Temperatūras un mitruma monitors: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Ir divi droši ugunsgrēka veidi, kā ātri nogalināt savus augus. Pirmais veids ir cept vai sasaldēt līdz nāvei ar galēju temperatūru. Alternatīvi, zem vai pār laistīšana novedīs pie sakņu nokalšanas vai sapuves. Protams, ir arī citi veidi, kā atstāt novārtā augu, piemēram, nepareiza barošana vai apgaismojums, bet parasti tie prasa dienas vai nedēļas, lai panāktu lielu efektu.

Lai gan man ir automātiska laistīšanas sistēma, es jutu nepieciešamību pēc pilnīgi neatkarīgas temperatūras un mitruma kontroles sistēmas, ja radīsies liela apūdeņošanas kļūme. Atbilde bija uzraudzīt temperatūru un augsnes mitruma saturu, izmantojot ESP32 moduli, un publicēt rezultātus internetā. Man patīk aplūkot datus kā grafikus un diagrammas, tāpēc rādījumi tiek apstrādāti vietnē ThingSpeak, lai atrastu tendences. Tomēr internetā ir pieejami daudzi citi IoT pakalpojumi, kas pēc aktivizēšanas sūtīs e -pastus vai ziņojumus. Šajā instrukcijā ir aprakstīts, kā izveidot atsevišķu temperatūras un mitruma datu reģistratoru. Visur esošo DS18B20 izmanto, lai mērītu temperatūru augšanas zonā. DIY tenzometrs uzrauga, cik daudz ūdens augiem ir pieejams augšanas vidē. Pēc tam, kad ESP32 ir apkopojusi šo sensoru datus, tie tiek nosūtīti uz internetu, izmantojot WiFi, lai tos ievietotu vietnē ThingSpeak.

Piegādes

Šim monitoram izmantotās detaļas ir viegli pieejamas vietnē Ebay vai Amazon. Digitālais barometriskā spiediena sensora modulis Šķidrā ūdens līmeņa kontrollera padome DS18B20 Ūdensnecaurlaidīgs temperatūras sensors Tropf Blumat keramikas zonde ESP32 attīstības padome

1. solis: temperatūras mērīšana

Temperatūras mērīšanai tiek izmantota ūdensnecaurlaidīgā versija DS18B20. Informācija tiek nosūtīta uz ierīci un no tās, izmantojot 1 vadu saskarni, tāpēc ESP32 ir jāpievieno tikai viens vads. Katrā DS18B20 ir unikāls sērijas numurs, lai vairākus DS18B20 varētu savienot ar vienu vadu un nolasīt atsevišķi, ja vēlaties. Arduino bibliotēkas un instrukcijas ir viegli pieejamas internetā, lai apstrādātu DS18B20 un 1-Wire interfeisu, kas ievērojami vienkāršo datu nolasīšanu skice.

2. solis: Tensiometra uzbūve

Tensiometrs ir keramikas krūze, kas piepildīta ar ūdeni ciešā saskarē ar augšanas vidi. Sausos apstākļos ūdens iet cauri keramikai, līdz krūzē izveidojas pietiekami daudz vakuuma, lai apturētu jebkādu turpmāku kustību. Spiediens keramikas tasītē lieliski parāda, cik daudz ūdens ir pieejams augiem. Tropf Blumat keramikas zondi var uzlauzt, lai izveidotu DIY tenzometru, nogriežot zondes augšējo daļu, kā parādīts attēlā. Caurulē tiek izveidots neliels caurums un uz caurules piespiesta 4 collas caurspīdīgas plastmasas caurules. Caurules sasilšana karstā ūdenī mīkstinās plastmasu un atvieglos darbību. Atliek tikai mērcēt un piepildīt zondi ar vārītu ūdeni, iespiest zondi zemē un izmērīt spiedienu. Internetā ir daudz informācijas par tenzometru izmantošanu. Galvenā problēma ir nodrošināt, lai viss nebūtu noplūdis. Jebkura neliela gaisa noplūde samazina pretspiedienu, un ūdens izplūst caur keramikas krūzi. Ūdens līmenim plastmasas caurulē jābūt apmēram collas attālumā no augšas, un vajadzības gadījumā tas jāpapildina ar ūdeni. Laba sistēma bez noplūdēm būs jāpapildina tikai katru mēnesi.

3. solis: spiediena sensors

Tensiometra spiediena mērīšanai tiek izmantota digitālā barometriskā spiediena sensora moduļa šķidrā ūdens līmeņa kontroliera plate, kas ir plaši pieejama vietnē eBay. Spiediena sensora modulis sastāv no deformācijas mērītāja, kas savienots ar HX710b pastiprinātāju ar 24 bitu D/A pārveidotāju. Diemžēl HX710b nav pieejama īpaša Arduino bibliotēka, bet šķiet, ka HX711 bibliotēka darbojas bez problēmām. HX711 bibliotēka izvadīs 24 bitu skaitli, kas ir proporcionāls sensora izmērītajam spiedienam. Atzīmējot izeju pie nulles un zināma spiediena, sensoru var kalibrēt, lai nodrošinātu lietotājam draudzīgas spiediena vienības. Ir ļoti svarīgi, lai visi cauruļvadi un savienojumi nebūtu noplūduši. Jebkurš spiediena zudums izraisa ūdens izplūšanu no keramikas krūzes, un tenzometram būs bieži jāpapildina. Noplūdes necaurlaidīga sistēma darbosies vairākas nedēļas, pirms tenzometrā būs nepieciešams vairāk ūdens. Ja ūdens līmenis pazeminās stundu, nevis nedēļu vai mēnešu laikā, apsveriet iespēju izmantot cauruļu skavas cauruļu savienojumos.

