Toprak Nem Sensörü Kalibrasyonu: 5 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Piyasada bahçıvanın bitkilerini ne zaman sulayacağına karar vermesine yardımcı olacak birçok toprak nem ölçer vardır. Ne yazık ki, bir avuç toprak alıp renk ve dokuyu incelemek bu aletlerin çoğu kadar güvenilir! Hatta bazı problar, damıtılmış suya daldırıldığında "kuru" olarak kayıt yapar. Ucuz DIY toprak nem sensörleri, Ebay veya Amazon gibi yerlerde kolayca bulunabilir. Toprak nemine göre sinyal verecek olsalar da sensör çıktısını mahsulün talepleriyle ilişkilendirmek daha zordur. Bitkilerinizi sulamaya karar verirken, asıl önemli olan bitkinin büyüyen ortamdan su çekmesinin ne kadar kolay olduğudur. Çoğu nem sensörü, suyun bitki için mevcut olup olmadığından ziyade topraktaki su miktarını ölçer. Tansiyometre, suyun toprağa ne kadar iyi bağlandığını ölçmenin olağan yoludur. Bu alet, büyüyen ortamdan suyu çıkarmak için gereken basıncı ölçer, saha çalışmasında kullanılan yaygın basınç birimleri milibar ve kPa'dır. Karşılaştırma için, atmosfer basıncı yaklaşık 1000 milibar veya 100 kPa'dır. Bitki çeşidine ve toprağın türüne bağlı olarak, basınç yaklaşık 100 milibarı aştığında bitkiler solmaya başlayabilir. Bu Talimat, bir DIY tansiyon ölçere karşı daha ucuz ve daha kolay temin edilebilen bir nem sensörünü kalibre etmenin bir yolunu açıklar. Bu, sonuçları kağıda çizerek manuel olarak yapılabilse de, basit bir veri kaydedici kullanılır ve sonuçlar ThingSpeak'te yayınlanır. Yöntem, bir toprak nem sensörünü bir tansiyometre referansına kolayca kalibre etmek için kullanılabilir, böylece bahçıvanın ne zaman sulayacağına, su tasarrufu yapacağına ve sağlıklı mahsuller yetiştireceğine dair bilinçli kararlar verebilir.

Gereçler:

Bu Eğitilebilir Yazının parçaları, Amazon veya Ebay gibi sitelerde arama yapılarak kolayca bulunabilir. En pahalı bileşen, 10 dolardan daha düşük bir fiyata satılan MPX5010DP basınç sensörüdür. Bu Eğitilebilir Kitapta kullanılan bileşenler şunlardır: Kapasitif toprak nem sensörü v1.2ESP32 geliştirme kartıTropf Blumat seramik probNXP basınç sensörü MPX5010DP veya MPX5100DPKauçuk tıpalar6mm OD şeffaf plastik tüp2 100K dirençler1 1M dirençBağlantı telleriKompostlu bitki saksısıİnternet'e bağlı kaynamış suESP'ye WiFiAc32AccessESP'ye bağlı WiFiArduino DP

Adım 1: Tansiyometre

Toprak gerilim ölçer, bir ucunda gözenekli seramik bir kap ve diğer ucunda bir basınç göstergesi bulunan su dolu bir tüptür. Seramik kap ucu, kap toprakla yakın temas halinde olacak şekilde toprağa gömülür. Toprağın su içeriğine bağlı olarak, su tansiyometreden dışarı çıkacak ve borudaki iç basıncı azaltacaktır. Basınç düşüşü, toprağın suya olan ilgisinin doğrudan bir ölçüsüdür ve bitkilerin suyu çekmesinin ne kadar zor olduğunun bir göstergesidir.

Tansiyometreler profesyonel yetiştiriciler için yapılır ancak pahalı olma eğilimindedir. Tropf-Blumat, sulamayı kontrol etmek için seramik bir prob kullanan amatör pazar için otomatik bir sulama cihazı üretmektedir. Bu birimlerden birindeki sonda, yalnızca birkaç dolara mal olan bir gerilimölçer yapmak için kullanılabilir.

İlk görev, plastik diyaframı probun yeşil kafasından ayırmaktır. Yeşil kafaya uygun bir pop, mantıklı kesme ve kesme iki parçayı ayıracak. Ayrıldıktan sonra diyafram borusuna 1 mm'lik bir delik açın. Plastik boru, basınç ölçümleri için diyaframın üstündeki boruya bağlanır. Tüpün ucunu kaynar suda ısıtmak, plastiği yumuşatarak takmayı kolaylaştırır. Alternatif olarak, diyaframı geri dönüştürmek yerine geleneksel bir sıkılmış kauçuk tıpa kullanılabilir. Probdaki basınç, bir U tüpünde desteklenen bir su kolonunun yüksekliği ölçülerek doğrudan ölçülebilir. Desteklenen her inç su, 2,5 milibar basınca eşdeğerdir.

Kullanmadan önce seramik prob, seramiği iyice ıslatmak için birkaç saat suya batırılmalıdır. Prob daha sonra suyla doldurulur ve tıpa takılır. Probun içinde hava kabarcıklarının oluşmasını önlemek için kaynamış su kullanmak en iyisidir. Prob daha sonra nemli kompost içine sıkıca yerleştirilir ve basıncı ölçmeden önce stabilize olmaya bırakılır.

Tansiyometre basıncı, MPX5010DP gibi bir elektronik basınç göstergesi ile de ölçülebilir. Basınç ve göstergeden gelen çıkış voltajı arasındaki ilişki sensör veri sayfasında bulunabilir. Alternatif olarak, sensör doğrudan su dolu U tüplü bir manometreden kalibre edilebilir.

