Jordfuktighetssensorkalibrering: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

Det er mange jordfuktighetsmålere på markedet for å hjelpe gartneren til å bestemme når de skal vanne plantene sine. Dessverre er det like pålitelig å ta tak i en håndfull jord og inspisere farge og tekstur som mange av disse gadgetene! Noen sonder registrerer til og med “tørre” når de dyppes i destillert vann. Billige DIY jordfuktighetssensorer er lett tilgjengelige på steder som Ebay eller Amazon. Selv om de vil gi et signal i henhold til jordfuktigheten, er det vanskeligere å relatere sensorutgangen til avlingens krav. Når du bestemmer deg for å vanne plantene dine, er det som virkelig betyr noe, hvor enkelt det er for planten å trekke ut vann fra de voksende mediene. De fleste fuktighetssensorer måler mengden vann i jorda fremfor om vannet er tilgjengelig for planten. Et tensiometer er den vanlige måten å måle hvor godt vannet er bundet til jorda. Dette instrumentet måler trykket som kreves for å fjerne vannet fra de voksende mediene. Vanlige trykkenheter som brukes i feltarbeid er millibar og kPa. Til sammenligning er atmosfæretrykket omtrent 1000 millibar eller 100 kPa. Avhengig av plantesort og jordtype, kan planter begynne å visne når trykket overstiger omtrent 100 mIlibar. Denne instruksjonen beskriver en måte å kalibrere en billigere og lettere tilgjengelig fuktighetssensor mot et DIY tensiometer. Selv om dette kan gjøres manuelt ved å plotte resultatene på papir, brukes en enkel datalogger og resultatene legges ut på ThingSpeak. Metoden kan brukes til enkelt å kalibrere en jordfuktighetssensor til en tensiometerreferanse, slik at gartneren kan ta informerte beslutninger om når den skal vannes, spare vann og dyrke sunne avlinger.

Rekvisita:

Delene til denne instruksjonsboken er lett å finne ved å søke på nettsteder som Amazon eller Ebay. Den dyreste komponenten er MPX5010DP trykksensor som er tilgjengelig for mindre enn $ 10. Komponenter som brukes i denne instruksjonsboken er: Kapasitiv jordfuktighetssensor v1.2ESP32 utviklingstavle Tropf Blumat keramisk sondeNXP trykksensor MPX5010DP eller MPX5100DP Gummistoppere6mm OD klart plastrør2 100K motstander1 1M motstand Tilkoblingskabler Plantegryte med kompost Kokt vannThingSpeak kontoArduino koblet til Internett ID32

Trinn 1: Tensiometer

Et jordtensiometer er et vannfylt rør med en porøs keramisk kopp i den ene enden og en trykkmåler i den andre. Den keramiske koppenden er begravet i jorda slik at koppen er i nær kontakt med jorda. Avhengig av vanninnholdet i jorda, vil vann passere ut av tensiometeret og redusere det indre trykket i røret. Trykkreduksjonen er et direkte mål på jordens affinitet for vann og en indikator på hvor vanskelig det er for planter å trekke ut vann.

Tensiometre er laget for den profesjonelle produsenten, men pleier å være dyre. Tropf-Blumat produserer en automatisk vanningsenhet for amatørmarkedet som bruker en keramisk sonde for å kontrollere vanningen. Sonden fra en av disse enhetene kan brukes til å lage et tensiometer som bare koster noen få dollar.

Den første oppgaven er å skille plastmembranen fra det grønne hodet på sonden. Det er en pop som passer inn i det grønne hodet, fornuftig kutting og klipping vil skille de to delene. Når det er delt fra hverandre, borer du et 1 mm hull i membranrøret. Plastrøret er koblet til pipen på toppen av membranen for trykkmålinger. Oppvarming av enden av røret i kokende vann vil myke opp plasten for å gjøre montering enklere. Alternativt kan en tradisjonell boret gummipropp brukes i stedet for å resirkulere membranen. Trykket i sonden kan måles direkte ved å måle høyden på en vannsøyle støttet i et U -rør. Hver tomme vann som støttes tilsvarer 2,5 millibar trykk.

Før bruk må den keramiske sonden dynkes i vann i noen timer for å våte keramikken grundig. Sonden fylles deretter med vann og proppen monteres. Det er best å bruke kokt vann for å forhindre at det dannes luftbobler inne i sonden. Sonden settes deretter godt inn i fuktig kompost og får stå for å stabilisere seg før du måler trykket.

Tensiometertrykk kan også måles med en elektronisk trykkmåler som MPX5010DP. Forholdet mellom trykk og utgangsspenning fra måleren finnes i sensordatabladet. Alternativt kan sensoren kalibreres direkte fra et vannfylt U -rørmanometer.

