Monitor de temperatura i humitat: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Hi ha dues maneres segures de disparar ràpidament les plantes. La primera manera és coure-les o congelar-les fins a la mort amb temperatures extremes. Com a alternativa, si els regueu per sota o per sobre, els faran marcar o podrir les arrels. Per descomptat, hi ha altres maneres de descuidar una planta, com l’alimentació o l’il·luminació incorrectes, però normalment solen trigar dies o setmanes a tenir molt efecte.

Tot i que tinc un sistema de reg automàtic, vaig sentir la necessitat de tenir un sistema de control de la temperatura i la humitat completament independent en cas de fallada important amb el reg. La resposta va ser controlar la temperatura i el contingut d’humitat del sòl mitjançant un mòdul ESP32 i publicar els resultats a Internet. M'agrada veure les dades com a gràfics i gràfics, de manera que les lectures es processen a ThingSpeak per trobar tendències. No obstant això, hi ha molts altres serveis IoT disponibles a Internet que enviaran correus electrònics o missatges quan s’activi. L’omnipresent DS18B20 s’utilitza per mesurar la temperatura a la zona de cultiu. Un tensiòmetre de bricolatge controla la quantitat d'aigua disponible per a les plantes en els mitjans de cultiu. Després que l’ESP32 recopila les dades d’aquests sensors, s’envia a Internet via WiFi per publicar-les a ThingSpeak.

Subministraments

Les peces que s’utilitzen per a aquest monitor estan disponibles a Ebay o Amazon. Mòdul de sensor de pressió baromètrica digital Mòdul de control de nivell d’aigua líquida DS18B20 Sensor de temperatura impermeable Sonda de ceràmica Troff Blumat Taula de desenvolupament ESP32 Resistència 5 k Alimentació d’alimentació 12-12 Tubs de plàstic assortits per adaptar-se al tensiòmetre i al sensor Caixa de muntatge i cablejat Connexió wifi

Pas 1: mesura de la temperatura

La versió impermeable del DS18B20 s’utilitza per mesurar la temperatura. La informació s’envia des del dispositiu des d’un dispositiu mitjançant una interfície d’1 cable, de manera que només cal connectar un cable únic a l’ESP32. Cada DS18B20 conté un número de sèrie únic de manera que es poden connectar diversos DS18B20 al mateix cable i llegir-los per separat si es vol. Les biblioteques i instruccions Arduino estan disponibles a Internet per gestionar la interfície DS18B20 i 1-Wire, que simplifiquen molt la lectura de dades. esbós.

Pas 2: construcció del tensiòmetre

El tensiòmetre és una tassa de ceràmica plena d’aigua en estret contacte amb els mitjans de cultiu. En condicions seques, l’aigua es mourà a través de la ceràmica fins que s’acumuli prou buit a la tassa per aturar qualsevol altre moviment. La pressió de la tassa de ceràmica dóna una excel·lent indicació de la quantitat d’aigua disponible per a les plantes. Es pot piratejar una sonda de ceràmica Tropf Blumat per fer un tensiòmetre de bricolatge tallant la part superior de la sonda tal com es mostra a la imatge. Es fa un petit forat a la pipa i es premen 4 polzades de tub de plàstic transparent sobre la pipa. L’escalfament del tub en aigua calenta estovarà el plàstic i facilitarà l’operació. Tot el que queda és remullar i omplir la sonda amb aigua bullida, empènyer la sonda al terra i mesurar la pressió. Hi ha molta informació sobre l’ús de tensiòmetres a Internet. El principal problema és mantenir tot el contingut lliure de fuites. Qualsevol lleugera fuga d’aire redueix la contrapressió i l’aigua es filtrarà a través de la tassa de ceràmica. El nivell de l’aigua del tub de plàstic hauria de ser aproximadament una polzada des de la part superior i s’hauria de cobrir d’aigua quan fos necessari. Un bon sistema lliure de fuites només haurà de completar-se cada mes més o menys.

Pas 3: sensor de pressió

Per mesurar la pressió del tensiòmetre s’utilitza una placa de control de nivell d’aigua líquida del mòdul del sensor de pressió baromètric digital, àmpliament disponible a eBay. El mòdul del sensor de pressió consisteix en un manòmetre de tensió acoblat a un amplificador HX710b amb un convertidor D / A de 24 bits. Malauradament, no hi ha cap biblioteca Arduino dedicada disponible per a l'HX710b, però la biblioteca HX711 sembla funcionar bé sense problemes. La biblioteca HX711 generarà un nombre de 24 bits proporcional a la pressió mesurada pel sensor. Si es nota la sortida a zero i la pressió coneguda, el sensor es pot calibrar per proporcionar unitats de pressió fàcils d’utilitzar. És de vital importància que totes les connexions i les canonades no tinguin fuites. Qualsevol pèrdua de pressió fa que l’aigua s’escapi del got de ceràmica i el tensiòmetre necessitarà un recarregament freqüent. Un sistema hermètic funcionarà durant setmanes abans de necessitar més aigua al tensiòmetre. Si creieu que el nivell de l'aigua cau al llarg d'hores en lloc de setmanes o mesos, penseu en utilitzar clips de canonada a les juntes de canonades.

