Temperatur- og fuktighetsmonitor: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Det er to sikre brannmåter for å raskt drepe plantene dine. Den første måten er å bake eller fryse dem i hjel med ekstreme temperaturer. Alternativt vil under eller for vanning dem føre til at de visner eller råtner bort røttene. Selvfølgelig er det andre måter å neglisjere en plante, for eksempel feil mating eller belysning, men det tar vanligvis dager eller uker å ha stor effekt.

Selv om jeg har et automatisk vanningssystem, følte jeg behovet for å ha et helt uavhengig temperatur- og fuktighetsovervåkingssystem i tilfelle en stor feil med vanningen. Svaret var å overvåke temperatur og jordfuktighet ved hjelp av en ESP32 -modul og legge ut resultatene på internett. Jeg liker å se dataene som grafer og diagrammer, og derfor behandles avlesningene på ThingSpeak for å finne trender. Imidlertid er det mange andre IoT -tjenester tilgjengelig på internett som sender e -post eller meldinger når de utløses. Denne instruksjonsboken beskriver hvordan du bygger en frittstående temperatur- og fuktighetsdatalogger. Den allestedsnærværende DS18B20 brukes til å måle temperaturen i det voksende området. Et DIY tensiometer overvåker hvor mye vann som er tilgjengelig for plantene i vekstmediene. Etter at dataene fra disse sensorene er samlet inn av ESP32, blir de sendt til internett via WiFi for publisering på ThingSpeak.

Rekvisita

Delene som brukes til denne skjermen er lett tilgjengelige på Ebay eller Amazon Digital Barometric Pressure Sensor Module Liquid Water Level Controller Board DS18B20 Vanntett temperatursensor Tropf Blumat Keramisk sondeESP32 Development Board 5k motstand 5-12V strømforsyning Assorterte plastrør som passer til tensiometer og sensor Monteringsboks og ledninger Wifi tilkobling

Trinn 1: Temperaturmåling

Den vanntette versjonen av DS18B20 brukes til å måle temperaturen. Informasjon sendes til og fra enheten via et 1-tråds grensesnitt, slik at bare en enkelt ledning trenger å være koblet til ESP32. Hver DS18B20 inneholder et unikt serienummer slik at flere DS18B20s kan kobles til samme ledning og leses separat hvis det er ønskelig. Arduino-biblioteker og instruksjoner er lett tilgjengelige på internett for å håndtere DS18B20 og 1-Wire-grensesnittet som i stor grad forenkler datalesningen skisse.

Trinn 2: Tensiometerkonstruksjon

Tensiometeret er en keramisk kopp fylt med vann i nær kontakt med dyrkingsmediet. Under tørre forhold vil vann bevege seg gjennom keramikken til det oppstår nok vakuum i koppen for å stoppe ytterligere bevegelse. Trykket i den keramiske koppen gir en utmerket indikasjon på hvor mye vann som er tilgjengelig for plantene. En Tropf Blumat Keramisk Probe kan hackes for å lage et DIY tensiometer ved å kutte bort den øverste delen av sonden som vist på bildet. Et lite hull er laget i pipen og 4 tommer klart plastrør presset på pipen. Oppvarming av røret i varmt vann vil myke opp plasten og gjøre operasjonen enklere. Det gjenstår bare å suge og fylle sonden med kokt vann, skyve sonden i bakken og måle trykket. Det er mye informasjon om bruk av tensiometre på internett. Hovedproblemet er å holde alt lekkasjefrit. Enhver liten luftlekkasje reduserer mottrykket, og vannet vil sive bort gjennom den keramiske koppen. Vannstanden i plastrøret skal være omtrent en tomme fra toppen og bør fylles med vann når det er nødvendig. Et godt lekkasjefrit system trenger bare å fylle på hver måned eller så.

Trinn 3: Trykksensor

Et digitalt barometrisk trykksensormodul for flytende vannstandskontrollkort, som er allment tilgjengelig på eBay, brukes til å måle tensiometertrykket. Trykkfølermodulen består av en strekkmåler som er koblet til en HX710b forsterker med en 24 -biters D/A -omformer. Dessverre er det ikke et dedikert Arduino -bibliotek tilgjengelig for HX710b, men HX711 -biblioteket ser ut til å fungere bra uten problemer i stedet. HX711 -biblioteket sender ut et 24 -biters tall proporsjonalt med trykket målt av sensoren. Ved å merke utgangen på null og et kjent trykk, kan sensoren kalibreres for å gi brukervennlige trykkenheter. Det er avgjørende at alt rørarbeid og tilkoblinger er lekkasjefrie. Ethvert tap i trykket får vann til å slippe ut fra den keramiske koppen, og tensiometeret trenger hyppig påfylling. Et lekkasjetett system vil fungere i flere uker før det trenger mer vann i tensiometeret. Hvis du finner vannnivået synke over timer i stedet for uker eller måneder, bør du vurdere å bruke rørklips ved rørleddene.

