Lämpötilan ja kosteuden valvonta: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

On kaksi varmaa tultapaa tappaa kasvit nopeasti. Ensimmäinen tapa on leipoa tai jäädyttää ne kuolemaan äärimmäisissä lämpötiloissa. Vaihtoehtoisesti niiden kastelu alle tai yli aiheuttaa niiden kuihtumisen tai mätänemisen. Tietenkin on muitakin tapoja laiminlyödä kasvi, kuten väärä ruokinta tai valaistus, mutta yleensä näiden vaikutusten saavuttaminen kestää päiviä tai viikkoja.

Vaikka minulla on automaattinen kastelujärjestelmä, tunsin tarvetta täysin itsenäiseen lämpötilan ja kosteuden seurantajärjestelmään, jos kastelussa tapahtuu suuri vika. Vastaus oli seurata lämpötilaa ja maaperän kosteuspitoisuutta ESP32 -moduulin avulla ja julkaista tulokset Internetiin. Haluan tarkastella tietoja kaavioina ja kaavioina, joten lukemat käsitellään ThingSpeakissa trendien löytämiseksi. Internetissä on kuitenkin monia muita IoT -palveluja, jotka lähettävät sähköpostiviestejä tai viestejä, kun ne laukaistaan. Läsnä olevaa DS18B20 -mittalaitetta käytetään kasvualueen lämpötilan mittaamiseen. DIY -tensiometri valvoo, kuinka paljon vettä on saatavilla kasveille kasvualustassa. Kun ESP32 on kerännyt näiden antureiden tiedot, ne lähetetään Internetiin WiFin kautta ThingSpeakiin lähetettäväksi.

Tarvikkeet

Tämän näytön osat ovat helposti saatavana Ebaysta tai Amazonista. Digitaalinen barometrinen paineanturimoduuli Nesteveden pinnankorkeuden ohjainlevy DS18B20 Vedenpitävä lämpötila-anturi Trof Blumat -keraaminen anturi ESP32-kehityskortti5k vastus 5-12 V: n virtalähde

Vaihe 1: Lämpötilan mittaus

Vedenpitävää DS18B20 -versiota käytetään lämpötilan mittaamiseen. Tiedot lähetetään laitteeseen ja laitteesta 1-johdinliitännän kautta, joten ESP32-laitteeseen on kytkettävä vain yksi johto. Jokainen DS18B20 sisältää ainutlaatuisen sarjanumeron, jotta useita DS18B20-laitteita voidaan liittää samaan johtoon ja lukea erikseen haluttaessa. luonnos.

Vaihe 2: Tensiometrin rakentaminen

Tensiometri on keraaminen kuppi, joka on täytetty vedellä läheisessä kosketuksessa kasvualustan kanssa. Kuivissa olosuhteissa vesi liikkuu keramiikan läpi, kunnes kuppiin muodostuu riittävästi tyhjiötä, joka pysäyttää kaikki liikkeet. Paine keraamisessa kupissa antaa erinomaisen kuvan siitä, kuinka paljon vettä on kasveille saatavilla. Pippiin tehdään pieni reikä ja putkeen painetaan 4 tuumaa kirkasta muoviputkea. Putken lämmittäminen kuumassa vedessä pehmentää muovia ja helpottaa käyttöä. Jäljellä on vain liottaa ja täyttää anturi kiehuvalla vedellä, työntää anturi maahan ja mitata paine. Internetissä on paljon tietoa tensiometrien käytöstä. Suurin ongelma on pitää kaikki vuotamattomana. Pieni ilmavuoto vähentää vastapainetta ja vesi valuu pois keraamisen kupin läpi. Muoviputken vedenpinnan tulee olla noin tuumaa ylhäältä ja se on täytettävä vedellä tarvittaessa. Hyvä vuotamaton järjestelmä tarvitsee vain lisäystä joka kuukausi.

Vaihe 3: Paineanturi

Tensiometrin paineen mittaamiseen käytetään digitaalista barometrisen paineanturimoduulin nestemäisen vedenpinnan säätökorttia, joka on laajalti saatavilla eBayssa. Paineanturimoduuli koostuu venymämittarista, joka on kytketty HX710b -vahvistimeen, jossa on 24 -bittinen D/A -muunnin. Valitettavasti HX710b: lle ei ole saatavilla omaa Arduino -kirjastoa, mutta HX711 -kirjasto näyttää toimivan hyvin ilman ongelmia. HX711 -kirjasto tuottaa 24 -bittisen luvun, joka on verrannollinen anturin mittaamaan paineeseen. Merkitsemällä ulostulon nollassa ja tunnetussa paineessa anturi voidaan kalibroida tuottamaan käyttäjäystävällisiä paineyksiköitä. On erittäin tärkeää, että kaikki putkistot ja liitännät ovat vuotamattomia. Mahdollinen painehäviö aiheuttaa veden poistumisen keraamisesta kupista, ja tensiometriä on lisättävä usein. Vuototiivis järjestelmä toimii viikkoja, ennen kuin tarvitsee lisää vettä tensiometriin. Jos huomaat vedenpinnan laskevan tuntien, ei viikkojen tai kuukausien sijaan, harkitse putkiliittimien käyttöä putkiliitoksissa.

