Jordfugtighedssensor kalibrering: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Der er mange jordfugtighedsmålere på markedet for at hjælpe gartneren med at beslutte, hvornår de skal vande deres planter. Desværre er det lige så pålideligt at gribe en håndfuld jord og kontrollere farven og teksturen som mange af disse gadgets! Nogle sonder registrerer endda “tørre”, når de dyppes i destilleret vand. Billige DIY jordfugtighedssensorer er let tilgængelige på steder som Ebay eller Amazon. Selvom de vil give et signal i henhold til jordfugtigheden, er det vanskeligere at knytte sensorens output til afgrødens krav. Når du beslutter dig for at vande dine planter, er det virkelig vigtigt, hvor let det er for planten at udvinde vand fra de voksende medier. De fleste fugtfølere måler mængden af vand i jorden frem for om vandet er tilgængeligt for planten. Et tensiometer er den sædvanlige måde at måle, hvor godt vandet er bundet til jorden. Dette instrument måler det tryk, der kræves for at fjerne vandet fra vækstmedierne. Almindelige trykenheder, der bruges i feltarbejde, er millibar og kPa. Til sammenligning er atmosfæretrykket omkring 1000 millibar eller 100 kPa. Afhængig af plantesort og jordtype kan planterne begynde at visne, når trykket overstiger ca. 100 mIllibars. Denne instruktionsbog beskriver en måde at kalibrere en billigere og lettere tilgængelig fugtføler mod et DIY -tensiometer. Selvom dette kunne gøres manuelt ved at plotte resultaterne på papir, bruges en simpel datalogger og resultaterne offentliggøres på ThingSpeak. Metoden kan bruges til let at kalibrere en jordfugtighedsføler til en tensiometerreference, så gartneren kan træffe informerede beslutninger om, hvornår man skal vande, spare vand og dyrke sunde afgrøder.

Tilbehør:

Dele til denne Instructable findes let ved at søge på websteder som Amazon eller Ebay. Den dyreste komponent er MPX5010DP tryksensoren, som fås for mindre end $ 10. Komponenter, der bruges i denne instruktør er: Kapacitiv jordfugtighedssensor v1.2ESP32 udviklingsplade Tropf Blumat keramisk sondeNXP tryksensor MPX5010DP eller MPX5100DP Gummipropper6mm OD klart plastrør2 100K modstande1 1M modstandForbindelsestrådePlantebeholder med kompostKogt vandThingSpeak kontoArduino

Trin 1: Tensiometer

Et jordtensiometer er et vandfyldt rør med en porøs keramisk kop i den ene ende og en manometer i den anden. Den keramiske kopende er begravet i jorden, så koppen er i tæt kontakt med jorden. Afhængigt af jordens vandindhold vil vand passere ud af tensiometeret og reducere det indre tryk i røret. Trykreduktionen er et direkte mål for jordens affinitet for vand og en indikator på, hvor svært det er for planter at udvinde vand.

Tensiometre er lavet til den professionelle avler, men har en tendens til at være dyre. Tropf-Blumat fremstiller en automatisk vandingsanordning til amatørmarkedet, som bruger en keramisk sonde til at kontrollere kunstvandingen. Sonden fra en af disse enheder kan bruges til at lave et tensiometer, der kun koster et par dollars.

Den første opgave er at adskille plastmembranen fra sondens grønne hoved. Det er en pop, der passer ind i det grønne hoved, fornuftig skæring og klipning vil adskille de to dele. Når det er delt fra hinanden, bores et hul på 1 mm i membranrøret. Plastrøret er forbundet til pipen på toppen af membranen til trykmålinger. Opvarmning af enden af røret i kogende vand vil blødgøre plasten for at gøre montering lettere. Alternativt kan en traditionel boret gummiprop bruges i stedet for at genbruge membranen. Trykket i sonden kan måles direkte ved at måle højden af en vandsøjle understøttet i et U -rør. Hver tomme vand understøttet svarer til 2,5 millibars tryk.

Før brug skal den keramiske sonde sættes i blød i vand i et par timer for at væde keramikken grundigt. Sonden fyldes derefter med vand, og proppen monteres. Det er bedst at bruge kogt vand for at forhindre, at der dannes luftbobler inde i sonden. Sonden indsættes derefter fast i fugtig kompost og efterlades for at stabilisere, før trykket måles.