Trinn 2: Kapasitiv jordfuktighetssensor

Den kapasitive jordfuktighetssensoren kalibrert i denne instruksjonsboken var v1.2 lett og billig tilgjengelig på Internett. Denne sensortypen ble valgt fremfor typene som måler jordmotstand fordi prober kan korrodere og de påvirkes av gjødsel. De kapasitive sensorene fungerer ved å måle hvor mye vanninnholdet endrer kondensatoren i sonden som igjen gir utgangsspenningen til sonden.

Det skal være en 1M motstand mellom signalet og jordingspinnen på sensoren. Selv om motstanden er montert på kortet, mangler noen ganger jordforbindelsen. Symptomer inkluderer langsom respons på endrede forhold. Det er flere omgåelser hvis denne forbindelsen mangler. De som er dyktige i lodding kan koble motstanden til bakken på brettet. Alternativt kan en ekstern 1M motstand brukes i stedet. Ettersom motstanden tømmer en kondensator på utgangen, kan dette oppnås i programvare ved å kortslutte utgangsstiften til jord før sensoren måles.

Trinn 3: Datalogging

Tensiometeret og kapasitiv sonde er godt plassert sammen i en plantepotte som inneholder våt torvkompost. Noen få timer er nødvendig for at systemet skal slå seg ned og gi jevn avlesning fra sensorene. Et ESP32 -kretskort ble brukt i denne instruksjonsboken for å måle sensorutgangene og postere resultatene til ThingSpeak. Kretskortet er allment tilgjengelig fra billige kinesiske leverandører, og flere av pinnene kan brukes til analoge spenningsmålinger. Ettersom trykksensoren sender ut et 5V signal, blir denne spenningen halvert med de to 100K motstandene for å unngå å skade 3.3V ESP32. Andre sensortyper kan kobles til ESP32 forutsatt at utgangssignalet er kompatibelt. Endelig får plantepotten tørke ut naturlig og sensoravlesningene legges ut hvert 10. minutt til ThingSpeak. Siden ESP32 har ekstra GPIO -pinner, kan andre sensorer som temperatur og fuktighet legges til for å gi ytterligere informasjon om miljøet.

Trinn 4: ESP32 -program

Du må sette opp din egen ThingSpeak -konto hvis du ikke allerede har en.

Arduino IDE -skissen for å måle sensorutgangene og legge dem til ThingSpeak er vist nedenfor. Dette er et helt grunnleggende program uten feilmelding eller fremdriftsrapportering til serieporten. Du vil kanskje pynte det på dine behov. Du må også sette inn din egen ssid, passord og API -nøkkel før du blinker til ESP32.

Når sensorene er koblet til og ESP32 er strømført fra en USB -strømforsyning, sendes avlesninger til ThingSpeak hvert 10. minutt. Ulike lesetider kan angis i programmet.

DATALOGSKETSE

#inkludere WiFiClient -klient;

ugyldig oppsett () {

WiFi.mode (WIFI_STA); connectWiFi (); } void loop () {if (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {connectWiFi (); } client.connect ("api.thingspeak.com", 80); flytrykk = analogRead (34); flytehett = analogRead (35); trykk = trykk * 0,038; // Endre til millibar forsinkelse (1000);

String url = "/oppdatering? Api_key ="; // Bygg streng for innlegg

url += "API -nøkkelen din"; url += "& field1 ="; url += String (trykk); url += "& field2 ="; url += String (cap); client.print (String ("GET") + url + "HTTP/1.1 / r / n" + "Host:" + "api.thingspeak.com" + "\ r / n" + "Connection: close / r / n / r / n "); forsinkelse (600000); // Gjenta hvert 10. minutt}

void connectWiFi () {

mens (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {WiFi.begin ("ssid", "passord"); forsinkelse (2500); }}

Trinn 5: Resultater og konklusjoner

ThingSpeak -plottene viser at sensoravlesningene øker når torven tørker ut. Når du dyrker planter som tomater i torv, er en tensiometeravlesning på 60 millibar den optimale tiden for å vanne plantene. I stedet for å bruke et tensiometer sier spredningsdiagrammet at den mye mer robuste og billigere kapasitive sensoren kan brukes hvis vi starter vanning når sensoravlesningen når 1900.

Oppsummert viser denne instruksjonsboken hvordan du finner utløsingspunktet for vanning for en billig jordfuktighetssensor ved å kalibrere den mot et referansetensiometer. Vanning av planter med riktig fuktighetsnivå vil gi en mye sunnere avling og spare vann.