Augsnes mitruma sensora kalibrēšana: 5 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Tirgū ir daudz augsnes mitruma mērītāju, kas palīdz dārzniekam izlemt, kad laistīt savus augus. Diemžēl sagrābt nedaudz augsnes un pārbaudīt krāsu un faktūru ir tikpat uzticami kā daudzi no šiem sīkrīkiem! Dažas zondes, reģistrējot destilētā ūdenī, pat reģistrē “sausu”. Lēti DIY augsnes mitruma sensori ir viegli pieejami tādās vietās kā Ebay vai Amazon. Lai gan tie dos signālu atbilstoši augsnes mitrumam, sensora izejas saistīšana ar ražas prasībām ir grūtāka. Lemjot par augu laistīšanu, patiesībā ir svarīgi, cik viegli augam ir iespējams iegūt ūdeni no augšanas vides. Lielākā daļa mitruma sensoru mēra ūdens daudzumu augsnē, nevis to, vai ūdens ir pieejams augam. Tensiometrs ir parasts veids, kā izmērīt, cik labi ūdens ir savienots ar augsni. Šis instruments mēra spiedienu, kas nepieciešams, lai izvadītu ūdeni no augšanas vides, parastās spiediena vienības, ko izmanto lauka darbos, ir milibāri un kPa. Salīdzinājumam - atmosfēras spiediens ir aptuveni 1000 milibāru vai 100 kPa. Atkarībā no augu šķirnes un augsnes veida augi var sākt vīst, kad spiediens pārsniedz aptuveni 100 mIlibārus. Šajā instrukcijā ir aprakstīts veids, kā kalibrēt lētāku un vieglāk pieejamu mitruma sensoru pret DIY tenzometru. Lai gan to varētu izdarīt manuāli, uzzīmējot rezultātus uz papīra, tiek izmantots vienkāršs datu reģistrators un rezultāti tiek ievietoti vietnē ThingSpeak. Šo metodi var izmantot, lai viegli kalibrētu augsnes mitruma sensoru pēc tensiometra atsauces, lai dārznieks varētu pieņemt apzinātus lēmumus par to, kad laistīt, taupīt ūdeni un audzēt veselīgas kultūras.

Piegādes:

Šīs pamācības daļas var viegli atrast, meklējot tādas vietnes kā Amazon vai Ebay. Dārgākā sastāvdaļa ir MPX5010DP spiediena sensors, kas ir pieejams par mazāk nekā 10 USD. Šajā pamācībā izmantotie komponenti ir: Kapacitatīvs augsnes mitruma sensors v1.2ESP32 izstrādes dēlis Tropf Blumat keramikas zonde NXP spiediena sensors MPX5010DP vai MPX5100DP Gumijas aizbāžņi 6 mm OD caurspīdīga plastmasas caurule2 100K rezistori1 1M rezistors Savienojošie vadi Augu katls ar kompostu Vārīts ūdensThingSpeak konts pie interneta savienojuma ar Arduino

1. solis: Tensiometrs

Augsnes tensiometrs ir caurule, kas piepildīta ar ūdeni un kuras vienā galā ir poraina keramikas krūze, bet otrā - manometrs. Keramikas krūzes gals ir ierakts augsnē tā, lai tasīte būtu ciešā saskarē ar augsni. Atkarībā no augsnes ūdens satura ūdens izplūst no tenzometra un samazinās iekšējais spiediens caurulē. Spiediena samazinājums ir tiešs augsnes afinitātes pret ūdeni rādītājs un rādītājs tam, cik grūti augiem ir iegūt ūdeni.

Tensiometri ir paredzēti profesionālam audzētājam, taču tie parasti ir dārgi. Tropf-Blumat ražo amatieru tirgum automātisku laistīšanas ierīci, kas apūdeņošanas kontrolei izmanto keramikas zondi. Zondi no vienas no šīm vienībām var izmantot, lai izveidotu tensiometru, kas maksā tikai dažus dolārus.

Pirmais uzdevums ir atdalīt plastmasas diafragmu no zondes zaļās galvas. Tas ir pops, kas iederas zaļā galvā, saprātīga griešana un griešana atdalīs abas daļas. Pēc sadalīšanas diafragmas caurulē izurbiet 1 mm caurumu. Spiediena mērīšanai plastmasas caurule ir savienota ar cauruli diafragmas augšpusē. Caurules gala sasildīšana verdošā ūdenī mīkstinās plastmasu, lai atvieglotu uzstādīšanu. Alternatīvi, diaframas pārstrādes vietā var izmantot tradicionālu urbtu gumijas aizbāzni. Spiedienu zondē var izmērīt tieši, izmērot ūdens kolonnas augstumu, kas atbalstīts U caurulē. Katra atbalstītā ūdens colla ir līdzvērtīga 2,5 milibāru spiedienam.

Pirms lietošanas keramikas zondi dažas stundas vajadzētu iemērc ūdenī, lai keramika būtu kārtīgi samitrināta. Pēc tam zondi piepilda ar ūdeni un ievieto aizbāzni. Vislabāk ir izmantot vārītu ūdeni, lai novērstu gaisa burbuļu veidošanos zondes iekšpusē. Pēc tam zondi stingri ievieto mitrā kompostā un pirms spiediena mērīšanas atstāj stabilizēties.

