Kalibracija senzora vlažnosti tla: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Na tržištu postoji mnogo mjerača vlažnosti tla koji vrtlaru pomažu u odlučivanju kada zalijevati svoje biljke. Nažalost, zgrabiti šaku zemlje i pregledati boju i teksturu jednako je pouzdano kao i mnogi od ovih naprava! Neke sonde se čak i registriraju kao "suhe" kada se potope u destiliranu vodu. Jeftini "uradi sam" senzori vlažnosti tla dostupni su na mjestima poput Ebaya ili Amazona. Iako će dati signal prema vlažnosti tla, povezivanje izlaza senzora sa zahtjevima usjeva je teže. Kada se odlučujete zalijevati svoje biljke, ono što je zaista važno je koliko je lako biljci izvući vodu iz podloga za uzgoj. Većina senzora vlage mjeri količinu vode u tlu, a ne da li je voda dostupna biljci. Tenziometar je uobičajen način za mjerenje koliko je voda vezana za tlo. Ovaj instrument mjeri pritisak potreban za uklanjanje vode iz uzgojnog medija, uobičajene jedinice pritiska koje se koriste u terenskim radovima su milibar i kPa. Za usporedbu, atmosferski tlak je oko 1000 milibara ili 100 kPa. Ovisno o biljnoj sorti i tipu tla, biljke mogu početi venuti kada tlak pređe oko 100 mIlibara. Ovaj Uputa opisuje način kalibriranja jeftinijeg i lakše dostupnog senzora vlage pomoću tenziometra "uradi sam". Iako se to može učiniti ručno iscrtavanjem rezultata na papiru, koristi se jednostavan datalogger, a rezultati se objavljuju na ThingSpeak -u. Metoda se može koristiti za jednostavno kalibriranje senzora vlažnosti tla na referencu tenziometra, tako da vrtlar može donositi informirane odluke o tome kada će navodnjavati, štedjeti vodu i uzgajati zdrave usjeve.

Potrošni materijal:

Dijelovi za ovaj Instructable lako se mogu pronaći pretraživanjem web lokacija poput Amazona ili Ebaya. Najskuplja komponenta je senzor pritiska MPX5010DP koji je dostupan za manje od 10 USD. Komponente koje se koriste u ovom Instructable -u su: Kapacitivni senzor vlažnosti tla v1.2ESP32 razvojna pločaTropf Blumat keramička sondaNXP Senzor pritiska MPX5010DP ili MPX5100DPGumirani čepovi6mm OD prozirna plastična cijev2 100K otpornici1 otpornik 1MPriključivanje žicaPosuda za biljku sa kompostomKuhana veza InternetaRazlog na InternetDr.

Korak 1: Tenziometar

Tenziometar tla je cijev napunjena vodom s poroznom keramičkom čašom na jednom kraju i manometrom na drugom. Keramički kraj čaše ukopan je u tlo tako da je čaša u bliskom dodiru s tlom. Ovisno o sadržaju vode u tlu, voda će istjecati iz tenziometra i smanjiti unutarnji pritisak u cijevi. Smanjenje pritiska izravna je mjera afiniteta tla prema vodi i pokazatelj koliko je biljkama teško izvlačiti vodu.

Tenziometri su napravljeni za profesionalnog uzgajivača, ali su obično skupi. Tropf-Blumat proizvodi automatski uređaj za zalijevanje za amatersko tržište koji koristi keramičku sondu za kontrolu navodnjavanja. Sonda iz jedne od ovih jedinica može se koristiti za izradu tenziometra koji košta samo nekoliko dolara.

Prvi zadatak je odvojiti plastičnu membranu od zelene glave sonde. To je pop koji se uklapa u zelenu glavu, pametno rezanje i izrezivanje razdvojit će dva dijela. Nakon što se razdvoje, izbušite rupu od 1 mm u cijevi membrane. Plastična cijev je spojena na cijev na vrhu membrane radi mjerenja pritiska. Zagrijavanjem kraja cijevi u kipućoj vodi omekšat ćete plastiku radi lakšeg postavljanja. Alternativno, umjesto reciklaže dijaframa mogao bi se koristiti tradicionalni probušeni gumeni čep. Pritisak u sondi može se mjeriti direktno mjerenjem visine vodenog stupa oslonjenog na U -cijev. Svaki centimetar podržane vode ekvivalentan je 2,5 milibara pritiska.

Prije upotrebe, keramička sonda mora biti namočena u vodi nekoliko sati kako bi se keramika temeljito namočila. Sonda se zatim napuni vodom i stavi čep. Najbolje je koristiti prokuhanu vodu kako biste spriječili stvaranje mjehurića zraka unutar sonde. Sonda se zatim čvrsto umetne u vlažni kompost i ostavi da se stabilizuje prije mjerenja pritiska.

