Kalibrasi Sensor Kelembapan Tanah: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:06

Terdapat banyak meter kelembapan tanah di pasaran untuk membantu tukang kebun memutuskan kapan menyiram tanaman mereka. Sayangnya, merebut sebilangan tanah dan memeriksa warna dan teksturnya boleh dipercayai seperti kebanyakan alat ini! Sebilangan penyiasat bahkan menunjukkan "kering" ketika dicelupkan ke dalam air suling. Sensor kelembapan tanah DIY murah tersedia di tempat seperti Ebay atau Amazon. Walaupun mereka akan memberi isyarat mengikut kelembapan tanah, menghubungkan output sensor dengan permintaan tanaman lebih sukar. Semasa membuat keputusan untuk menyiram tanaman anda, yang sangat penting adalah betapa mudahnya tanaman itu mengeluarkan air dari media yang sedang tumbuh. Sebilangan besar sensor kelembapan mengukur jumlah air di dalam tanah dan bukannya sama ada air tersedia untuk tanaman. Tensiometer adalah cara biasa untuk mengukur seberapa baik air terikat ke tanah. Instrumen ini mengukur tekanan yang diperlukan untuk mengeluarkan air dari media yang tumbuh, unit tekanan yang biasa digunakan dalam pekerjaan lapangan adalah millibar dan kPa. Sebagai perbandingan, tekanan atmosfera adalah kira-kira 1000 millibars atau 100 kPa. Bergantung pada jenis tanaman dan jenis tanah, tanaman dapat mulai layu apabila tekanan melebihi kira-kira 100 mIllibars. Instructable ini menerangkan cara mengkalibrasi sensor kelembapan yang lebih murah dan mudah didapati terhadap tensiometer DIY. Walaupun ini dapat dilakukan secara manual dengan memetakan hasilnya di atas kertas, alat pencatat data sederhana digunakan dan hasilnya disiarkan di ThingSpeak. Kaedah ini dapat digunakan untuk menentukur sensor kelembapan tanah dengan mudah menjadi rujukan tensiometer sehingga tukang kebun dapat membuat keputusan yang tepat mengenai kapan mengairi, menjimatkan air dan menanam tanaman yang sihat.

Bekalan:

Bahagian untuk Instructable ini mudah didapati dengan mencari di laman web seperti Amazon atau Ebay. Komponen yang paling mahal adalah sensor tekanan MPX5010DP yang tersedia dengan harga kurang dari $ 10. Komponen yang digunakan dalam Instructable ini adalah: Sensor kelembapan tanah kapasitif v1.2 Papan pengembangan ESP32Tropf Blumat probe seramikNXP sensor tekanan MPX5010DP atau MPX5100DPRberber sumbat6mm OD tiub plastik jernih2 100K perintang1 perintang 1 wayar Menyambungkan wayarPeralatan tanam dengan komposBuiled waterThingSpeaker ke internetArd WiFi

Langkah 1: Tensiometer

Tensiometer tanah adalah tiub berisi air dengan cawan seramik berpori di satu hujung dan tolok tekanan di ujungnya. Hujung cawan seramik dikuburkan di dalam tanah sehingga cawan itu bersentuhan dengan tanah. Bergantung pada kandungan air tanah, air akan keluar dari tensiometer dan mengurangkan tekanan dalaman dalam tiub. Pengurangan tekanan adalah ukuran langsung pertalian tanah dengan air dan petunjuk betapa sukarnya tanaman mengeluarkan air.

Tensiometers dibuat untuk penanam profesional tetapi cenderung mahal. Tropf-Blumat mengeluarkan alat penyiram automatik untuk pasaran amatur yang menggunakan probe seramik untuk mengawal pengairan. Probe dari salah satu unit ini dapat digunakan untuk membuat tensiometer yang berharga hanya beberapa dolar.

Tugas pertama adalah memisahkan diafragma plastik dari kepala hijau probe. Ini adalah pop yang sesuai dengan kepala hijau, pemotongan dan pemotongan yang bijaksana akan memisahkan kedua-dua bahagian. Setelah berpisah, gerudi lubang 1 mm di pip diafragma. Paip plastik disambungkan ke pip di bahagian atas diafragma untuk pengukuran tekanan. Memanaskan hujung tiub dalam air mendidih akan melembutkan plastik untuk memudahkan pemasangan. Sebagai alternatif, penyumbat getah bosan tradisional boleh digunakan dan bukannya mengitar semula diafram. Tekanan dalam probe dapat diukur secara langsung dengan mengukur ketinggian lajur air yang disokong dalam tiub U. Setiap inci air yang disokong bersamaan dengan tekanan 2.5 milibar.

Sebelum digunakan, probe seramik mesti direndam dalam air selama beberapa jam untuk membasahi seramik dengan teliti. Probe kemudian diisi dengan air dan penyumbat dipasang. Sebaiknya gunakan air rebus untuk mengelakkan gelembung udara terbentuk di dalam probe. Probe kemudian dimasukkan dengan kuat ke dalam kompos lembap dan dibiarkan stabil sebelum mengukur tekanan.

Tekanan tensiometer juga dapat diukur dengan alat pengukur tekanan elektronik seperti MPX5010DP. Hubungan antara tekanan dan voltan keluaran dari tolok dapat dilihat dalam lembaran data sensor. Sebagai alternatif, sensor boleh dikalibrasi terus dari manometer tiub U yang berisi air.

