Монитор за температура и влага: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Има два сигурни пожарни начина за бързо унищожаване на вашите растения. Първият начин е да ги изпечете или замразите до смърт при екстремни температури. Като алтернатива, под или прекалено поливането ще ги накара да изсъхнат или да изгният корените. Разбира се, има и други начини да се пренебрегне растението, като неправилно хранене или осветление, но това обикновено отнема дни или седмици, за да има голям ефект.

Въпреки че имам автоматична система за поливане, почувствах необходимостта да имам напълно независима система за контрол на температурата и влагата в случай на голяма повреда с напояването. Отговорът беше да се следи температурата и съдържанието на влага в почвата с помощта на модул ESP32 и публикуването на резултатите в интернет. Харесва ми да разглеждам данните като графики и диаграми и така показанията се обработват в ThingSpeak, за да намеря тенденции. В интернет обаче има много други IoT услуги, които ще изпращат имейли или съобщения, когато се задействат. Тази инструкция описва как да се изгради самостоятелен регистър на данни за температура и влага. Вездесъщият DS18B20 се използва за измерване на температурата в района на отглеждане. Направи си сам тензиометър следи колко вода има за растенията в хранителните среди. След като данните от тези сензори бъдат събрани от ESP32, те се изпращат в интернет чрез WiFi за публикуване в ThingSpeak.

Консумативи

Частите, използвани за този монитор, са лесно достъпни на Ebay или Amazon. Цифров барометричен сензорен модул за сензор за налягане Течна платка за контрол на нивото на водата DS18B20 Водоустойчив температурен сензорTropf Blumat Керамична сонда ESP32 Развиваща платка 5k резистор 5-12V захранване Сортирана пластмасова тръба за монтаж на тензиометър и сензор Монтажна връзка и окабеляване Кабел за свързване

Стъпка 1: Измерване на температурата

Водоустойчивата версия на DS18B20 се използва за измерване на температурата. Информацията се изпраща към и от устройството през 1-Wire интерфейс, така че само един проводник трябва да бъде свързан към ESP32. Всеки DS18B20 съдържа уникален сериен номер, така че няколко DS18B20 могат да бъдат свързани към един и същ проводник и да се четат отделно, ако желаете. Библиотеките и инструкциите на Arduino са лесно достъпни в интернет за работа с интерфейса DS18B20 и 1-Wire, което значително опростява четенето на данни скица.

Стъпка 2: Изграждане на тензиометър

Тензиометърът е керамична чаша, пълна с вода в близък контакт с хранителната среда. В сухи условия водата ще се движи през керамиката, докато в чашата се натрупа достатъчно вакуум, за да спре всяко по -нататъшно движение. Налягането в керамичната чаша дава отлична индикация за това колко вода е налична за растенията. Керамичната сонда Tropf Blumat може да бъде хакната, за да направи тенизометър „направи си сам“, като отреже горната част на сондата, както е показано на снимката. В тръбата се прави малък отвор и 4 инча прозрачна пластмасова тръба се притиска към тръбата. Затоплянето на тръбата в гореща вода ще омекоти пластмасата и ще улесни работата. Остава само да накиснете и напълните сондата с преварена вода, да натиснете сондата в земята и да измерите налягането. Има много информация за използването на тензиометри в интернет. Основният проблем е да запазите всичко без течове. Всяко леко изтичане на въздух намалява обратното налягане и водата ще изтече през керамичната чаша. Нивото на водата в пластмасовата тръба трябва да бъде на около сантиметър от върха и трябва да се допълва с вода, когато е необходимо. Една добра система без течове ще трябва само да се допълва всеки месец.

Стъпка 3: Сензор за налягане

За измерване на налягането на тензиометъра се използва цифров барометричен сензорен модул за сензор за налягане на течно ниво на водата, широко разпространен на eBay. Модулът на сензора за налягане се състои от тензометър, свързан към усилвател HX710b с 24 -битов D/A преобразувател. За съжаление няма специална библиотека Arduino за HX710b, но изглежда, че библиотеката HX711 работи добре без проблеми. Библиотеката HX711 ще изведе 24 -битово число, пропорционално на измереното от сензора налягане. Като отбелязваме изхода при нула и известно налягане, сензорът може да се калибрира, за да осигури удобни за потребителя единици за налягане. От жизненоважно значение е цялата работа на тръбата и връзките да са без течове. Всяка загуба на налягане води до изтичане на вода от керамичната чаша и тензиометърът ще се нуждае от често доливане. Устойчива на течове система ще работи седмици, преди да се нуждае от повече вода в тензиометъра. Ако все пак установите, че нивото на водата спада с часове, а не със седмици или месеци, помислете за използването на скоби за тръби в ставите на тръбите.

