. Este de o importanță vitală ca toate conductele și conexiunile să nu aibă scurgeri. Orice pierdere de presiune determină scăparea apei din cupa ceramică, iar tensiometrul va trebui să se completeze frecvent. Un sistem etanș va funcționa săptămâni întregi înainte de a avea nevoie de mai multă apă în tensiometru. Dacă observați că nivelul apei scade peste ore, mai degrabă decât săptămâni sau luni, luați în considerare utilizarea clemelor pentru țevi la îmbinările conductelor.

Pasul 4: Calibrarea senzorului de presiune

Biblioteca HX711 emite un număr de 24 de biți în funcție de presiunea măsurată de senzor. Această lectură trebuie convertită în unități de presiune mai familiare, cum ar fi psi, kPa sau milibari. În acest milibari instructabili au fost alese ca unități de lucru, dar ieșirea poate fi ușor scalată la alte măsurători. Există o linie în schița Arduino pentru a trimite citirea presiunii brute pe monitorul serial, astfel încât să poată fi utilizată în scopuri de calibrare. Nivelurile de presiune cunoscute pot fi create prin înregistrarea presiunii necesare pentru a susține o coloană de apă. Fiecare centimetru de apă susținut va crea o presiune de 2,5 mb. Configurarea este prezentată în diagramă, citirile sunt luate la presiune zero și presiune maximă de pe monitorul serial. Unora le-ar plăcea să facă citiri intermediare, să se potrivească cel mai bine cu toate liniile, dar gabaritul este destul de liniar și o calibrare în 2 puncte este suficient de bună! într-o singură sesiune. Cu toate acestea, m-am confundat complet cu aritmetica numerică negativă! Scăderea sau împărțirea a două numere negative mi-a suflat mintea? Am ieșit ușor și am corectat mai întâi offset-ul și am sortat factorul de scalare ca o sarcină separată. În primul rând, ieșirea brută a senzorului este măsurată fără nimic conectat la senzor. Acest număr este scăzut din citirea de ieșire brută pentru a da o referință zero pentru nicio presiune aplicată. După fulgerarea ESP32 cu această corecție de offset, următorul pas este de a seta factorul de scalare pentru a da unitățile corecte de presiune. O presiune cunoscută este aplicată senzorului folosind o coloană de apă de înălțime cunoscută. ESP32 este apoi intermitent cu un factor de scalare adecvat pentru a da presiunea în unitățile dorite.

Pasul 5: Cablare

Există mai multe versiuni ale plăcii de dezvoltare ESP32 în natură. Pentru acest instructabil a fost utilizată o versiune cu 30 de pini, dar nu există niciun motiv pentru care alte versiuni nu ar trebui să funcționeze. Pe lângă cei doi senzori, singura altă componentă este un rezistor de tracțiune de 5k pentru magistrala DS18B20. În loc de a folosi conectori push on, toate conexiunile au fost lipite pentru o fiabilitate mai bună. Placa de dezvoltare ESP32 avea un regulator de tensiune încorporat, astfel încât să poată fi utilizată o alimentare de tensiune de până la 12 V. Alternativ, unitatea poate fi alimentată prin priza USB.

Pasul 6: Arduino Sketch

Schița Arduino pentru monitorul de temperatură și umiditate este destul de convențională. În primul rând sunt instalate și inițiate bibliotecile. Apoi, conexiunea WiFi este configurată gata să posteze date pe ThingSpeak și senzorii citite. Citirile de presiune sunt convertite în milibari înainte de a fi trimise la ThingSpeak cu citirile de temperatură.

Pasul 7: Instalare

ESP32 este montat într-o cutie mică de plastic pentru protecție. O sursă de alimentare USB și un cablu pot fi utilizate pentru a alimenta modulul sau, alternativ, regulatorul de la bord va face față sursei de 5-12V DC. O lecție învățată în mod greu cu ESP32 este că antena internă este destul de direcțională. Capătul deschis al modelului antenei ar trebui să indice spre router. În practică, acest lucru înseamnă că modulul ar trebui să fie montat de obicei pe verticală cu antena sus și îndreptat spre router. Acum vă puteți conecta la ThingSpeak și puteți verifica dacă plantele dvs. nu sunt coapte, înghețate sau uscate!

ADDENDUMI am încercat mai multe moduri în a decide când să udăm plantele. Acestea au inclus blocuri de gips, sonde de rezistență, evapotranspirație, modificări ale capacității și chiar cântărirea compostului. Concluzia mea este că tensiometrul este cel mai bun senzor, deoarece imită modul în care plantele extrag apa prin rădăcini. Vă rugăm să comentați sau să trimiteți un mesaj dacă aveți gânduri cu privire la subiect …