Temperatur- och fuktövervakare: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:39

Det finns två säkra eldsätt för att snabbt döda dina växter. Det första sättet är att baka eller frysa dem ihjäl med extrema temperaturer. Alternativt, under eller över vattning kommer de att få dem att vissna eller ruttna bort rötterna. Naturligtvis finns det andra sätt att försumma en växt, till exempel felaktig matning eller belysning, men det tar vanligtvis dagar eller veckor att få stor effekt.

Även om jag har ett automatiskt vattningssystem, kände jag behovet av att ha ett helt oberoende temperatur- och fuktövervakningssystem vid ett stort fel med bevattningen. Svaret var att övervaka temperatur och jordfuktighet med hjälp av en ESP32 -modul och publicera resultaten på internet. Jag gillar att se data som grafer och diagram och så behandlas avläsningarna på ThingSpeak för att hitta trender. Det finns dock många andra IoT -tjänster tillgängliga på internet som skickar e -postmeddelanden eller meddelanden när de utlöses. Denna instruktion beskriver hur man bygger en fristående temperatur- och fuktdatalogger. Den allestädes närvarande DS18B20 används för att mäta temperaturen i det växande området. En DIY -tensiometer övervakar hur mycket vatten som finns tillgängligt för växterna i odlingsmedierna. Efter att data från dessa sensorer har samlats in av ESP32 skickas den till internet via WiFi för att kunna publiceras på ThingSpeak.

Tillbehör

Delarna som används för denna bildskärm är lättillgängliga på Ebay eller Amazon Digital Barometric Pressure Sensor Module Liquid Water Level Controller Board DS18B20 Vattentät temperatursensor Tropf Blumat KeramikprobeESP32 Utvecklingskort 5k motstånd 5-12V strömförsörjning Assorterade plastslangar som passar tensiometer och sensor Monteringslåda och ledningar Wifi-anslutning

Steg 1: Temperaturmätning

Den vattentäta versionen av DS18B20 används för att mäta temperaturen. Information skickas till och från enheten via ett 1-tråds gränssnitt så att endast en enda tråd behöver anslutas till ESP32. Varje DS18B20 innehåller ett unikt serienummer så att flera DS18B20 kan anslutas till samma kabel och läsas separat om så önskas. Arduino-bibliotek och instruktioner är lätt tillgängliga på internet för att hantera DS18B20 och 1-Wire-gränssnittet vilket avsevärt förenklar dataläsningen skiss.

Steg 2: Tensiometerkonstruktion

Tensiometern är en keramisk kopp fylld med vatten i nära kontakt med odlingsmediet. Under torra förhållanden kommer vatten att röra sig genom keramiken tills tillräckligt med vakuum samlas i koppen för att stoppa ytterligare rörelse. Trycket i den keramiska koppen ger en utmärkt indikation på hur mycket vatten som finns tillgängligt för växterna. En Tropf Blumat Keramisk Sond kan hackas för att göra en DIY -tensiometer genom att skära bort den övre delen av sonden som visas på bilden. Ett litet hål görs i pipen och 4 tum klart plaströr pressas på pipen. Uppvärmning av röret i varmt vatten kommer att mjuka upp plasten och göra operationen enklare. Det återstår bara att blöta och fylla sonden med kokt vatten, trycka ner sonden i marken och mäta trycket. Det finns mycket information om hur man använder tensiometrar på internet. Huvudproblemet är att hålla allt läckagefritt. Varje lätt luftläcka minskar mottrycket och vattnet kommer att sippra bort genom den keramiska koppen. Vattennivån i plaströret bör vara ungefär en tum från toppen och bör fyllas på med vatten vid behov. Ett bra läckagefritt system behöver bara fyllas på varje månad eller så.

Steg 3: Trycksensor

En digital barometrisk trycksensormodul för flytande vattennivåstyrkort, allmänt tillgänglig på eBay, används för att mäta tensiometertrycket. Trycksensormodulen består av en töjningsmätare kopplad till en HX710b -förstärkare med en 24 -bitars D/A -omvandlare. Tyvärr finns det inget dedikerat Arduino -bibliotek tillgängligt för HX710b men HX711 -biblioteket verkar fungera bra utan problem istället. HX711 -biblioteket kommer att mata ut ett 24 bitars tal som är proportionellt mot trycket som mäts av sensorn. Genom att notera utgången vid noll och ett känt tryck kan sensorn kalibreras för att ge användarvänliga tryckenheter. Det är mycket viktigt att allt rörarbete och anslutningar är läckfria. Varje tryckförlust gör att vatten släpper ut från den keramiska koppen och tensiometern behöver ofta fyllas på. Ett läckagetätt system kommer att fungera i veckor innan det behöver mer vatten i tensiometern. Om du tycker att vattennivån sjunker över timmar snarare än veckor eller månader, överväg att använda rörklämmor vid rörskarvarna.

