Калибриране на сензора за влажност на почвата: 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

На пазара има много измерватели на влажност на почвата, които да помогнат на градинаря да реши кога да полива растенията си. За съжаление, хващането на шепа почва и проверката на цвета и текстурата е също толкова надеждно, колкото много от тези приспособления! Някои сонди дори регистрират „сухо“, когато се потопят в дестилирана вода. Евтини сензори за влажност на почвата „Направи си сам“са лесно достъпни на места като Ebay или Amazon. Въпреки че те ще дадат сигнал според влажността на почвата, свързването на изхода на сензора с изискванията на културата е по -трудно. Когато решавате да поливате вашите растения, това, което наистина има значение, е колко лесно е растението да извлича вода от хранителните среди. Повечето сензори за влага измерват количеството вода в почвата, а не дали водата е достъпна за растението. Тензиометърът е обичайният начин да се измери колко добре водата е свързана с почвата. Този инструмент измерва налягането, необходимо за отстраняване на водата от хранителните среди, обичайните единици за налягане, използвани при работа на полето, са милибар и kPa. За сравнение, атмосферното налягане е около 1000 милибара или 100 kPa. В зависимост от сорта на растенията и вида на почвата, растенията могат да започнат да увяхват, когато налягането надвиши около 100 mIlibars. This Instructable описва начин за калибриране на по -евтин и по -лесно достъпен сензор за влага спрямо тенизометър DIY. Въпреки че това може да се направи ръчно чрез нанасяне на резултатите на хартия, се използва обикновен регистратор на данни и резултатите се публикуват на ThingSpeak. Методът може да се използва за лесно калибриране на сензор за влажност на почвата до еталон на тензиометър, така че градинарят да може да взема информирани решения кога да напоява, пести вода и отглежда здрави култури.

Консумативи:

Частите за този Instructable се намират лесно чрез търсене в сайтове като Amazon или Ebay. Най -скъпият компонент е сензорът за налягане MPX5010DP, който се предлага за по -малко от 10 долара. Компонентите, използвани в тази инструкция, са: Капацитивен сензор за влажност на почвата v1.2ESP32 дъска за разработка Tropf Blumat керамична сонда NXP сензор за налягане MPX5010DP или MPX5100DP гумени запушалки 6 мм OD прозрачна пластмасова тръба 2 100K резистора 1 1M резистор Свързване на проводници Растителна тенджера с компост Включена акаунт Връзка към интернет ESP Internet

Стъпка 1: Тензиометър

Тензиометърът на почвата е тръба, пълна с вода, с пореста керамична чаша в единия край и манометър в другия. Краят на керамичната чаша е заровен в почвата, така че чашата да е в близък контакт с почвата. В зависимост от съдържанието на почвена вода, водата ще изтече от тензиометъра и ще намали вътрешното налягане в тръбата. Намаляването на налягането е пряка мярка за афинитета на почвата към водата и индикатор за това колко трудно е растенията да извличат вода.

Тензиометрите са направени за професионален производител, но обикновено са скъпи. Tropf-Blumat произвежда автоматично поливащо устройство за любителския пазар, което използва керамична сонда за контрол на напояването. Сондата от едно от тези устройства може да се използва за направата на тензиометър, струващ само няколко долара.

Първата задача е да отделите пластмасовата диафрагма от зелената глава на сондата. Това е поп, който се вписва в зелената глава, разумно изрязване и изрязване ще раздели двете части. След като се разделят, пробийте 1 мм отвор в диафрагмената тръба. Пластмасовата тръба е свързана към тръбата в горната част на диафрагмата за измерване на налягането. Затоплянето на края на тръбата във вряща вода ще омекоти пластмасата, за да улесни монтажа. Като алтернатива може да се използва традиционна пробита гумена запушалка вместо рециклиране на диафрагмата. Налягането в сондата може да бъде измерено директно чрез измерване на височината на воден стълб, поддържан в U тръба. Всеки поддържан инч вода е еквивалентен на 2,5 милибара налягане.

Преди употреба керамичната сонда трябва да се накисне във вода за няколко часа, за да се намокри добре керамиката. След това сондата се напълва с вода и се поставя тапата. Най -добре е да използвате преварена вода, за да предотвратите образуването на въздушни мехурчета вътре в сондата. След това сондата се вкарва здраво във влажен компост и се оставя да се стабилизира, преди да се измери налягането.