Langkah 2: Sensor Kelembapan Tanah Kapasitif

Sensor kelembapan tanah kapasitif yang dikalibrasi dalam Instructable ini adalah v1.2 yang tersedia dan murah di Internet. Sensor jenis ini dipilih daripada jenis yang mengukur ketahanan tanah kerana probe dapat menghakis dan mereka dipengaruhi oleh baja. Sensor kapasitif berfungsi dengan mengukur berapa banyak kandungan air yang mengubah kapasitor dalam probe yang seterusnya memberikan voltan keluaran probe.

Harus ada perintang 1M antara isyarat dan pin ground pada sensor. Walaupun perintang dipasang pada kad, kadangkala sambungan tanah terputus. Gejala termasuk tindak balas yang perlahan terhadap perubahan keadaan. Terdapat beberapa penyelesaian sekiranya sambungan ini tidak ada. Mereka yang mahir memateri boleh menghubungkan perintang ke tanah di papan. Sebagai alternatif, perintang 1M luaran boleh digunakan sebagai gantinya. Oleh kerana perintang melepaskan kapasitor pada output, ini dapat dicapai dalam perisian dengan memendekkan pin output sesaat ke tanah sebelum mengukur sensor.

Langkah 3: Pembalakan Data

Tensiometer dan probe kapasitif diletakkan kuat di dalam periuk tanaman yang mengandungi kompos gambut basah. Beberapa jam diperlukan agar sistem dapat menyelesaikan dan memberikan bacaan yang stabil dari sensor. Papan litar pengembangan ESP32 digunakan dalam Instructable ini untuk mengukur output sensor dan menghantar hasilnya ke ThingSpeak. Papan litar banyak tersedia dari pembekal China yang murah dan beberapa pin boleh digunakan untuk pengukuran voltan analog. Oleh kerana sensor tekanan mengeluarkan isyarat 5V, voltan ini dibelah dua oleh dua perintang 100K untuk mengelakkan kerosakan pada 3.3V ESP32. Jenis sensor lain boleh disambungkan ke ESP32 dengan syarat isyarat output serasi. Akhirnya, periuk tanaman dibenarkan kering secara semula jadi dan bacaan sensor disiarkan setiap 10 minit ke ThingSpeak. Oleh kerana ESP32 mempunyai pin GPIO ganti, sensor lain seperti suhu dan kelembapan dapat ditambahkan untuk memberikan maklumat lebih lanjut mengenai persekitaran.

Langkah 4: Program ESP32

Anda perlu menyediakan akaun ThingSpeak anda sendiri jika anda belum memilikinya.

Sketsa Arduino IDE untuk mengukur output sensor dan menghantarnya ke ThingSpeak ditunjukkan di bawah. Ini adalah program yang sangat asas tanpa perangkap kesalahan atau pelaporan kemajuan ke port bersiri, anda mungkin ingin memperindahnya mengikut keperluan anda. Juga, anda perlu memasukkan ssid, kata laluan dan kunci API anda sendiri sebelum beralih ke ESP32.

Setelah sensor disambungkan dan ESP32 dihidupkan dari bekalan kuasa USB, bacaan akan dihantar ke ThingSpeak setiap 10 minit. Waktu membaca yang berbeza boleh ditetapkan dalam program.

LUKISAN DATALOG

#masuk pelanggan WiFiClient;

batal persediaan () {

WiFi.mode (WIFI_STA); sambungWiFi (); } gelung void () {if (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {connectWiFi (); } client.connect ("api.thingspeak.com", 80); tekanan apungan = analogRead (34); float cap = analogRead (35); tekanan = tekanan * 0.038; // Tukar kepada kelewatan millibar (1000);

Rentetan url = "/ kemas kini? Api_key ="; // Bina rentetan untuk pengeposan

url + = "Kunci API anda"; url + = "& bidang1 ="; url + = Rentetan (tekanan); url + = "& bidang2 ="; url + = Rentetan (topi); client.print (String ("GET") + url + "HTTP / 1.1 / r / n" + "Host:" + "api.thingspeak.com" + "\ r / n" + "Sambungan: tutup / r / n / r / n "); kelewatan (600000); // Ulangi setiap 10 minit}

batal sambung Wi-Fi () {

sementara (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {WiFi.begin ("ssid", "password"); kelewatan (2500); }}

Langkah 5: Hasil dan Kesimpulan

Plot ThingSpeak menunjukkan pembacaan sensor meningkat ketika gambut mengering. Semasa menanam tanaman seperti tomato di gambut, bacaan tensiometer 60 milibar adalah masa paling optimum untuk menyiram tanaman. Daripada menggunakan tensiometer, plot penyebaran mengatakan bahawa sensor kapasitif yang jauh lebih kuat dan lebih murah dapat digunakan jika kita memulakan pengairan ketika bacaan sensor mencapai 1900.

Ringkasnya, Instructable ini menunjukkan cara mencari titik pencetus pengairan untuk sensor kelembapan tanah yang murah dengan menentukurkannya terhadap tensiometer rujukan. Menyiram tanaman pada tahap kelembapan yang betul akan memberikan tanaman yang lebih sihat dan menjimatkan air.