Steg 4: Kalibrering av trycksensor

HX711 -biblioteket matar ut ett 24 bitars tal enligt trycket som mäts av sensorn. Denna avläsning behöver konverteras till mer välbekanta tryckenheter som psi, kPa eller millibar. I denna instruerbara millibar valdes som arbetsenheter men utmatningen kan enkelt skalas till andra mätningar. Det finns en linje i Arduino -skissen för att skicka råtrycksavläsningen till seriemonitorn så att den kan användas för kalibreringsändamål. Kända trycknivåer kan skapas genom att registrera det tryck som krävs för att stödja en vattenkolonn. Varje tum vatten som stöds skapar ett tryck på 2,5 mb. Inställningen visas i diagrammet, avläsningar görs vid nolltryck och maximalt tryck från den seriella monitorn. Vissa människor kanske gillar att ta mellanläsningar, bäst passande linjer och allt det där guffet men mätaren är ganska linjär och en 2 -punktskalibrering är tillräckligt bra! Det är möjligt att räkna ut offset och skalfaktor från två tryckmätningar och blinka ESP32 på en session. Jag blev dock helt förvirrad med negativt talaritmetik! Att subtrahera eller dela två negativa tal fick mig att tänka? Jag tog den enkla vägen ut och korrigerade förskjutningen först och sorterade ut skalningsfaktorn som en separat uppgift. Först och främst mäts råeffekten från sensorn utan att något är kopplat till sensorn. Detta tal subtraheras från råutmatningsavläsningen för att ge en nollreferens för inget applicerat tryck. Efter blinkning av ESP32 med denna förskjutningskorrigering är nästa steg att ställa in skalningsfaktorn för att ge rätt tryckenheter. Ett känt tryck appliceras på sensorn med hjälp av en vattenkolonn med känd höjd. ESP32 blinkar sedan med en lämplig skalningsfaktor för att ge trycket i de önskade enheterna.

Steg 5: Kabeldragning

Det finns flera versioner av ESP32 -utvecklingskortet ute i naturen. För denna instruerbara användes en 30 -stifts version men det finns ingen anledning till att andra versioner inte skulle fungera. Förutom de två sensorerna är den enda andra komponenten ett 5k uppdragningsmotstånd för DS18B20-bussen. Istället för att använda push -on -kontakter, löds alla anslutningar för bättre tillförlitlighet. ESP32 -utvecklingsbordet hade en inbyggd spänningsregulator så att en spänningsförsörjning på upp till 12 V kunde användas. Alternativt kan enheten drivas via USB -uttaget.

Steg 6: Arduino Sketch

Arduino -skissen för temperatur- och fuktövervakaren är ganska konventionell. Först och främst installeras och initieras biblioteken. Sedan är WiFi -anslutningen redo att posta data till ThingSpeak och sensorerna läses. Tryckavläsningar omvandlas till millibar innan de skickas till ThingSpeak med temperaturavläsningarna.

Steg 7: Installation

ESP32 är monterad i en liten plastlåda för skydd. En USB-strömförsörjning och kabel kan användas för att driva modulen eller alternativt kommer den inbyggda regulatorn att klara 5-12V DC-matning. En läxa på den hårda vägen med ESP32 är att den interna antennen är ganska riktad. Den öppna änden av antennmönstret ska peka mot routern. I praktiken innebär detta att modulen vanligtvis ska monteras vertikalt med antennen uppåt och riktad mot routern. Nu kan du logga in på ThingSpeak och kontrollera att dina växter inte är bakade, frysta eller uttorkade!

ADDENDUMI har försökt många sätt att bestämma när man ska vattna växter. Dessa har inkluderat gipsblock, resistansprober, evapotranspiration, kapacitansändringar och till och med vägning av komposten. Min slutsats är att tensiometern är den bästa sensorn eftersom den härmar hur växter extraherar vatten genom sina rötter. Kommentera eller meddela om du har tankar om ämnet …