Стъпка 4: Калибриране на сензора за налягане

Библиотеката HX711 извежда 24 -битово число според налягането, измерено от сензора. Това отчитане се нуждае от преобразуване в по -познати единици за налягане като psi, kPa или милибари. В тази инструкция милибари бяха избрани като работни единици, но изходът може лесно да се мащабира до други измервания. В скицата на Arduino има ред за изпращане на суровото отчитане на налягането до серийния монитор, така че да може да се използва за калибриране. Известни нива на налягане могат да бъдат създадени чрез записване на налягането, необходимо за поддържане на колона с вода. Всеки поддържан инч вода ще създаде налягане от 2,5 mb. Настройката е показана на диаграмата, показанията се вземат при нулево налягане и максимално налягане от серийния монитор. Някои хора може да искат да вземат междинни показания, най -подходящи линии и всичко това, но манометърът е доста линеен и двуточковото калибриране е достатъчно добро! Възможно е да се изчисли изместването и коефициента на скалиране от две измервания на налягането и да светне ESP32 в една сесия. Аз обаче се обърках напълно с аритметиката с отрицателни числа! Изваждането или разделянето на две отрицателни числа ме поразя? Взех лесния изход и първо коригирах отместването и подредих коефициента на мащабиране като отделна задача. На първо място суровият изход от сензора се измерва без нищо свързано със сензора. Това число се изважда от суровото отчитане на изхода, за да се даде нулева препратка за липса на приложено налягане. След като мигате ESP32 с тази корекция на отместването, следващата стъпка е да настроите коефициента на мащабиране, за да дадете правилните единици за налягане. Известно налягане се прилага към сензора с помощта на колона вода с известна височина. След това ESP32 се мига с подходящ коефициент на мащабиране, за да се даде налягането в желаните единици.

Стъпка 5: Окабеляване

Има няколко версии на платката за разработка на ESP32 в дивата природа. За тази инструкция е използвана 30 -пинова версия, но няма причина други версии да не работят. Освен двата сензора, единственият друг компонент е 5k издърпващ се резистор за шината DS18B20. Вместо да се използват съединители за натискане, всички връзки бяха запоени за по -добра надеждност. Платката за развитие на ESP32 имаше вграден регулатор на напрежението, така че да може да се използва захранване с напрежение до 12 V. Като алтернатива устройството може да се захранва чрез USB гнездо.

Стъпка 6: Скица на Arduino

Скицата на Arduino за монитора за температура и влага е доста конвенционална. На първо място библиотеките се инсталират и стартират. След това WiFi връзката се настройва, за да публикува данни в ThingSpeak и сензорите да се четат. Показанията за налягане се преобразуват в милибари, преди да бъдат изпратени до ThingSpeak с показанията на температурата.

Стъпка 7: Инсталиране

ESP32 е монтиран в малка пластмасова кутия за защита. USB захранване и кабел могат да се използват за захранване на модула или алтернативно бордовият регулатор ще се справи с 5-12V DC захранване. Поуката, научена по трудния начин с ESP32 е, че вътрешната антена е доста насочена. Отвореният край на антената трябва да сочи към рутера. На практика това означава, че модулът обикновено трябва да бъде монтиран вертикално с най -горната антена и насочен към рутера. Сега можете да влезете в ThingSpeak и да проверите дали вашите растения не са изпечени, замразени или изсушени!

ADDENDUMI са изпробвали много начини да решат кога да поливат растенията. Те включват гипсови блокове, сонда за съпротивление, изпаряване, промяна на капацитета и дори претегляне на компоста. Моят извод е, че тензиометърът е най -добрият сензор, защото имитира начина, по който растенията извличат вода през корените си. Моля, коментирайте или изпратете съобщение, ако имате мисли по темата …