Adım 2: Kapasitif Toprak Nemi Sensörü

Bu Eğitilebilir Tabloda kalibre edilen kapasitif toprak nemi sensörü, İnternette kolayca ve ucuza bulunabilen v1.2 idi. Bu sensör tipi, problar paslanabileceği ve gübreden etkilenebileceği için toprak direncini ölçen tipler yerine seçilmiştir. Kapasitif sensörler, su içeriğinin probdaki kapasitörü ne kadar değiştirdiğini ölçerek çalışır ve bu da probun çıkış voltajını sağlar.

Sensör üzerindeki sinyal ile topraklama pini arasında 1M direnç olmalıdır. Direnç kart üzerine monte edilmiş olmasına rağmen bazen toprak bağlantısı eksiktir. Semptomlar değişen koşullara yavaş tepki vermeyi içerir. Bu bağlantı eksikse, birkaç geçici çözüm vardır. Lehimleme konusunda uzman olanlar, direnci panodaki toprağa bağlayabilir. Alternatif olarak, bunun yerine harici bir 1M direnç kullanılabilir. Direnç çıkıştaki bir kondansatörü boşalttığından, bu, yazılımda sensörü ölçmeden önce çıkış pimini anlık olarak toprağa kısa devre yaparak sağlanabilir.

3. Adım: Veri Kaydı

Tansiyometre ve kapasitif prob, ıslak turba kompostu içeren bir bitki saksısına sıkıca yerleştirilmiştir. Sistemin oturması ve sensörlerden sabit okumalar vermesi için birkaç saat gerekir. Sensör çıkışlarını ölçmek ve sonuçları ThingSpeak'e göndermek için bu Talimatta bir ESP32 geliştirme devre kartı kullanıldı. Devre kartı, ucuz Çinli tedarikçilerden yaygın olarak temin edilebilir ve pinlerin birçoğu analog voltaj ölçümleri için kullanılabilir. Basınç sensörü 5V'luk bir sinyal verdiğinden, 3.3V ESP32'ye zarar vermemek için bu voltaj iki 100K direnç tarafından yarıya indirilir. Çıkış sinyalinin uyumlu olması koşuluyla diğer sensör türleri ESP32'ye bağlanabilir. Son olarak, bitki saksısının doğal olarak kurumasına izin verilir ve sensör okumaları her 10 dakikada bir ThingSpeak'e gönderilir. ESP32'de yedek GPIO pinleri bulunduğundan, ortam hakkında daha fazla bilgi vermek için sıcaklık ve nem gibi diğer sensörler eklenebilir.

Adım 4: ESP32 Programı

Henüz bir hesabınız yoksa, kendi ThingSpeak hesabınızı oluşturmanız gerekecektir.

Sensör çıkışlarını ölçmek ve bunları ThingSpeak'e göndermek için Arduino IDE taslağı aşağıda gösterilmiştir. Bu, seri bağlantı noktasına hata yakalama veya ilerleme raporlaması olmayan çok basit bir programdır, ihtiyaçlarınıza göre süslemek isteyebilirsiniz. Ayrıca, ESP32'ye yanıp sönmeden önce kendi ssid'nizi, şifrenizi ve API anahtarınızı girmeniz gerekir.

Sensörler bağlandıktan ve ESP32'ye bir USB güç kaynağından güç verildikten sonra, okumalar her 10 dakikada bir ThingSpeak'e gönderilir. Program içerisinde farklı okuma süreleri ayarlanabilir.

DATALOG SKIZI

#include WiFiClient istemcisi;

geçersiz kurulum() {

WiFi.modu(WIFI_STA); bağlanWiFi(); } void loop() { if(WiFi.status() != WL_CONNECTED){ connectWiFi(); } client.connect("api.thingspeak.com", 80); şamandıra basıncı = analogRead(34); kayan nokta = analogRead(35); basınç = basınç * 0.038; //milibar gecikmesine değiştir(1000);

String url = "/update?api_key="; // Göndermek için dize oluştur

url += "API anahtarınız"; url += "&alan1="; url += Dize(basınç); url += "&field2="; url += Dize(başlık); client.print(String("GET ") + url + " HTTP/1.1\r\n" + "Ana Bilgisayar: " + "api.thingspeak.com" + "\r\n" + "Bağlantı: kapat\r\ n\r\n"); gecikme(600000); // Her 10 dakikada bir tekrarlayın }

geçersiz connectWiFi(){

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { WiFi.begin("ssid", "şifre"); gecikme (2500); } }

Adım 5: Sonuçlar ve Sonuçlar

ThingSpeak grafikleri, turba kurudukça sensör okumalarının arttığını gösteriyor. Turbada domates gibi bitkiler yetiştirirken, 60 milibarlık bir tansiyometre okuması bitkileri sulamak için en uygun zamandır. Bir tansiyometre kullanmak yerine, dağılım grafiği, sensör okuması 1900'e ulaştığında sulamaya başlarsak çok daha sağlam ve daha ucuz kapasitif sensörün kullanılabileceğini söylüyor.

Özetle, bu Eğitilebilir Tablo, ucuz bir toprak nemi sensörü için bir referans tansiyon ölçere göre kalibre ederek sulama tetikleme noktasının nasıl bulunacağını gösterir. Bitkileri doğru nem seviyesinde sulamak çok daha sağlıklı bir mahsul verir ve su tasarrufu sağlar.