Pas 4: Calibratge del sensor de pressió

La biblioteca HX711 emet un número de 24 bits segons la pressió mesurada pel sensor. Aquesta lectura s’ha de convertir en unitats de pressió més familiars com psi, kPa o mil·libars. En aquesta instrucció es van triar els mil·libars com a unitats de treball, però la sortida es pot escalar fàcilment a altres mesures. Hi ha una línia a l’esbós d’Arduino per enviar la lectura de pressió bruta al monitor sèrie de manera que es pugui utilitzar per calibrar. Es poden crear nivells de pressió coneguts registrant la pressió necessària per suportar una columna d’aigua. Cada polzada d’aigua suportada crearà una pressió de 2,5 mb. La configuració es mostra al diagrama, les lectures es prenen a pressió zero i màxima des del monitor sèrie. A algunes persones els pot agradar fer lectures intermèdies, línies d’ajust adequades i tot això, però l’indicador és bastant lineal i un calibratge de 2 punts és prou bo! en una sessió. Tot i això, em vaig confondre completament amb l’aritmètica de nombres negatius. Restar o dividir dos números negatius em va bufar la ment? Vaig agafar la sortida més fàcil i vaig corregir el desplaçament primer i vaig ordenar el factor d’escala com una tasca separada. Primer de tot, la sortida bruta del sensor es mesura sense res connectat al sensor. Aquest nombre es resta de la lectura de sortida bruta per donar una referència zero per a la pressió aplicada. Després de parpellejar l’ESP32 amb aquesta correcció de desplaçament, el següent pas és establir el factor d’escala per donar les unitats de pressió correctes. S’aplica una pressió coneguda al sensor mitjançant una columna d’aigua d’alçada coneguda. A continuació, l'ESP32 es mostra amb un factor d'escala adequat per donar pressió a les unitats desitjades.

Pas 5: cablejat

Hi ha diverses versions de la placa de desenvolupament ESP32 en llibertat. Per a aquesta instrucció es va utilitzar una versió de 30 pins, però no hi ha cap raó per la qual altres versions no haurien de funcionar. A més dels dos sensors, l’únic altre component és una resistència de tracció de 5 k per al bus DS18B20. En lloc d’utilitzar connectors push-on, totes les connexions es van soldar per obtenir una millor fiabilitat. La placa de desenvolupament ESP32 tenia un regulador de tensió integrat de manera que es podia utilitzar una alimentació de tensió de fins a 12 V. Alternativament, la unitat es pot alimentar mitjançant la presa USB.

Pas 6: Arduino Sketch

L’esbós d’Arduino per al monitor de temperatura i humitat és força convencional. En primer lloc, s’instal·len i s’inicien les biblioteques. A continuació, la connexió WiFi es configura a punt per publicar dades a ThingSpeak i es llegeixen els sensors. Les lectures de pressió es converteixen en mil·libars abans d’enviar-se a ThingSpeak amb les lectures de temperatura.

Pas 7: Instal·lació

L'ESP32 està muntat en una petita caixa de plàstic per protegir-la. Es pot utilitzar una font d’alimentació USB i un cable per alimentar el mòdul o, alternativament, el regulador incorporat s’enfrontarà a la font de 5-12V CC. L'extrem obert del patró de l'antena hauria de dirigir-se cap al router. A la pràctica, això vol dir que el mòdul normalment s’ha de muntar verticalment amb l’antena superior i apuntar cap al router. Ara podeu iniciar sessió a ThingSpeak i comprovar que les plantes no estiguin cuites, congelades ni dessecades.

ADDENDUMI he provat moltes maneres de decidir quan regar les plantes. Aquests han inclòs blocs de guix, sondes de resistència, evapotranspiració, canvis de capacitat i fins i tot pesar el compost. La meva conclusió és que el tensiòmetre és el millor sensor perquè imita la forma en què les plantes extreuen aigua a través de les seves arrels. Si us plau, comenteu o envieu un missatge si teniu reflexions sobre el tema …