Temperatūros ir drėgmės monitorius: 7 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Yra du tikri ugnies būdai, kaip greitai sunaikinti augalus. Pirmasis būdas yra juos iškepti arba užšaldyti iki kraštutinės temperatūros. Arba, laistydami juos per arba per daug, jie nudžius arba supūva šaknys. Žinoma, yra ir kitų būdų, kaip nepaisyti augalo, pavyzdžiui, netinkamas šėrimas ar apšvietimas, tačiau dažniausiai tai užtrunka kelias dienas ar savaites, kad būtų pasiektas didelis poveikis.

Nors turiu automatinę laistymo sistemą, jaučiau poreikį turėti visiškai nepriklausomą temperatūros ir drėgmės stebėjimo sistemą, jei laistymas būtų labai sutrikęs. Atsakymas buvo stebėti temperatūrą ir dirvožemio drėgmės kiekį naudojant ESP32 modulį ir paskelbti rezultatus internete. Man patinka duomenis matyti kaip grafikus ir diagramas, todėl rodmenys apdorojami „ThingSpeak“, kad būtų galima rasti tendencijas. Tačiau internete yra daug kitų daiktų interneto paslaugų, kurios, kai bus suaktyvintos, siųs el. Laiškus ar pranešimus. Šioje instrukcijoje aprašoma, kaip sukurti atskirą temperatūros ir drėgmės duomenų registratorių. Visur esantis DS18B20 naudojamas temperatūrai auginimo vietoje matuoti. „Pasidaryk pats“tenzometras stebi, kiek vandens augalams galima gauti auginimo terpėje. Kai ESP32 surinks šių jutiklių duomenis, jie bus siunčiami į internetą per „WiFi“, kad būtų paskelbti „ThingSpeak“.

Prekės

Šiam monitoriui naudojamos dalys yra lengvai prieinamos „Ebay“arba „Amazon“. Skaitmeninis barometrinis slėgio jutiklio modulis skysto vandens lygio valdiklis DS18B20 Neperšlampamas temperatūros jutiklis „tropf Blumat“keraminis zondas ESP32 kūrimo plokštė

1 žingsnis: Temperatūros matavimas

Temperatūrai matuoti naudojama vandeniui atspari DS18B20 versija. Informacija į įrenginį ir iš jo siunčiama per 1 laido sąsają, todėl prie ESP32 reikia prijungti tik vieną laidą. Kiekviename DS18B20 yra unikalus serijos numeris, todėl keli DS18B20 gali būti prijungti prie to paties laido ir, jei pageidaujama, skaityti atskirai. „Arduino“bibliotekos ir instrukcijos yra lengvai prieinamos internete, kad būtų galima valdyti DS18B20 ir 1 laidų sąsają, o tai labai supaprastina duomenų skaitymą eskizas.

2 žingsnis: Tensiometro konstrukcija

Tensiometras yra keraminis puodelis, pripildytas vandens, glaudžiai liečiantis su auginimo terpe. Sausomis sąlygomis vanduo judės per keramiką, kol puodelyje susidarys pakankamai vakuumo, kad sustabdytų tolesnius judesius. Slėgis keraminiame puodelyje puikiai parodo, kiek vandens yra augalams. „Tropf Blumat“keramikos zondą galima nulaužti ir pasidaryti „pasidaryk pats“tenzometrą, nupjaunant viršutinę zondo dalį, kaip parodyta paveikslėlyje. Vamzdyje padaryta nedidelė skylė ir ant vamzdžio prispaudžiamas 4 colių skaidraus plastiko vamzdelis. Vamzdį pašildžius karštu vandeniu, plastikas suminkštės ir bus lengviau dirbti. Belieka mirkyti ir užpildyti zondą virintu vandeniu, stumti zondą į žemę ir matuoti slėgį. Internete yra daug informacijos apie tenzometrų naudojimą. Pagrindinė problema yra tai, kad viskas nepatektų. Bet koks nedidelis oro nutekėjimas sumažina priešslėgį, o vanduo prasiskverbia pro keraminį puodelį. Vandens lygis plastikiniame vamzdyje turėtų būti maždaug colio atstumu nuo viršaus ir prireikus turėtų būti papildytas vandeniu. Gerą sistemą be nuotėkio reikės papildyti tik kas mėnesį.

3 žingsnis: slėgio jutiklis

Tensiometro slėgiui matuoti naudojama skaitmeninė barometrinio slėgio jutiklio modulio skysto vandens lygio reguliatoriaus plokštė, plačiai prieinama „eBay“. Slėgio jutiklio modulį sudaro įtempimo matuoklis, sujungtas su HX710b stiprintuvu su 24 bitų D/A keitikliu. Deja, HX710b nėra specialios „Arduino“bibliotekos, tačiau atrodo, kad HX711 biblioteka veikia be problemų. HX711 biblioteka išves 24 bitų skaičių, proporcingą jutiklio išmatuotam slėgiui. Atkreipiant dėmesį į išvestį esant nuliui ir žinomą slėgį, jutiklį galima sukalibruoti, kad būtų patogūs slėgio vienetai. Labai svarbu, kad visi vamzdžiai ir jungtys būtų nesandarūs. Dėl bet kokio slėgio sumažėjimo vanduo išeina iš keraminio puodelio, o tenzometrą reikės dažnai papildyti. Hermetiška sistema veiks kelias savaites, kol tenzimetre reikės daugiau vandens. Jei pastebite, kad vandens lygis krenta per kelias valandas, o ne savaites ar mėnesius, apsvarstykite galimybę naudoti vamzdžių spaustukus vamzdžių jungtyse.