Налягането на тензиометъра може да се измери и с електронен манометър като MPX5010DP. Връзката между налягането и изходното напрежение от манометъра може да се намери в информационния лист на сензора. Като алтернатива, сензорът може да се калибрира директно от U -тръбен манометър, напълнен с вода.

Стъпка 2: Капацитивен сензор за влажност на почвата

Капацитивният сензор за влажност на почвата, калибриран в тази инструкция, беше v1.2, лесно и евтино достъпен в Интернет. Този тип сензор е избран пред типовете, които измерват устойчивостта на почвата, тъй като сондите могат да корозират и те са засегнати от тор. Капацитивните сензори работят, като измерват колко водното съдържание променя кондензатора в сондата, което от своя страна осигурява изходното напрежение на сондата.

Между сигнала и заземяващия щифт на сензора трябва да има 1M резистор. Въпреки че резисторът е монтиран на картата, понякога заземяващата връзка липсва. Симптомите включват бавен отговор на променящите се условия. Има няколко кръга на работа, ако тази връзка липсва. Специалистите по запояване могат да свържат резистора към масата на платката. Алтернативно, вместо това може да се използва външен 1M резистор. Тъй като резисторът разрежда кондензатор на изхода, това може да бъде постигнато в софтуера чрез късо съединение на изходния щифт за момент преди замерване на сензора.

Стъпка 3: Регистриране на данни

Тензиометърът и капацитивната сонда са здраво поставени заедно в саксия за растения, съдържаща мокър торфен компост. Необходими са няколко часа, за да може системата да се утаи и да даде постоянни показания от сензорите. В тази инструкция беше използвана платка за разработка на ESP32 за измерване на изходите на сензора и публикуване на резултатите в ThingSpeak. Платката е широко достъпна от евтини китайски доставчици и няколко от щифтовете могат да се използват за аналогови измервания на напрежението. Тъй като сензорът за налягане извежда 5V сигнал, това напрежение се намалява наполовина от двата 100K резистора, за да се избегне повреда на 3.3V ESP32. Други видове сензори могат да бъдат свързани към ESP32, при условие че изходният сигнал е съвместим. Тъй като ESP32 има резервни GPIO щифтове, могат да се добавят други сензори като температура и влажност, за да се даде допълнителна информация за околната среда.

Стъпка 4: Програма ESP32

Ще трябва да настроите свой собствен акаунт в ThingSpeak, ако вече нямате такъв.

Скицата на Arduino IDE за измерване на сензорните изходи и публикуването им в ThingSpeak е показана по -долу. Това е много основна програма без улавяне на грешки или отчитане на напредъка към серийния порт, може да искате да я украсите според вашите нужди. Също така трябва да вмъкнете свой собствен ssid, парола и API ключ, преди да преминете към ESP32.

След като сензорите са свързани и ESP32 се захранва от USB захранване, показанията се изпращат до ThingSpeak на всеки 10 минути. В програмата могат да бъдат зададени различни времена за четене.

ДАТАЛОГ СКИЧ

#include WiFiClient клиент;

void setup () {

WiFi.mode (WIFI_STA); connectWiFi (); } void loop () {if (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {connectWiFi (); } client.connect ("api.thingspeak.com", 80); налягане на поплавък = analogRead (34); поплавъчна капачка = analogRead (35); налягане = налягане * 0,038; // Промяна в милибар забавяне (1000);

String url = "/update? Api_key ="; // Изграждане на низ за публикуване

url += "Вашият API ключ"; url += "& field1 ="; url += низ (налягане); url += "& field2 ="; url += низ (шапка); client.print (String ("GET") + url + "HTTP/1.1 / r / n" + "Host:" + "api.thingspeak.com" + "\ r / n" + "Връзка: затваряне / r / n / r / n "); забавяне (600000); // Повторете на всеки 10 минути}

void connectWiFi () {

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

Стъпка 5: Резултати и заключения

Графиците на ThingSpeak показват показанията на сензора, които се увеличават с изсъхването на торфа. Когато отглеждате растения като домати в торф, отчитането на тензиометър от 60 милибара е оптималното време за поливане на растенията. Вместо да използва тензиометър, графиката за разсейване казва, че много по -здравият и по -евтин капацитивен сензор може да се използва, ако започнем напояване, когато показанието на сензора достигне 1900.

В обобщение, тази инструкция показва как да намерите точката на задействане на напояването за евтин сензор за влажност на почвата, като го калибрирате спрямо еталонния тензиометър. Поливането на растенията при правилното ниво на влага ще даде много по -здрава реколта и ще спести вода.