Tensiometarski pritisak može se mjeriti i elektroničkim mjeračem tlaka, poput MPX5010DP. Odnos između pritiska i izlaznog napona iz mjerača može se pronaći u tehničkom listu senzora. Alternativno, senzor se može kalibrirati direktno s U -cijevnog manometra napunjenog vodom.

Korak 2: Kapacitivni osjetnik vlage tla

Kapacitivni senzor vlažnosti tla kalibriran u ovom Instructable -u bio je v1.2 lako i jeftino dostupan na Internetu. Ova vrsta senzora odabrana je umjesto tipova koji mjere otpor tla jer sonde mogu korodirati i na njih djeluje gnojivo. Kapacitivni senzori rade mjerenjem koliko sadržaj vode mijenja kondenzator u sondi koji zauzvrat daje izlazni napon sonde.

Između signala i uzemljenja na senzoru trebao bi biti 1M otpornik. Iako je otpornik montiran na karticu, ponekad nema veze s uzemljenjem. Simptomi uključuju spor odgovor na promjenjive uslove. Ako ova veza nedostaje, postoji nekoliko mogućnosti. Oni koji su vješti u lemljenju mogu spojiti otpornik na masu na ploči. Alternativno, umjesto toga se može koristiti vanjski 1M otpornik. Kako otpornik prazni kondenzator na izlazu, to se softverski može postići kratkim spojem izlaznog pina na masu prije mjerenja senzora.

Korak 3: Zapisivanje podataka

Tenziometar i kapacitivna sonda čvrsto su postavljeni zajedno u posudu za biljke sa vlažnim kompostom od treseta. Nekoliko sati je potrebno da se sistem smiri i daje stalna očitanja sa senzora. U ovom Instructableu je korištena razvojna ploča ESP32 za mjerenje izlaza senzora i objavljivanje rezultata na ThingSpeak. Ploča je široko dostupna od jeftinih kineskih dobavljača, a nekoliko pinova se može koristiti za mjerenje analognog napona. Kako senzor pritiska emitira signal od 5V, dva napona od 100K prepolovljuju ovaj napon kako bi se izbjeglo oštećenje 3.3V ESP32. Druge vrste senzora mogu se spojiti na ESP32 pod uslovom da je izlazni signal kompatibilan. Na kraju je dozvoljeno da se posuda prirodno osuši, a očitanja senzora se objavljuju svakih 10 minuta u ThingSpeak -u. Kako ESP32 ima rezervne GPIO pinove, mogu se dodati i drugi senzori, poput temperature i vlažnosti, koji daju dodatne informacije o okolišu.

Korak 4: Program ESP32

Morat ćete postaviti vlastiti ThingSpeak račun ako ga već nemate.

Arduino IDE skica za mjerenje izlaza senzora i njihovo postavljanje na ThingSpeak prikazana je dolje. Ovo je vrlo jednostavan program bez hvatanja grešaka ili izvještavanja o napretku na serijskom portu, možda biste ga željeli uljepšati prema svojim potrebama. Također, morate umetnuti vlastiti ssid, lozinku i API ključ prije prelaska na ESP32.

Nakon što se senzori spoje i ESP32 napaja iz USB izvora napajanja, očitanja se šalju na ThingSpeak svakih 10 minuta. Unutar programa mogu se postaviti različita vremena čitanja.

DATALOG SKIC

#include WiFiClient klijent;

void setup () {

WiFi.mode (WIFI_STA); connectWiFi (); } void loop () {if (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {connectWiFi (); } client.connect ("api.thingspeak.com", 80); pritisak plovka = analogRead (34); float cap = analogRead (35); pritisak = pritisak * 0,038; // Promjena u milibare delay (1000);

String url = "/update? Api_key ="; // Nizanje niza za objavljivanje

url += "Vaš API ključ"; url += "& polje1 ="; url += niz (pritisak); url += "& polje2 ="; url += String (cap); client.print (String ("GET") + url + "HTTP/1.1 / r / n" + "Host:" + "api.thingspeak.com" + "\ r / n" + "Veza: zatvori / r / n / r / n "); kašnjenje (600000); // Ponavljajte svakih 10 minuta}

void connectWiFi () {

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

Korak 5: Rezultati i zaključci

Grafikoni ThingSpeak pokazuju očitanja senzora koji se povećavaju kako se treset osuši. Prilikom uzgoja biljaka poput rajčice u tresetu, tenziometrijsko očitanje od 60 milibara je optimalno vrijeme za zalijevanje biljaka. Umjesto da koristi tenziometar, dijagram raspršenja kaže da se mnogo robusniji i jeftiniji kapacitivni senzor može koristiti ako započnemo navodnjavanje kada očitanje senzora dosegne 1900.

Ukratko, ovaj Instructable pokazuje kako pronaći tačku okidanja navodnjavanja za jeftin senzor vlažnosti tla kalibrirajući ga prema referentnom tenziometru. Zalijevanje biljaka na odgovarajućoj razini vlage dat će mnogo zdraviji urod i uštedjeti vodu.