4 žingsnis: Slėgio jutiklio kalibravimas

HX711 biblioteka išleidžia 24 bitų skaičių pagal jutiklio išmatuotą slėgį. Šį rodmenį reikia konvertuoti į labiau žinomus slėgio vienetus, tokius kaip psi, kPa ar milibarai. Šiame darbiniame vienete buvo pasirinkti „Instructable“milibrai, tačiau išvestį galima lengvai pritaikyti kitiems matavimams. „Arduino“eskize yra eilutė, skirta neapdorotam slėgiui nusiųsti į nuoseklųjį monitorių, kad jis galėtų būti naudojamas kalibravimui. Žinomus slėgio lygius galima sukurti įrašant slėgį, reikalingą palaikyti vandens stulpelį. Kiekvienas palaikomas vandens colis sukurs 2,5 mb slėgį. Sąranka parodyta diagramoje, rodmenys imami esant nuliniam slėgiui ir maksimaliam slėgiui iš serijinio monitoriaus. Kai kuriems žmonėms gali patikti atlikti tarpinius rodmenis, geriausiai tinkančias linijas ir visa kita, bet matuoklis yra gana tiesinis, o 2 taškų kalibravimas yra pakankamai geras! Galima apskaičiuoti poslinkį ir skalės koeficientą iš dviejų slėgio matavimų ir paleisti ESP32 per vieną seansą. Tačiau aš visiškai susipainiojau su neigiamu skaičių aritmetika! Dviejų neigiamų skaičių atėmimas ar padalijimas man sukrėtė protą? Aš pasirinkau lengvą kelią ir pirmiausia ištaisiau poslinkį, o mastelio koeficientą surūšiavau kaip atskirą užduotį. Visų pirma neapdorota jutiklio produkcija yra matuojama be nieko prijungto prie jutiklio. Šis skaičius atimamas iš neapdorotos produkcijos rodmens, kad būtų nulinis atskaitos taškas be slėgio. Užblokavus ESP32 su šia poslinkio korekcija, kitas žingsnis yra nustatyti mastelio koeficientą, kad būtų pateikti teisingi slėgio vienetai. Žinomas slėgis jutikliui taikomas naudojant žinomo aukščio vandens stulpelį. Tada ESP32 mirksi tinkamu mastelio koeficientu, kad būtų pasiektas norimų vienetų slėgis.

5 žingsnis: laidų prijungimas

Gamtoje yra keletas ESP32 kūrimo plokštės versijų. Šiam „Instructable“buvo naudojama 30 kontaktų versija, tačiau nėra jokios priežasties, kodėl kitos versijos neturėtų veikti. Be dviejų jutiklių, vienintelis kitas komponentas yra 5k traukimo rezistorius DS18B20 magistralėje. Vietoj stumiamų jungčių visos jungtys buvo lituojamos, kad būtų užtikrintas didesnis patikimumas. ESP32 kūrimo plokštėje buvo įmontuotas įtampos reguliatorius, kad būtų galima naudoti iki 12 V įtampos maitinimą. Arba įrenginys gali būti maitinamas per USB lizdą.

6 žingsnis: „Arduino“eskizas

Temperatūros ir drėgmės monitoriaus „Arduino“eskizas yra gana įprastas. Pirmiausia įdiegtos ir inicijuojamos bibliotekos. Tada „WiFi“ryšys yra paruoštas paskelbti duomenis „ThingSpeak“ir nuskaityti jutiklius. Prieš siunčiant į „ThingSpeak“su temperatūros rodmenimis, slėgio rodmenys konvertuojami į milibaarus.

7 žingsnis: diegimas

ESP32 yra sumontuotas mažoje plastikinėje dėžutėje apsaugai. Moduliui maitinti galima naudoti USB maitinimo šaltinį ir kabelį, arba borto reguliatorius veiks su 5-12 V nuolatinės srovės tiekimu. ESP32 sunkiai išmokta pamoka yra ta, kad vidinė antena yra gana kryptinga. Antenos modelio atviras galas turi būti nukreiptas į maršrutizatorių. Praktiškai tai reiškia, kad modulis paprastai turi būti sumontuotas vertikaliai, antena viršuje ir nukreipta į maršrutizatorių. Dabar galite prisijungti prie „ThingSpeak“ir patikrinti, ar jūsų augalai nėra kepti, užšalę ar išdžiūvę!

ADDENDUMI išbandė daugybę būdų, kaip nuspręsti, kada laistyti augalus. Tai apima gipso blokus, pasipriešinimo zondus, garavimo transpiraciją, talpos pokyčius ir net komposto svėrimą. Mano išvada yra ta, kad tenzometras yra geriausias jutiklis, nes jis imituoja tai, kaip augalai išgauna vandenį per savo šaknis. Jei turite minčių šia tema, rašykite komentarus ar žinutes…