4. solis: spiediena sensora kalibrēšana

Bibliotēka HX711 izvada 24 bitu skaitli atbilstoši sensora izmērītajam spiedienam. Šis lasījums jāpārvērš pazīstamākās spiediena vienībās, piemēram, psi, kPa vai milibāros. Šajā instrukcijā par darba vienībām tika izvēlēti norādāmie milibāri, bet izvadi var viegli pielāgot citiem mērījumiem. Arduino skicē ir līnija, lai nosūtītu neapstrādāto spiediena rādījumu uz sērijas monitoru, lai to varētu izmantot kalibrēšanai. Zināmus spiediena līmeņus var izveidot, reģistrējot spiedienu, kas nepieciešams, lai atbalstītu ūdens kolonnu. Katra atbalstītā ūdens colla radīs 2,5 mb spiedienu. Uzstādīšana ir parādīta diagrammā, rādījumi tiek ņemti pie nulles spiediena un maksimālā spiediena no sērijveida monitora. Dažiem cilvēkiem varētu patikt uzņemties starpposma rādījumus, vislabāk piemērotās līnijas un visu to, kas jādara, bet mērinstruments ir diezgan lineārs, un 2 punktu kalibrēšana ir pietiekami laba! Ir iespējams noteikt nobīdi un skalas koeficientu no diviem spiediena mērījumiem un mirgot ESP32 vienā sesijā. Tomēr es pilnībā sajaucos ar negatīvu skaitļu aritmētiku! Divu negatīvu skaitļu atņemšana vai dalīšana sašutusi prātā? Es izvēlējos vienkāršo izeju un vispirms izlaboju nobīdi un kā atsevišķu uzdevumu sakārtoju mērogošanas koeficientu. Pirmkārt, sensora izejas izeja tiek mērīta, ja nekas nav savienots ar sensoru. Šis skaitlis tiek atņemts no izejas izejas rādījuma, lai iegūtu nulles atskaiti bez spiediena. Pēc ESP32 mirgošanas ar šo nobīdes korekciju nākamais solis ir iestatīt mērogošanas koeficientu, lai iegūtu pareizās spiediena vienības. Sensoram tiek izmantots zināms spiediens, izmantojot zināma augstuma ūdens kolonnu. Pēc tam ESP32 mirgo ar piemērotu mērogošanas koeficientu, lai iegūtu spiedienu vēlamajās vienībās.

5. solis: elektroinstalācija

Dabā ir vairākas ESP32 izstrādes plates versijas. Šai instrukcijai tika izmantota 30 kontaktu versija, taču nav iemesla, kāpēc citām versijām nevajadzētu darboties. Bez diviem sensoriem vienīgā sastāvdaļa ir 5k pievilkšanas pretestība DS18B20 kopnei. Tā vietā, lai izmantotu spiedpogas savienotājus, visi savienojumi tika lodēti, lai nodrošinātu lielāku uzticamību. ESP32 izstrādes panelī bija iebūvēts sprieguma regulators, lai varētu izmantot līdz 12 V spriegumu. Alternatīvi ierīci var barot, izmantojot USB ligzdu.

6. darbība: Arduino skice

Temperatūras un mitruma monitora Arduino skice ir diezgan tradicionāla. Vispirms tiek instalētas un uzsāktas bibliotēkas. Pēc tam WiFi savienojums ir iestatīts, lai nosūtītu datus ThingSpeak, un sensori tiktu nolasīti. Spiediena rādījumi tiek pārvērsti milibāros, pirms tie tiek nosūtīti uz ThingSpeak ar temperatūras rādījumiem.

7. darbība: uzstādīšana

Aizsardzībai ESP32 ir uzstādīts nelielā plastmasas kastē. Moduļa barošanai var izmantot USB barošanas avotu un kabeli, vai arī iebūvētais regulators tiks galā ar 5–12 V līdzstrāvas padevi. Ar ESP32 grūti apgūtā mācība ir tāda, ka iekšējā antena ir diezgan virziena virziena. Antenas raksta atvērtajam galam jābūt vērstam pret maršrutētāju. Praksē tas nozīmē, ka modulis parasti jāuzstāda vertikāli ar antenu augšpusē un jānorāda uz maršrutētāju. Tagad jūs varat pieteikties ThingSpeak un pārbaudīt, vai jūsu augi nav cepti, sasaluši vai izžuvuši!

ADDENDUMI ir izmēģinājuši daudzus veidus, kā izlemt, kad laistīt augus. Tie ietvēra ģipša blokus, pretestības zondes, iztvaikošanu, kapacitātes izmaiņas un pat komposta svēršanu. Mans secinājums ir tāds, ka tensiometrs ir labākais sensors, jo tas atdarina veidu, kā augi iegūst ūdeni caur saknēm. Lūdzu, komentējiet vai rakstiet ziņu, ja jums ir domas par šo tēmu…