ESP32 WiFi SNÍMAČ VLHKOSTI PŮDY: 5 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Levné senzory půdní vlhkosti, které vysílají přes zem elektrický signál k měření odporu půdy, selhávají. Elektrolýza činí tyto senzory prakticky nepoužitelnými. Více o elektrolýze najdete zde. Senzor použitý v tomto projektu je kapacitní senzor a žádný vodivý kov není v kontaktu s mokrou půdou.

Po načtení firmwaru (skica Arduino) senzor vytvoří na sobě webový server a přihlásí se do vašeho WiFi routeru. Nyní můžete přistupovat na webovou stranu senzoru ESP32. Do cloudu se neposílají žádná data.

Může pomoci určitá obeznámenost s programováním Arduino, pájecími schopnostmi a HTML atd. Pokud stavíte tento projekt, nahrajte fotografie pomocí níže uvedeného odkazu. Užijte si hackování.

Tento senzor může číst:

1. Vlhkost půdy (Můj kód vypočítá gravimetrický obsah vody v půdě)
2. Teplota vzduchu a relativní vlhkost

Zásoby

1. Wemos® Higrow ESP32 WiFi + bluetooth baterie + modul snímače teploty a vlhkosti půdy DHT11

2. Pro protokolování dat (optianal)

   • modul karty Micro SD.
   • Bread Board a OR
   • Páječka, pájecí pasta.
   • Šest propojovacích kabelů žena - muž.

Krok 1: Nainstalujte a nakonfigurujte ID ARDUINO na svůj PC/MAC

Tento postup instalace by měl fungovat na systému Windows PC, MAC a LINUX (x86). Bohužel pro uživatele Raspberry PI knihovny LINUX (ARM) pro desku ESP32 zatím nejsou k dispozici (i když tam byli skuteční chytří lidé, kteří je sestavili ze zdroje).

1. Stáhněte a nainstalujte Arduino IDE
2. V nabídce Předvolby přidejte https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json na URL správce doplňkových desek.
3. Nainstalujte si knihovny ESP32 z Nástroje> Deska> Správce desek. Vyhledejte esp32 podle systémů espressif
4. Vyberte svou desku v nabídce: Nástroje> Deska> WiFi a Bluetooth baterie „WeMos“

5. Nainstalujte požadované knihovny DHT11 z Nástroje> Spravovat knihovny…

   1. Musíte nainstalovat knihovnu senzorů DHT od Adafruit verze 1.3.7 (nebo později?)
   2. Musíte nainstalovat Adafruit Unified Sensor od Adafruit verze 1.0.3

Krok 2: PŘIPOJTE MICRO SD KARTU PRO PŘIHLÁŠENÍ (VOLITELNÉ)

Pokud potřebujete zaznamenat svá data, připojte modul Pololu Micro SD Card. Jiné karty SD mohou mít odlišné zapojení a kód.

Krok 3: STÁHNĚTE ARDUINO SKETCH

1. Stáhněte si příslušnou skicu arduina z GitHubu a otevřete ji.

   1. Esp32_SoilMoisture_WebServer.ino by měl být použit, pokud není připojen žádný modul karty micro sd.
   2. Esp32_SoilMoisture_WebServer_DataLog.ino vyžaduje kartu micro sd a pokračuje v přístupu na internet k serveru NTP. Tato možnost má velmi přesný čas, ale používá velké množství proudu a může vybít baterii.
   3. Esp32_SoilMoisture_WebServer_DataLog_Int_RTC.ino vyžaduje po resetu kartu micro SD a přístup na internet k serveru NTP. Používá interní RTC ESP32 k aktualizaci data/času přijatého při resetu ze serveru NTP. Toto je energeticky nejefektivnější řešení, ale čas nemusí být tak přesný.
2. V náčrtu upravte SSID a heslo routeru.
3. Načrtněte skicu stisknutím tlačítka pro spuštění.
4. Pokud je kompilace úspěšná, stiskněte tlačítko EN a okamžitě spusťte Arduino Serial Monitor (115200 Baud Rate)
5. Počkejte, až se modrá LED rozsvítí a zhasne
6. Nechte si vytisknout IP adresu na sériovém monitoru, zadejte ji do prohlížeče. Nyní uvidíte webovou stránku dat senzoru.
7. Pokud jste přidali čtečku karet micro sd a zkompilovali jste jeden z příslušných náčrtků arduino, můžete ke svým datům přistupovat v souboru /datalog.txt na kartě micro sd.

Krok 4: KALIBRACE OBSAHU GRAVIMETRICKÉ VODY

Jak mám interpretovat čtení půdní vlhkosti z GPIO 32?

Jednou z metod je výpočet gravimetrického obsahu vody v půdě. Vypočítává se jako:

(Hmotnost vody ve vzorku půdy)/(Hmotnost suché půdy ve vzorku)

Shromáždil jsem suchou půdu ze své zahrady (Je to Limpopo, Jižní Afrika, srpnový měsíc a půda je suchá, opravdu suchá). Zeminu můžete vysušit v troubě.

1. Zátěž suchou půdu
2. nasypte suchou zeminu do nádoby, vložte senzor do půdy a odeberte surový snímač (použijte webové rozhraní). Zaznamenejte hmotnost vody (v této fázi = 0) a hodnotu senzoru.
3. Vyjměte senzor, přidejte 10 ml (gramů) vody, řádně promíchejte půdu a vodu a zaznamenejte svou vodní hmotnost (= 10 v této fázi) a hodnotu senzoru.
4. Pokračujte v tomto procesu, jak chcete, nebo dokud přidání vody již neovlivní čtení senzoru.
5. Moje výsledky jsou v přiloženém listu Excelu. GWC se vypočítá jako gwc = exp (-0,0015*SensorValue + 0,7072)

Krok 5: Budoucí vývoj

1. Připojte externí RTC (hodiny v reálném čase). V současné době se k získání času pro protokolování dat používá protokol NTP (Network Time Protocol). To vyžaduje WiFi a je intenzivní
2. Přidejte tlačítka pro spuštění a zastavení WiFi a webového serveru, abyste šetřili využití baterie.
3. Přidejte modul GPRS a deaktivujte WiFi. To ušetří energii.