Kalibracija senzorja vlažnosti tal: 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Na trgu je veliko merilnikov vlažnosti tal, ki vrtnarju pomagajo pri odločitvi, kdaj zalivati svoje rastline. Na žalost je prijemanje peščice zemlje in pregled barve in teksture enako zanesljivo kot mnogi od teh pripomočkov! Nekatere sonde se celo namočijo v destilirano vodo, če so "suhe". Poceni senzorji vlažnosti tal DIY so na voljo na mestih, kot sta Ebay ali Amazon. Čeprav bodo dali signal glede na vlago v tleh, je težje povezati izhod senzorja z zahtevami pridelka. Pri odločitvi za zalivanje vaših rastlin je resnično pomembno, kako enostavno rastlina črpa vodo iz rastnega medija. Večina senzorjev vlage meri količino vode v tleh in ne, ali je voda na voljo rastlini. Tenziometer je običajen način za merjenje, kako dobro je voda vezana na tla. Ta instrument meri tlak, potreben za odstranjevanje vode iz rastnega medija, običajne enote tlaka, ki se uporabljajo pri terenskem delu, so milibar in kPa. Za primerjavo: atmosferski tlak je približno 1000 milibarjev ali 100 kPa. Odvisno od sorte rastlin in vrste tal lahko rastline začnejo veneti, ko tlak preseže približno 100 mIlibars. Th Instructable opisuje način umerjanja cenejšega in lažje dostopnega senzorja vlage proti tenziometru DIY. Čeprav bi to lahko naredili ročno, tako da rezultate narišemo na papir, se uporablja preprost zapisovalnik podatkov in rezultati se objavijo na ThingSpeaku. Metodo lahko uporabimo za enostavno umerjanje senzorja vlažnosti tal na referenco tenziometra, tako da se lahko vrtnar informirano odloči, kdaj bo namakal, prihranil vodo in gojil zdrave pridelke.

Zaloge:

Deli za ta Instructable lahko preprosto najdete z iskanjem na spletnih mestih, kot sta Amazon ali Ebay. Najdražja komponenta je senzor tlaka MPX5010DP, ki je na voljo za manj kot 10 USD. Komponente, uporabljene v tem navodilu za uporabo, so: Kapacitivni senzor vlažnosti tal v1.2ESP32 razvojna plošča Keramična sonda Tropf Blumat NXP Senzor tlaka MPX5010DP ali MPX5100DP Gumeni zamaški 6 mm OD prozorna plastična cev 2 100K upori 1 1M upor Priključitev žic Posodica za rastlino s kompostom Prekuhana povezava Internet Račun na internet E -pošta Računalnik Internet

1. korak: Tenziometer

Tenziometer za zemljo je cev, napolnjena z vodo, s porozno keramično skodelico na enem koncu in manometrom na drugem. Konec keramične skodelice je zakopan v zemljo, tako da je skodelica v tesnem stiku z zemljo. Odvisno od vsebnosti vode v tleh bo voda tekla iz tenziometra in zmanjšala notranji tlak v cevi. Zmanjšanje tlaka je neposredno merilo afinitete tal do vode in pokazatelj, kako težko rastline pridobivajo vodo.

Tenziometri so narejeni za poklicnega pridelovalca, vendar so ponavadi dragi. Tropf-Blumat izdeluje avtomatsko zalivalno napravo za amaterski trg, ki uporablja keramično sondo za nadzor namakanja. Sondo iz ene od teh enot lahko uporabite za izdelavo tenziometra, ki stane le nekaj dolarjev.

Prva naloga je ločiti plastično membrano od zelene glave sonde. To je pop, ki se prilega zeleni glavi, pametno rezanje in odrezovanje pa bosta ločila oba dela. Ko jih ločite, izvrtajte 1 mm luknjo v membrani. Plastična cev je priključena na cev na vrhu membrane za merjenje tlaka. Segrevanje konca cevi v vreli vodi bo zmehčalo plastiko in olajšalo namestitev. Druga možnost je, da namesto recikliranja diaframa uporabite tradicionalni izvrtinski gumijasti zamašek. Tlak v sondi je mogoče izmeriti neposredno z merjenjem višine vodnega stolpca, ki je podprt v U -cevi. Vsak podprti centimeter vode ustreza 2,5 milibarja tlaka.

Pred uporabo je treba keramično sondo nekaj ur namočiti v vodi, da se keramika temeljito namoči. Sondo nato napolnimo z vodo in namestimo zamašek. Najbolje je, da uporabite vrelo vodo, da preprečite nastanek zračnih mehurčkov v sondi. Sondo nato trdno vstavimo v vlažen kompost in pustimo, da se stabilizira, preden izmerimo tlak.

