Kalibracija osjetnika vlage tla: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Na tržištu postoji mnogo mjerača vlažnosti tla koji će vrtlaru pomoći da odluči kada će zalijevati svoje biljke. Nažalost, zgrabiti šaku zemlje i pregledati boju i teksturu jednako je pouzdano kao i mnogi od ovih naprava! Neke sonde čak registriraju "suho" kada se umoče u destiliranu vodu. Jeftini DIY senzori vlažnosti tla dostupni su na mjestima poput Ebaya ili Amazona. Iako će dati signal prema vlažnosti tla, povezivanje izlaza senzora sa zahtjevima usjeva teže je. Prilikom donošenja odluke o zalijevanju biljaka važno je koliko je lako biljci izvući vodu iz uzgojnog medija. Većina senzora vlage mjeri količinu vode u tlu umjesto da li je voda dostupna biljci. Tenziometar je uobičajen način za mjerenje koliko je voda vezana za tlo. Ovaj instrument mjeri tlak potreban za uklanjanje vode iz uzgojnog medija, uobičajene jedinice tlaka 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 kad tlak pređe oko 100 mIlibara. Ovaj Uputa opisuje način kalibriranja jeftinijeg i dostupnijeg 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 osjetnika vlažnosti tla na referencu tenziometra, tako da vrtlar može donijeti informirane odluke o tome kada će navodnjavati, štedjeti vodu i uzgajati zdrave usjeve.

Pribor:

Dijelovi za ovaj Instructable lako se mogu pronaći pretraživanjem web stranica poput Amazona ili Ebaya. Najskuplja komponenta je senzor tlaka MPX5010DP koji je dostupan za manje od 10 USD. Komponente koje se koriste u ovom Instructableu su: Kapacitivni senzor vlažnosti tla v1.2ESP32 razvojna pločaTropf Blumat keramička sondaNXP Senzor tlaka MPX5010DP ili MPX5100DPGumirani čepovi6mm OD prozirna plastična cijev2 100K otpornici1 otpornik 1MPriključivanje žicaPosuda za biljku s kompostomKuhana vodaRačunalo na InternetRačunalo na Internet32

Korak 1: Tenziometar

Tenziometar tla je cijev napunjena vodom s poroznom keramičkom čašicom na jednom kraju i manometrom na drugom. Keramički kraj čaše zakopan 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 tlak u cijevi. Smanjenje tlaka izravna je mjera afiniteta tla prema vodi i pokazatelj koliko je biljkama teško izvlačiti vodu.

Tenziometri su napravljeni za profesionalnog uzgajivača, ali obično su 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 odvojit će dva dijela. Nakon što se razdvoje, izbušite rupu od 1 mm u cijevi membrane. Plastična cijev spojena je na cijev na vrhu membrane radi mjerenja tlaka. Zagrijavanje kraja cijevi u kipućoj vodi omekšat će plastiku radi lakšeg postavljanja. Alternativno, umjesto reciklaže dijaframa mogao bi se koristiti tradicionalni probušeni gumeni čep. Tlak u sondi može se mjeriti izravno mjerenjem visine vodenog stupa oslonjenog na U -cijev. Svaki centimetar podržane vode ekvivalentan je 2,5 milibara tlaka.

Prije uporabe, keramička sonda mora biti namočena u vodi nekoliko sati kako bi se keramika temeljito namočila. Sonda se zatim napuni vodom i postavi 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 stabilizira prije mjerenja tlaka.

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

Korak 2: Kapacitivni osjetnik vlage tla

Kapacitivni senzor vlažnosti tla kalibriran u ovom Instructableu 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 nedostaje uzemljenje. Simptomi uključuju spor odgovor na promjenjive uvjete. Ako ta veza nedostaje, postoji nekoliko mogućnosti. Vješti u lemljenju mogu spojiti otpornik na masu na ploči. Alternativno, umjesto toga može se 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 s vlažnim kompostom od treseta. Nekoliko sati potrebno je da se sustav 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 tlaka emitira 5V signal, dva napona od 100K prepolovljuju ovaj napon kako bi se izbjeglo oštećenje 3.3V ESP32. Druge vrste senzora mogu se spojiti na ESP32 pod uvjetom da je izlazni signal kompatibilan. Na kraju je dopušteno da se posuda prirodno osuši i očitanja senzora se objavljuju svakih 10 minuta na ThingSpeak. Budući da ESP32 ima rezervne GPIO pinove, mogu se dodati i drugi senzori poput temperature i vlažnosti za dodatne informacije o okolišu.

Korak 4: Program ESP32

Morat ćete postaviti vlastiti račun ThingSpeak 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 ga želite uljepšati prema svojim potrebama. Također, morate umetnuti vlastiti ssid, lozinku i API ključ prije bljeskanja na ESP32.

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

SKIT DATALOGA

#include WiFiClient klijent;

void setup () {

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

Niz url = "/ažuriraj? Api_key ="; // Nizanje niza za objavljivanje

url += "Vaš API ključ"; url += "& polje1 ="; url += niz (pritisak); url += "& polje2 ="; url += niz (kapa); 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 suši. Prilikom uzgoja biljaka poput rajčice u tresetu, tenziometrijsko očitanje od 60 milibara optimalno je vrijeme za zalijevanje biljaka. Umjesto da koristi tenziometar, dijagram raspršenja kaže da se mnogo robusniji i jeftiniji kapacitivni senzor može koristiti ako počnemo navodnjavati kad očitanje senzora dosegne 1900.

Ukratko, ovaj Instructable pokazuje kako pronaći točku 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.