Monitor teploty a vlhkosti: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Existujú dva spoľahlivé spôsoby ohňa, ktoré rýchlo zničia vaše rastliny. Prvým spôsobom je upiecť alebo zmraziť ich pri extrémnych teplotách. Prípadne, ak ich zalejete alebo ich zalejete, spôsobí ich zvädnutie alebo zahnitie koreňov. Samozrejme, existujú aj iné spôsoby, ako zanedbať rastlinu, ako napríklad nesprávne kŕmenie alebo osvetlenie, ale zvyčajne trvá niekoľko dní alebo týždňov, kým sa prejavia.

Napriek tomu, že mám automatický zavlažovací systém, cítil som potrebu mať úplne nezávislý systém monitorovania teploty a vlhkosti pre prípad závažnej poruchy zavlažovania. Odpoveďou bolo monitorovanie teploty a obsahu pôdnej vlhkosti pomocou modulu ESP32 a zverejnenie výsledkov na internete. Rád si prezerám údaje ako grafy a grafy, a preto sú namerané hodnoty spracované na serveri ThingSpeak, aby sa našli trendy. Na internete je však k dispozícii mnoho ďalších služieb internetu vecí, ktoré pri spustení budú odosielať e -maily alebo správy. Tento návod popisuje, ako vytvoriť samostatný záznamník teploty a vlhkosti. Na meranie teploty v pestovateľskej oblasti sa používa všadeprítomný DS18B20. DIY tenziometer monitoruje, koľko vody je k dispozícii pre rastliny v rastovom médiu. Potom, čo sú údaje z týchto senzorov zozbierané systémom ESP32, sú odoslané na internet prostredníctvom WiFi na zverejnenie na ThingSpeak.

Zásoby

Časti použité pre tento monitor sú ľahko dostupné na Ebay alebo Amazon. Digitálny modul barometrického snímača tlaku Modul regulátora hladiny vody v kvapaline DS18B20 Vodotesný snímač teploty Tropf Blumat Keramická sonda Vývojová doska ESP32 5k rezistor 5-12 V napájanie Rozmanité plastové rúrky vhodné pre tenzmeter a snímač Montážna skrinka a zapojenie Wi-Fi pripojenie

Krok 1: Meranie teploty

Na meranie teploty sa používa vodotesná verzia DS18B20. Informácie sa do zariadenia a zo zariadenia odosielajú prostredníctvom 1-vodičového rozhrania, takže k ESP32 je potrebné pripojiť iba jeden vodič. Každý DS18B20 obsahuje jedinečné sériové číslo, takže k rovnakému vodiču je možné pripojiť niekoľko DS18B20 a v prípade potreby ich čítať samostatne. Knižnice a pokyny Arduino sú k dispozícii na internete a umožňujú ovládať rozhranie DS18B20 a 1-Wire, čo výrazne zjednodušuje čítanie údajov skica.

Krok 2: Konštrukcia tenzometra

Tenziometer je keramický pohár naplnený vodou v tesnom kontakte s rastovým médiom. V suchých podmienkach bude voda prechádzať keramikou, kým sa v pohári nevytvorí dostatočné vákuum, ktoré zastaví ďalší pohyb. Tlak v keramickom pohári poskytuje vynikajúci údaj o tom, koľko vody je pre rastliny k dispozícii. Keramickú sondu Tropf Blumat je možné hacknúť na výrobu tenzometra pre domácich majstrov odrezaním hornej časti sondy, ako je znázornené na obrázku. V potrubí sa urobí malý otvor a na potrubie sa pritlačí 4 palce priehľadnej plastovej trubice. Zahrievanie trubice v horúcej vode zmäkne plast a uľahčí prevádzku. Zostáva iba namočiť a naplniť sondu prevarenou vodou, zatlačiť sondu do zeme a zmerať tlak. Informácie o používaní tenzometrov sú na internete veľa. Hlavným problémom je udržať všetko bez úniku. Akýkoľvek mierny únik vzduchu zníži protitlak a voda bude presakovať cez keramický pohár. Hladina vody v plastovej trubici by mala byť asi palec zhora a v prípade potreby by mala byť doplnená vodou. Dobrý systém bez únikov bude potrebné doplniť iba každý mesiac.

Krok 3: Snímač tlaku

Na meranie tlaku tenzometra sa používa doska digitálneho barometrického snímača tlaku, doska na kontrolu hladiny kvapalnej vody, široko dostupná na eBay. Modul snímača tlaku pozostáva z tenzometra prepojeného so zosilňovačom HX710b s 24 -bitovým D/A prevodníkom. Pre HX710b bohužiaľ nie je k dispozícii vyhradená knižnica Arduino, ale zdá sa, že knižnica HX711 namiesto toho funguje bez problémov. Knižnica HX711 bude vydávať 24 -bitové číslo úmerné tlaku nameranému snímačom. Keď si všimneme výstup pri nule a známom tlaku, senzor je možné kalibrovať tak, aby poskytoval užívateľsky prívetivé jednotky tlaku. Je životne dôležité, aby všetky potrubia a spoje boli netesné. Akákoľvek strata tlaku spôsobí únik vody z keramického pohára a tenziometer bude potrebné často dopĺňať. Tesný systém bude fungovať niekoľko týždňov, kým bude potrebovať viac vody v tenziometri. Ak zistíte, že hladina vody klesá skôr ako o niekoľko hodín alebo týždňov, zvážte použitie spojok na potrubie.