Vaihe 4: Paineanturin kalibrointi

HX711 -kirjasto antaa 24 -bittisen numeron anturin mittaaman paineen mukaan. Tämä lukema on muutettava tutummiksi paineyksiköiksi, kuten psi, kPa tai millibaari. Tässä Instructable millibars valittiin työyksiköiksi, mutta ulostulo voidaan helposti skaalata muihin mittauksiin. Arduinon luonnoksessa on rivi, joka lähettää raakapaineen lukeman sarjamonitorille, jotta sitä voidaan käyttää kalibrointitarkoituksiin. Jokainen tuuman tuuma vettä luo 2,5 mb paineen. Asetus on esitetty kaaviossa, lukemat otetaan nollapai- neessa ja enimmäispaineessa sarjamittarista. Jotkut saattavat haluta ottaa välilukemia, parhaiten sopivia viivoja ja kaikkea muuta, mutta mittari on melko lineaarinen ja 2 -pisteinen kalibrointi on tarpeeksi hyvä! yhdessä istunnossa. Olin kuitenkin täysin hämmentynyt negatiivisten lukujen aritmetiikasta! Kahden negatiivisen luvun vähentäminen tai jakaminen räjäytti mieleni? Valitsin helpon tien ja korjasin ensin poikkeaman ja lajittelin skaalauskertoimen erilliseksi tehtäväksi. Ensinnäkin anturin raakatuotos mitataan ilman, että anturiin on kytketty mitään. Tämä luku vähennetään raakatuotannon lukemasta, jotta saadaan nollaviite ilman painetta. Kun ESP32 on vilkkunut tällä siirtymäkorjauksella, seuraava askel on asettaa skaalauskerroin oikeiden paineyksiköiden saamiseksi. Tunnistettu paine kohdistetaan anturiin käyttämällä tunnetun korkeuden vesipatsaata. ESP32 vilkkuu sitten sopivalla skaalaustekijällä, jotta saadaan haluttujen yksiköiden paine.

Vaihe 5: Johdotus

ESP32 -kehityskortista on useita versioita luonnossa. Tässä Instructable -ohjelmassa käytettiin 30 -nastaista versiota, mutta ei ole mitään syytä, miksi muiden versioiden ei pitäisi toimia. Kahden anturin lisäksi ainoa komponentti on 5k-vetovastus DS18B20-väylälle. Työntöliittimien käytön sijaan kaikki liitännät juotettiin paremman luotettavuuden varmistamiseksi. ESP32 -kehityskortissa oli sisäänrakennettu jännitesäädin, jotta voidaan käyttää jopa 12 V: n jännitelähdettä. Vaihtoehtoisesti laitteeseen voidaan kytkeä virta USB -liitännän kautta.

Vaihe 6: Arduino -luonnos

Arduinon luonnos lämpötila- ja kosteusmonitorille on melko perinteinen. Ensin kirjastot asennetaan ja käynnistetään. Tämän jälkeen WiFi -yhteys on valmis lähettämään tietoja ThingSpeakiin ja anturit lukevat. Paineen lukemat muunnetaan millibaareiksi ennen kuin ne lähetetään ThingSpeakiin lämpötilalukemien kanssa.

Vaihe 7: Asennus

ESP32 on asennettu suojaan pieneen muovilaatikkoon. Moduulin virtalähteenä voidaan käyttää USB-virtalähdettä ja -kaapelia tai vaihtoehtoisesti sisäinen säädin pystyy toimimaan 5-12 V: n tasavirtalähteen kanssa. Antennikuvion avoimen pään tulee osoittaa reititintä kohti. Käytännössä tämä tarkoittaa, että moduuli on yleensä asennettava pystysuoraan antenni ylimpänä ja osoitettava reititintä kohti. Nyt voit kirjautua sisään ThingSpeakiin ja tarkistaa, etteivät kasvit ole paistettuja, jäädytettyjä tai kuivattuja!

ADDENDUMI on kokeillut monia tapoja päättää kasvien kasteluajasta. Näitä ovat olleet kipsilevyt, vastusanturit, haihdutus, kapasitanssin muutokset ja jopa kompostin punnitseminen. Johtopäätökseni on, että tensiometri on paras anturi, koska se jäljittelee tapaa, jolla kasvit ottavat vettä juuriensa kautta. Kommentoi tai laita viestiä, jos sinulla on ajatuksia aiheesta …