Tensiometra spiedienu var izmērīt arī ar elektronisku manometru, piemēram, MPX5010DP. Attiecību starp spiedienu un izejas spriegumu no mērinstrumenta var atrast sensora datu lapā. Alternatīvi, sensoru var kalibrēt tieši no ūdens caurules manometra.

2. solis: Kapacitatīvs augsnes mitruma sensors

Šajā instrukcijā kalibrētais kapacitatīvais augsnes mitruma sensors bija v1.2, kas bija viegli un lēti pieejams internetā. Šis sensoru veids tika izvēlēts virs tiem veidiem, kas mēra augsnes pretestību, jo zondes var korozēt un tās ietekmē mēslojums. Kapacitīvie sensori darbojas, mērot, cik daudz ūdens maina kondensatoru zondē, kas savukārt nodrošina zondes izejas spriegumu.

Starp sensora signālu un zemējuma tapu jābūt 1M rezistoram. Lai gan rezistors ir uzstādīts uz kartes, dažreiz trūkst zemes savienojuma. Simptomi ir lēna reakcija uz mainīgajiem apstākļiem. Ja šī savienojuma trūkst, ir vairāki risinājumi. Lodēšanas prasmīgie var savienot rezistoru ar zemi uz tāfeles. Alternatīvi tā vietā var izmantot ārēju 1M rezistoru. Tā kā rezistors izvada kondensatoru izejā, to var panākt programmatūrā, pirms sensora mērīšanas īslaicīgi saīsinot izejas tapu pie zemes.

3. darbība: datu reģistrēšana

Tensiometrs un kapacitatīvā zonde ir stingri novietoti kopā augu podā, kas satur mitru kūdras kompostu. Ir nepieciešamas dažas stundas, lai sistēma nostātos un no sensoriem iegūtu vienmērīgus rādījumus. Šajā instrukcijā tika izmantota ESP32 izstrādes shēmas plate, lai izmērītu sensora izejas un publicētu rezultātus vietnē ThingSpeak. Shēma ir plaši pieejama no lētiem ķīniešu piegādātājiem, un vairākas tapas var izmantot analogā sprieguma mērījumiem. Tā kā spiediena sensors izvada 5V signālu, šo spriegumu uz pusi samazina divi 100K rezistori, lai nesabojātu 3.3V ESP32. Citus sensoru veidus var savienot ar ESP32, ja izejas signāls ir saderīgs. Visbeidzot, augu podam ļauj dabiski izžūt, un sensora rādījumi tiek publicēti ik pēc 10 minūtēm vietnē ThingSpeak. Tā kā ESP32 ir rezerves GPIO tapas, var pievienot citus sensorus, piemēram, temperatūru un mitrumu, lai sniegtu papildu informāciju par vidi.

4. solis: ESP32 programma

Ja jums tāda vēl nav, jums būs jāizveido savs ThingSpeak konts.

Tālāk ir parādīta Arduino IDE skice, lai izmērītu sensora izejas un ievietotu tās ThingSpeak. Šī ir ļoti vienkārša programma bez kļūdu uztveršanas vai progresa ziņojumiem seriālajam portam, iespējams, vēlēsities to izrotāt savām vajadzībām. Turklāt, pirms mirgo uz ESP32, jums jāievieto savs ssid, parole un API atslēga.

Kad sensori ir pievienoti un ESP32 tiek darbināts no USB barošanas avota, rādījumi tiek nosūtīti uz ThingSpeak ik pēc 10 minūtēm. Programmā var iestatīt dažādus lasīšanas laikus.

DATALOGS SKICE

#iekļaut WiFiClient klientu;

void setup () {

WiFi.mode (WIFI_STA); connectWiFi (); } void loop () {if (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {connectWiFi (); } client.connect ("api.thingspeak.com", 80); pludiņa spiediens = analogRead (34); pludiņa vāciņš = analogRead (35); spiediens = spiediens * 0,038; // Mainīt uz milibāru aizkavi (1000);

String url = "/update? Api_key ="; // Izveidojiet virkni publicēšanai

url += "Jūsu API atslēga"; url += "& lauks1 ="; url += Stīga (spiediens); url += "& lauks2 ="; url += Virkne (vāciņš); client.print (String ("GET") + url + "HTTP/1.1 / r / n" + "Host:" + "api.thingspeak.com" + "\ r / n" + "Savienojums: aizvērt / r / n / r / n "); kavēšanās (600000); // Atkārtojiet ik pēc 10 minūtēm}

void connectWiFi () {

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

5. darbība. Rezultāti un secinājumi

ThingSpeak diagrammas parāda, ka sensora rādījumi palielinās, kūdrai izžūstot. Audzējot augus, piemēram, tomātus kūdrā, optimālais laiks augu laistīšanai ir 60 milibāru tenzometra rādījums. Tā vietā, lai izmantotu tensiometru, izkliedes diagramma saka, ka daudz izturīgāku un lētāku kapacitatīvo sensoru var izmantot, ja mēs sākam apūdeņošanu, kad sensora rādījums sasniedz 1900.

Rezumējot, šajā pamācībā ir parādīts, kā atrast apūdeņošanas sprūda punktu lētam augsnes mitruma sensoram, kalibrējot to pret atsauces tensiometru. Augu laistīšana pareizā mitruma līmenī dos daudz veselīgāku ražu un ietaupīs ūdeni.