Senzor vlhkosti pôdy ESP32 WiFi: 5 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:05

Lacné snímače pôdnej vlhkosti, ktoré vysielajú elektrický signál cez pôdu na meranie odporu pôdy, zlyhávajú. Vďaka elektrolýze nie sú tieto snímače praktické. Viac informácií o elektrolýze nájdete tu. Senzor použitý v tomto projekte je kapacitný senzor a žiadny vodivý kov nie je v kontakte s mokrou pôdou.

Po načítaní firmvéru (skica Arduino) senzor vytvorí na sebe webový server a prihlási sa do vášho WiFi routera. Teraz máte prístup na webovú stranu senzora ESP32. Do cloudu sa neposielajú žiadne údaje.

Pomôcť môže určitá znalosť programovania Arduino, spájkovacie schopnosti a HTML atď. Ak staviate tento projekt, nahrajte fotografie pomocou nižšie uvedeného odkazu. Užite si hackovanie.

Tento senzor dokáže čítať:

1. Vlhkosť pôdy (Môj kód vypočíta gravimetrický obsah vody v pôde)
2. Teplota vzduchu a relatívna vlhkosť

Zásoby

1. Wemos® Higrow ESP32 WiFi + bluetooth batéria + modul snímača teploty a vlhkosti pôdy DHT11

2. Na zaznamenávanie údajov (optické)

   • modul karty Micro SD.
   • Chlebová doska a OR
   • Spájkovačka, spájkovacia pasta.
   • Šesť prepojovacích káblov Žena - Muž.

Krok 1: Nainštalujte a nakonfigurujte IDE ARDUINO na svojom počítači PC/MAC

Tento postup nastavenia by mal fungovať na systéme Windows PC, MAC a LINUX (x86). Nanešťastie pre používateľov Raspberry PI ešte nie sú k dispozícii knižnice LINUX (ARM) pre dosku ESP32 (aj keď sa našli skutoční šikovní ľudia, ktorí ich zostavili zo zdroja).

1. Stiahnite si a nainštalujte IDE Arduino
2. V ponuke Predvoľby pridajte https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json na adresu URL doplnkového správcu dosiek.
3. Nainštalujte si knižnice ESP32 z ponuky Nástroje> Doska> Správca dosiek. Vyhľadajte esp32 podľa systémov espressif
4. Vyberte svoju dosku v ponuke: Nástroje> Doska> WiFi a Bluetooth batéria „WeMos“

5. Nainštalujte požadované knižnice DHT11 z ponuky Nástroje> Spravovať knižnice …

   1. Je potrebné nainštalovať knižnicu senzorov DHT do verzie Adafruit verzie 1.3.7 (alebo neskôr?)
   2. Musíte nainštalovať Adafruit Unified Sensor od Adafruit verzie 1.0.3

Krok 2: PRIPOJTE MICRO SD KARTU NA ZAREGISTRÁCIA (VOLITEĽNÉ)

Ak potrebujete prihlásiť svoje údaje, pripojte modul karty Micro SD Pololu. Ostatné karty SD môžu mať odlišné zapojenie a kód.

Krok 3: STIAHNITE SI ARDUINO SKETCH

1. Stiahnite si príslušný náčrt arduina z GitHubu a otvorte ho.

   1. Esp32_SoilMoisture_WebServer.ino by sa mal používať, ak nie je pripojený žiadny modul karty micro sd.
   2. Esp32_SoilMoisture_WebServer_DataLog.ino vyžaduje kartu micro sd a pokračuje v prístupe na internet k serveru NTP. Táto možnosť má veľmi presný čas, ale používa veľké množstvo prúdu a môže vybiť batériu.
   3. Esp32_SoilMoisture_WebServer_DataLog_Int_RTC.ino vyžaduje po resetovaní kartu micro SD a prístup na internet k serveru NTP. Na aktualizáciu dátumu/času prijatého pri resete zo servera NTP používa interný kód RTC systému ESP32. Toto je energeticky najúčinnejšie riešenie, ale čas nemusí byť taký presný.
2. V náčrte upravte SSID a heslo smerovača.
3. Zostavte skicu stlačením klávesu boot.
4. Ak je kompilácia úspešná, stlačte tlačidlo EN a ihneď spustite sériový monitor Arduino (prenosová rýchlosť 115 200 Baud)
5. Počkajte, kým sa modrá LED nerozsvieti a nezhasne
6. Nechajte si vytlačiť IP adresu na sériovom monitore, zadajte ju do svojho prehliadača. Teraz uvidíte webovú stránku s údajmi senzora.
7. Ak ste pridali čítačku kariet micro sd a zostavili ste jeden z príslušných náčrtkov arduino, k svojim údajom máte prístup v /datalog.txt svojej karty micro sd.

Krok 4: KALIBRÁCIA OBSAHU GRAVIMETRICKEJ VODY

Ako mám interpretovať čítanie pôdnej vlhkosti z GPIO 32?

Jednou z metód je výpočet gravimetrického obsahu vody v pôde. Vypočítava sa takto:

(Hmotnosť vody vo vzorke pôdy)/(Hmotnosť suchej pôdy vo vzorke)

Zhromaždil som suchú pôdu zo svojej záhrady (Je to Limpopo, Južná Afrika, augustový mesiac a pôda je suchá, skutočne suchá). Pôdu môžete sušiť v rúre.

1. Zaťažte suchú pôdu
2. nalejte suchú zeminu do nádoby, vložte senzor do pôdy a urobte surový údaj zo senzora (použite webové rozhranie). Zaznamenajte hmotnosť vody (v tejto fáze = 0) a hodnotu senzora.
3. Vyberte snímač, pridajte 10 ml (gram) vody, dôkladne premiešajte pôdu a vodu a zaznamenajte svoju vodnú hmotnosť (= 10 v tomto štádiu) a hodnotu senzora.
4. Pokračujte v tomto procese, pokiaľ chcete, alebo kým pridanie vody už neovplyvní čítanie senzora.
5. Moje výsledky sú v priloženom hárku programu Excel. GWC sa vypočíta ako gwc = exp (-0,0015*SensorValue + 0,7072)

Krok 5: Budúci vývoj

1. Pripojte externý RTC (hodiny v reálnom čase). V súčasnosti sa na získanie času na zaznamenávanie údajov používa protokol NTP (Network Time Protocol). To vyžaduje WiFi a je intenzívne aktuálne
2. Pridajte tlačidlá na spustenie a zastavenie WiFi a webového servera, aby ste ušetrili využitie batérie.
3. Pridajte modul GPRS a vypnite WiFi. Tým ušetríte energiu.