Tensiometertryk kan også måles med en elektronisk manometer, f.eks. MPX5010DP. Forholdet mellem tryk og udgangsspænding fra måleren findes i sensorens datablad. Alternativt kan sensoren kalibreres direkte fra et vandfyldt U -rørmanometer.

Trin 2: Kapacitiv jordfugtighedssensor

Den kapacitive jordfugtighedsføler, der var kalibreret i denne Instructable, var v1.2 let og billigt tilgængelig på Internettet. Denne type sensor blev valgt frem for de typer, der måler jordmodstand, fordi sonderne kan tære og de påvirkes af gødning. De kapacitive sensorer arbejder ved at måle, hvor meget vandindholdet ændrer kondensatoren i sonden, som igen giver sondens udgangsspænding.

Der skal være en 1M modstand mellem signalet og jordstiftet på sensoren. Selvom modstanden er monteret på kortet, mangler der undertiden jordforbindelse. Symptomer omfatter langsom reaktion på ændrede forhold. Der er flere løsninger, hvis denne forbindelse mangler. Fagfolk i lodning kan forbinde modstanden med jord på brættet. Alternativt kan en ekstern 1M modstand bruges i stedet. Da modstanden aflader en kondensator på udgangen, kan dette opnås i software ved kortslutning af udgangsstiften til jord før sensoren måles.

Trin 3: Datalogning

Tensiometeret og den kapacitive sonde er solidt placeret sammen i en plantepotte, der indeholder våd tørvkompost. Et par timer er nødvendige for at systemet kan slå sig ned og give jævn aflæsning fra sensorerne. Et ESP32 udviklings kredsløbskort blev brugt i denne instruktionsbog til at måle sensorens output og poste resultaterne til ThingSpeak. Printkortet er bredt tilgængeligt fra billige kinesiske leverandører, og flere af benene kan bruges til analoge spændingsmålinger. Da trykføleren udsender et 5V signal, halveres denne spænding med de to 100K modstande for at undgå at beskadige 3.3V ESP32. Andre sensortyper kan tilsluttes ESP32, forudsat at udgangssignalet er kompatibelt. Endelig får plantegryden lov til at tørre naturligt ud, og sensoraflæsningerne sendes hvert 10. minut til ThingSpeak. Da ESP32 har ekstra GPIO -ben, kan andre sensorer som temperatur og fugtighed tilføjes for at give yderligere oplysninger om miljøet.

Trin 4: ESP32 -program

Du bliver nødt til at oprette din egen ThingSpeak -konto, hvis du ikke allerede har en.

Arduino IDE -skitsen til måling af sensoroutput og postering til ThingSpeak er vist nedenfor. Dette er et meget grundlæggende program uden fejlfanger eller statusrapportering til den serielle port, du vil måske pynte det til dine behov. Du skal også indsætte din egen ssid, adgangskode og API -nøgle, før du blinker til ESP32.

Når sensorerne er tilsluttet og ESP32 strømforsynet fra en USB -strømforsyning, sendes aflæsninger til ThingSpeak hvert 10. minut. Der kan indstilles forskellige læsetider i programmet.

DATALOGSKETSE

#inklusiv WiFiClient -klient;

ugyldig opsætning () {

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

String url = "/opdater? Api_key ="; // Byg streng til udstationering

url += "Din API -nøgle"; url += "& field1 ="; url += String (tryk); url += "& field2 ="; url += String (cap); client.print (String ("GET") + url + "HTTP/1.1 / r / n" + "Host:" + "api.thingspeak.com" + "\ r / n" + "Forbindelse: luk / r / n / r / n "); forsinkelse (600000); // Gentag hvert 10. minut}

void connectWiFi () {

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

Trin 5: Resultater og konklusioner

ThingSpeak -plottene viser, at sensoraflæsningerne stiger, når tørven tørrer ud. Når man dyrker planter som tomater i tørv, er en tensiometeraflæsning på 60 millibar det optimale tidspunkt at vande planterne på. I stedet for at bruge et tensiometer siger spredningsdiagrammet, at den meget mere robuste og billigere kapacitive sensor kan bruges, hvis vi starter kunstvanding, når sensoraflæsningen når 1900.

Sammenfattende viser denne instruktør, hvordan man finder vandingsudløserpunktet for en billig jordfugtighedsføler ved at kalibrere det mod et referencetensiometer. Vanding af planter med det korrekte fugtniveau vil give en meget sundere afgrøde og spare vand.