Jordfuktighetssensorkalibrering: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:36

Det finns många jordfuktighetsmätare på marknaden för att hjälpa trädgårdsmästaren att bestämma när de ska vattna sina växter. Tyvärr är det lika pålitligt att ta en handfull jord och inspektera färgen och konsistensen som många av dessa prylar! Vissa prober registrerar till och med "torra" när de doppas i destillerat vatten. Billiga DIY jordfuktighetssensorer är lätt tillgängliga på platser som Ebay eller Amazon. Även om de kommer att ge en signal enligt markfuktigheten, är det svårare att relatera sensorutmatningen till grödans krav. När du bestämmer dig för att vattna dina växter är det verkligen viktigt hur lätt det är för växten att extrahera vatten från odlingsmedierna. De flesta fuktsensorer mäter mängden vatten i jorden snarare än om vattnet är tillgängligt för växten. En tensiometer är det vanliga sättet att mäta hur väl vattnet är bunden till jorden. Detta instrument mäter det tryck som krävs för att avlägsna vattnet från odlingsmedierna, vanliga tryckenheter som används vid fältarbete är millibar och kPa. För jämförelse är atmosfärstrycket cirka 1000 millibar eller 100 kPa. Beroende på växtsort och jordart kan växterna börja vissna när trycket överstiger cirka 100 mIlibar. Denna instruktionsbok beskriver ett sätt att kalibrera en billigare och lättillgängligare fuktsensor mot en DIY -tensiometer. Även om detta kan göras manuellt genom att plotta resultaten på papper, används en enkel datalogger och resultaten läggs ut på ThingSpeak. Metoden kan användas för att enkelt kalibrera en jordfuktighetssensor till en tensiometerreferens så att trädgårdsmästaren kan fatta välgrundade beslut om när man ska bevattna, spara vatten och odla friska grödor.

Tillbehör:

Delarna till denna instruerbara finns lätt att söka på webbplatser som Amazon eller Ebay. Den dyraste komponenten är MPX5010DP trycksensor som är tillgänglig för mindre än $ 10. Komponenter som används i denna instruerbara är: Kapacitiv jordfuktighetssensor v1.2ESP32 utvecklingsbrädaTropf Blumat keramisk sondNXP trycksensor MPX5010DP eller MPX5100DP Gummiproppar6mm OD klart plaströr2 100K motstånd1 1M motstånd Anslutningstrådar Växtkanna med kompostKokt vattenThingSpeak kontoArduino anslutenAndu -ID

Steg 1: Tensiometer

En jordtensiometer är ett vattenfylldt rör med en porös keramisk kopp i ena änden och en manometer i den andra. Den keramiska koppänden är begravd i jorden så att koppen är i nära kontakt med jorden. Beroende på markens vatteninnehåll kommer vatten att passera ut ur tensiometern och minska det inre trycket i röret. Tryckminskningen är ett direkt mått på jordens affinitet för vatten och en indikator på hur svårt det är för växter att utvinna vatten.

Tensiometrar är gjorda för den professionella odlaren men tenderar att vara dyra. Tropf-Blumat tillverkar en automatisk vattningsanordning för amatörmarknaden som använder en keramisk sond för att styra bevattningen. Sonden från en av dessa enheter kan användas för att göra en tensiometer som kostar bara några dollar.

Den första uppgiften är att separera plastmembranet från sondens gröna huvud. Det är en pop som passar in i det gröna huvudet, förnuftig skärning och klippning kommer att separera de två delarna. När du har splittrat, borra ett 1 mm hål i membranröret. Plaströret är anslutet till pipen på membranets ovansida för tryckmätningar. Uppvärmning av rörets ände i kokande vatten kommer att mjuka upp plasten för att underlätta montering. Alternativt kan en traditionell uttråkad gummipropp användas istället för att återvinna membranet. Trycket i sonden kan mätas direkt genom att mäta höjden på en vattenspelare som stöds i ett U -rör. Varje tum vatten som stöds motsvarar 2,5 millibars tryck.

Före användning måste den keramiska sonden blötläggas i vatten i några timmar för att blöta keramiken ordentligt. Sonden fylls sedan med vatten och proppen monteras. Det är bäst att använda kokt vatten för att förhindra att luftbubblor bildas inuti sonden. Sonden sätts sedan fast i fuktig kompost och lämnas för att stabilisera innan trycket mäts.