Krok 4: Kalibrácia snímača tlaku

Knižnica HX711 vydáva 24 -bitové číslo podľa tlaku nameraného snímačom. Tento údaj je potrebné previesť na známejšie jednotky tlaku, ako sú psi, kPa alebo milibar. V tomto návode boli ako pracovné jednotky zvolené milibary, ale výstup je možné ľahko prispôsobiť iným meraniam. V náčrte Arduino je čiara na odoslanie údajov o surovom tlaku na sériový monitor, aby ich bolo možné použiť na účely kalibrácie. Známe úrovne tlaku je možné vytvoriť zaznamenaním tlaku potrebného na podporu stĺpca vody. Každý palec podporovanej vody vytvorí tlak 2,5 mb. Nastavenie je zobrazené na diagrame, hodnoty sa odčítajú pri nulovom tlaku a maximálnom tlaku zo sériového monitora. Niektorí ľudia môžu radi odčítať priebežné hodnoty, najvhodnejšie čiary a všetko ostatné, ale meradlo je dosť lineárne a 2 -bodová kalibrácia je dosť dobrá! Z dvoch meraní tlaku je možné vypočítať offset a faktor mierky a bleskom zobraziť ESP32. v jednom sedení. Bol som však úplne zmätený s aritmetikou záporných čísel! Odpočítavanie alebo delenie dvoch záporných čísel mi vyletelo z hlavy? Vybral som si jednoduchú cestu von a najskôr som opravil ofset a triedil faktor mierky ako samostatnú úlohu. V prvom rade sa meria surový výstup zo snímača, pričom k snímaču nie je nič pripojené. Toto číslo sa odpočíta od surového výstupného údaja, aby sa poskytla nulová referencia pre žiadny aplikovaný tlak. Po prechode ESP32 s touto korekciou ofsetu je ďalším krokom nastavenie faktora mierky tak, aby poskytoval správne jednotky tlaku. Na senzor sa vyvíja známy tlak pomocou stĺpca vody známej výšky. ESP32 sa potom preblikne s vhodným faktorom mierky, aby sa dosiahol tlak v požadovaných jednotkách.

Krok 5: Zapojenie

Vo voľnej prírode existuje niekoľko verzií vývojovej dosky ESP32. Pre tento Instructable bola použitá 30 -pinová verzia, ale nie je dôvod, prečo by iné verzie nemali fungovať. Okrem dvoch senzorov je jedinou ďalšou súčasťou 5k pull-up odpor pre zbernicu DS18B20. Namiesto použitia tlačných konektorov boli všetky spoje spájané kvôli lepšej spoľahlivosti. Vývojová doska ESP32 mala vstavaný regulátor napätia, takže bolo možné použiť napájanie až 12 V. Alternatívne môže byť jednotka napájaná z konektora USB.

Krok 6: Skica Arduino

Skica Arduina na monitor teploty a vlhkosti je celkom konvenčná. Najprv sa nainštalujú a spustia knižnice. Potom je WiFi pripojenie pripravené na odosielanie údajov do ThingSpeak a načítanie senzorov. Hodnoty tlaku sa pred odoslaním do ThingSpeak s údajmi teploty prevedú na milibar.

Krok 7: Inštalácia

ESP32 je kvôli ochrane namontovaný v malom plastovom boxe. Na napájanie modulu je možné použiť napájací zdroj USB a kábel alebo alternatívne integrovaný regulátor zvládne napájanie 5–12 V DC. Lekcia, ktorú sme si z ESP32 odniesli, je, že vnútorná anténa je dosť smerová. Otvorený koniec vzoru antény by mal smerovať k smerovaču. V praxi to znamená, že modul by mal byť zvyčajne namontovaný zvisle s anténou hore a nasmerovaný na smerovač. Teraz sa môžete prihlásiť do ThingSpeak a skontrolovať, či vaše rastliny nie sú pečené, mrazené alebo sušené!

ADDENDUMI som vyskúšal mnoho spôsobov, ako sa rozhodovať, kedy zalievať rastliny. Patria sem sadrové bloky, odporové sondy, evapotranspirácia, zmeny kapacity a dokonca váženie kompostu. Môj záver je, že tenziometer je najlepší senzor, pretože napodobňuje spôsob, akým rastliny extrahujú vodu cez svoje korene. Ak máte na túto tému nápady, napíšte komentár alebo správu …