Trinn 4: Kalibrering av trykksensor

HX711 -biblioteket sender ut et 24 -biters tall i henhold til trykket målt av sensoren. Denne avlesningen må konverteres til mer kjente trykk enheter som psi, kPa eller millibar. I denne instruerbare millibaren ble valgt som arbeidsenheter, men utgangen kan enkelt skaleres til andre målinger. Det er en linje i Arduino -skissen for å sende råtrykksavlesningen til den serielle skjermen slik at den kan brukes til kalibreringsformål. Kjente trykknivåer kan opprettes ved å registrere trykket som kreves for å støtte en vannsøyle. Hver tomme vann som støttes vil skape et trykk på 2,5 mb. Oppsettet er vist i diagrammet, avlesninger tas ved null trykk og maksimalt trykk fra den serielle monitoren. Noen mennesker liker å ta mellomliggende avlesninger, best fit lines og alt det der, men måleren er ganske lineær og en 2 -punktskalibrering er bra nok! Det er mulig å regne ut forskyvningen og skaleringsfaktoren fra to trykkmålinger og blinke ESP32 i en økt. Jeg ble imidlertid helt forvirret med negativ tallregning! Å trekke fra eller dele to negative tall blåste meg. Jeg tok den enkle veien ut og korrigerte forskyvningen først og sorterte skaleringsfaktoren som en egen oppgave. For det første måles råproduksjonen fra sensoren uten at noe er koblet til sensoren. Dette tallet blir trukket fra rå utdata for å gi en nullreferanse for ikke påført trykk. Etter å ha blinket ESP32 med denne forskyvningskorreksjonen, er neste trinn å sette skaleringsfaktoren til å gi de riktige trykkene. Et kjent trykk påføres sensoren ved hjelp av en vannsøyle med kjent høyde. ESP32 blinker deretter med en passende skaleringsfaktor for å gi trykket i de ønskede enhetene.

Trinn 5: Kabling

Det er flere versjoner av ESP32 utviklingsbord ute i naturen. For denne instruksjonsboken ble det brukt en 30 -pinners versjon, men det er ingen grunn til at andre versjoner ikke skulle fungere. I tillegg til de to sensorene, er den eneste andre komponenten en 5k pull-up-motstand for DS18B20-bussen. I stedet for å bruke push -on -kontakter ble alle tilkoblingene loddet for bedre pålitelighet. ESP32 -utviklingskortet hadde en innebygd spenningsregulator slik at en spenningsforsyning på opptil 12 V kunne brukes. Alternativt kan enheten drives via USB -kontakten.

Trinn 6: Arduino Sketch

Arduino -skissen for temperatur- og fuktighetsmonitoren er ganske konvensjonell. Først og fremst er bibliotekene installert og startet. Deretter er WiFi -tilkoblingen klar til å legge ut data til ThingSpeak og sensorene leses. Trykkavlesninger konverteres til millibar før de sendes til ThingSpeak med temperaturavlesningene.

Trinn 7: Installasjon

ESP32 er montert i en liten plastboks for beskyttelse. En USB-strømforsyning og kabel kan brukes til å drive modulen, eller alternativt vil den innebygde regulatoren takle 5-12V likestrømforsyning. En lærdom på den harde måten med ESP32 er at den interne antennen er ganske retningsbestemt. Den åpne enden av antennemønsteret skal peke mot ruteren. I praksis betyr dette at modulen vanligvis skal monteres vertikalt med antennen øverst og peke mot ruteren. Nå kan du logge deg inn på ThingSpeak og kontrollere at plantene dine ikke er bakt, frosset eller uttørket!

ADDENDUMI har prøvd mange måter å bestemme når de skal vanne planter. Disse har inkludert gipsblokker, motstandsprober, evapotranspirasjon, kapasitansendringer og til og med veiing av komposten. Min konklusjon er at tensiometeret er den beste sensoren fordi den etterligner måten planter trekker ut vann gjennom røttene på. Kommenter eller send melding hvis du har tanker om emnet …