Tensiometertryck kan också mätas med en elektronisk tryckmätare som MPX5010DP. Förhållandet mellan tryck och utspänning från mätaren finns i sensordatabladet. Alternativt kan sensorn kalibreras direkt från en vattenfylld U -rörmanometer.

Steg 2: Kapacitiv jordfuktighetssensor

Den kapacitiva jordfuktighetssensorn kalibrerad i denna instruktionsbok var v1.2 lätt och billigt tillgänglig på Internet. Denna typ av sensor valdes framför de typer som mäter jordmotstånd eftersom proberna kan korrodera och de påverkas av gödningsmedel. De kapacitiva sensorerna fungerar genom att mäta hur mycket vatteninnehållet ändrar kondensatorn i sonden som i sin tur ger sondens utspänning.

Det bör finnas ett 1M -motstånd mellan signalen och jordstiftet på sensorn. Även om motståndet är monterat på kortet saknas ibland jordanslutningen. Symtomen inkluderar långsam reaktion på förändrade förhållanden. Det finns flera lösningar om denna anslutning saknas. Fackmän i lödning kan koppla motståndet till marken på brädet. Alternativt kan ett externt 1M -motstånd användas istället. Eftersom motståndet tömmer en kondensator på utgången, kan detta uppnås i programvara genom att kortsluta utgångsstiften till jord innan sensorn mäts.

Steg 3: Dataloggning

Tensiometern och den kapacitiva sonden är ordentligt placerade tillsammans i en växtkruka som innehåller våt torvkompost. Några timmar krävs för att systemet ska lösa sig och ge konstanta avläsningar från sensorerna. Ett ESP32 utvecklings kretskort användes i denna instruktionsbok för att mäta sensorutgångarna och posta resultaten till ThingSpeak. Kretskortet är allmänt tillgängligt från billiga kinesiska leverantörer och flera av stiften kan användas för analoga spänningsmätningar. Eftersom trycksensorn matar ut en 5V -signal, halveras denna spänning med de två 100K -motstånden för att undvika att skada 3.3V ESP32. Andra typer av sensorer kan anslutas till ESP32 förutsatt att utsignalen är kompatibel. Slutligen får växtkrukan torka ut naturligt och sensoravläsningarna läggs ut var tionde minut till ThingSpeak. Eftersom ESP32 har extra GPIO -stift kan andra sensorer som temperatur och luftfuktighet läggas till för att ge ytterligare information om miljön.

Steg 4: ESP32 -program

Du måste skapa ett eget ThingSpeak -konto om du inte redan har ett.

Arduino IDE -skissen för att mäta sensorutgångarna och posta dem till ThingSpeak visas nedan. Detta är ett mycket grundläggande program utan felinställningar eller rapportering av framsteg till serieporten, du kanske vill försköna det efter dina behov. Du måste också infoga din egen ssid, lösenord och API -nyckel innan du blinkar till ESP32.

När sensorerna är anslutna och ESP32 drivs från en USB -strömförsörjning skickas avläsningar till ThingSpeak var 10: e minut. Olika lästider kan ställas in inom programmet.

DATALOG SKETCH

#inkludera WiFiClient -klient;

void setup () {

WiFi.mode (WIFI_STA); connectWiFi (); } void loop () {if (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {connectWiFi (); } client.connect ("api.thingspeak.com", 80); flyttryck = analogRead (34); float cap = analogRead (35); tryck = tryck * 0,038; // Ändra till millibarfördröjning (1000);

String url = "/uppdatering? Api_key ="; // Skapa sträng för utstationering

url += "Din API -nyckel"; url += "& field1 ="; url += Sträng (tryck); 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 "); fördröjning (600000); // Upprepa var 10: e minut}

void connectWiFi () {

medan (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {WiFi.begin ("ssid", "lösenord"); fördröjning (2500); }}

Steg 5: Resultat och slutsatser

ThingSpeak -diagrammen visar att sensoravläsningarna ökar när torven torkar ut. När man odlar växter som tomater i torv är en tensiometeravläsning på 60 millibar den optimala tiden att vattna plantorna. I stället för att använda en tensiometer säger spridningsdiagrammet att den mycket mer robusta och billigare kapacitiva sensorn kan användas om vi startar bevattning när sensoravläsningen når 1900.

Sammanfattningsvis visar denna instruktionsbok hur man hittar utlösningspunkten för bevattning för en billig jordfuktighetssensor genom att kalibrera den mot en referens -tensiometer. Att vattna växter med rätt fuktnivå ger en mycket hälsosammare gröda och sparar vatten.