Tensiometrični tlak lahko merimo tudi z elektronskim merilnikom tlaka, kot je MPX5010DP. Razmerje med tlakom in izhodno napetostjo merilnika najdete v podatkovnem listu senzorja. Druga možnost je, da se senzor kalibrira neposredno iz U -cevnega manometra, napolnjenega z vodo.

2. korak: Kapacitivni senzor vlažnosti tal

Kapacitivni senzor vlage v tleh, umerjen v tem navodilu, je bil v1.2 zlahka in poceni na voljo na internetu. Ta tip senzorja je bil izbran med vrstami, ki merijo odpornost na tla, ker sonde lahko korodirajo in nanje vplivajo gnojila. Kapacitivni senzorji delujejo z merjenjem, koliko vsebnost vode spremeni kondenzator v sondi, kar pa zagotavlja izhodno napetost sonde.

Med signalom in ozemljitvijo na senzorju mora biti 1M upor. Čeprav je upor nameščen na kartici, včasih manjka ozemljitvena povezava. Simptomi vključujejo počasen odziv na spreminjajoče se razmere. Če te povezave ni, obstaja več delovnih krogov. Tisti, ki so usposobljeni za spajkanje, lahko upor povežejo z maso na plošči. Druga možnost je, da namesto tega uporabite zunanji upor 1M. Ker upor izprazni kondenzator na izhodu, je to mogoče programsko doseči tako, da izhodni zatič za trenutek skrajšate na maso, preden merite senzor.

3. korak: beleženje podatkov

Tenziometer in kapacitivna sonda sta trdno nameščeni skupaj v lončku za rastline, ki vsebuje moker šotni kompost. Nekaj ur je potrebnih, da se sistem ustali in odčita senzorje stalno. V tem navodilu je bilo uporabljeno razvojno vezje ESP32 za merjenje izhodov senzorjev in objavljanje rezultatov na ThingSpeak. Vezje je na voljo pri poceni kitajskih dobaviteljih, več zatičev pa lahko uporabite za analogne meritve napetosti. Ker senzor tlaka oddaja 5V signal, se ta napetost dva upora 100K upočasni, da se prepreči poškodba 3.3V ESP32. Na ESP32 je mogoče priključiti druge vrste senzorjev, pod pogojem, da je izhodni signal združljiv. Ker ima ESP32 rezervne zatiče GPIO, lahko za dodatne informacije o okolju dodate druge senzorje, kot sta temperatura in vlaga.

4. korak: program ESP32

Če tega še nimate, morate ustvariti lasten račun ThingSpeak.

Skica Arduino IDE za merjenje izhodov senzorjev in njihovo objavo v ThingSpeak je prikazana spodaj. To je zelo preprost program brez ujemanja napak ali poročanja o napredku v serijska vrata, morda ga želite okrasiti svojim potrebam. Pred utripanjem na ESP32 morate vnesti tudi svoj ssid, geslo in ključ API.

Ko so senzorji povezani in ESP32 napajan iz napajalnika USB, se odčitki pošljejo v ThingSpeak vsakih 10 minut. V programu lahko nastavite različne čase branja.

DATALOŠKA SKIC

#include odjemalca WiFiClient;

void setup () {

WiFi.mode (WIFI_STA); connectWiFi (); } void loop () {if (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {connectWiFi (); } client.connect ("api.thingspeak.com", 80); tlak plovca = analogRead (34); plavajoča kapica = analogRead (35); tlak = tlak * 0,038; // Spremeni se v milibar zakasnitev (1000);

Niz url = "/posodobitev? Api_key ="; // Zgradimo niz za objavljanje

url += "Vaš ključ API"; url += "& polje1 ="; url += niz (pritisk); url += "& polje2 ="; url += niz (zgornja meja); client.print (String ("GET") + url + "HTTP/1.1 / r / n" + "Gostitelj:" + "api.thingspeak.com" + "\ r / n" + "Povezava: zaprite / r / n / r / n "); zamuda (600000); // Ponovite vsakih 10 minut}

void connectWiFi () {

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

5. korak: Rezultati in zaključki

Na grafikonih ThingSpeak se odčitki senzorjev povečujejo, ko se šota izsuši. Pri gojenju rastlin, kot je paradižnik v šoti, je tenziometrični odčitek 60 milibarjev najboljši čas za zalivanje rastlin. Namesto tenziometra razpršena ploskev pravi, da je mogoče uporabiti veliko bolj robusten in cenejši kapacitivni senzor, če začnemo namakati, ko odčitek senzorja doseže 1900.

Če povzamemo, ta navodila kažejo, kako najti sprožilno točko namakanja za poceni senzor vlage v tleh, tako da ga umerimo z referenčnim tenziometrom. Zalivanje rastlin s pravilno vlažnostjo bo dalo veliko bolj zdrav pridelek in prihranilo vodo.