צג טמפרטורה ולחות: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

ישנן שתי דרכי אש בטוחות להרוג במהירות את הצמחים שלך. הדרך הראשונה היא לאפות או להקפיא אותם למוות עם טמפרטורות קיצוניות. לחלופין, השקיה מתחת או יותר תגרום להם לקמול או להירקב מהשורשים. כמובן שישנן דרכים אחרות להזניח צמח כגון הזנה לא נכונה או תאורה אך בדרך כלל אלה לוקחות ימים או שבועות להשפעה רבה.

למרות שיש לי מערכת השקיה אוטומטית, הרגשתי צורך להיות במערכת ניטור טמפרטורה ולחות עצמאית לחלוטין במקרה של תקלה גדולה בהשקיה. התשובה הייתה לעקוב אחר הטמפרטורה ותכולת הלחות בקרקע באמצעות מודול ESP32 ופרסום התוצאות לאינטרנט. אני אוהב לראות את הנתונים כגרפים ותרשימים ולכן הקריאות מעובדות ב- ThingSpeak כדי למצוא מגמות. עם זאת, ישנם הרבה שירותי IoT אחרים הזמינים באינטרנט אשר ישלחו הודעות דוא ל או הודעות כאשר הם מופעלים. הוראה זו מתארת כיצד לבנות נתון טמפרטורה ולחות עצמאי. DS18B20 בכל מקום משמש למדידת הטמפרטורה באזור הגידול. מד טנסיומטר עוקב אחר כמות המים הזמינה לצמחים באמצעי הגידול. לאחר שנאספו הנתונים מחיישנים אלה על ידי ה- ESP32, הם נשלחים לאינטרנט באמצעות WiFi לצורך פרסום ב- ThingSpeak.

אספקה

החלקים המשמשים לצג זה זמינים ב- eBay או באמזון מודול חיישן לחץ ברומטרי דיגיטלי לוח בקר מפלס מים נוזלי DS18B20 חיישן טמפרטורה עמיד למים Tropf Blumat בדיקות קרמיקה ESP32 לוח פיתוח 5k אספקת חשמל מגוונת להתאמת טנסומטר וחיישן תיבת הרכבה וחיווט חיבור Wifi

שלב 1: מדידת טמפרטורה

הגרסה העמידה למים של DS18B20 משמשת למדידת הטמפרטורה. מידע נשלח אל המכשיר וממנו באמצעות ממשק 1-Wire כך שרק חוט אחד צריך להיות מחובר ל- ESP32. כל DS18B20 מכיל מספר סידורי ייחודי כך שניתן לחבר מספר DS18B20 לאותו חוט ולקרוא אותו בנפרד אם תרצה בכך. ספריות והנחיות Arduino זמינות באינטרנט לטיפול בממשק DS18B20 ו- 1-Wire אשר מפשט מאוד את קריאת הנתונים. סְקִיצָה.

שלב 2: בניית טנסיומטר

הטנסיומטר הוא כוס קרמיקה מלאה במים במגע הדוק עם אמצעי הגידול. בתנאים יבשים, מים יעברו דרך הקרמיקה עד שיצטבר מספיק ואקום בכוס כדי לעצור כל תנועה נוספת. הלחץ בכוס הקרמיקה נותן אינדיקציה מצוינת לכמה מים זמינים לצמחים. ניתן לפרוץ בדיקת קרמיקה מסוג Tropf Blumat ליצירת מד טנסיומטר על ידי חיתוך החלק העליון של החללית כפי שמוצג בתמונה. חור קטן עשוי בצינור ו -4 סנטימטרים של צינור פלסטיק שקוף נלחץ על הצינור. חימום הצינור במים חמים ירכך את הפלסטיק ויקל על הפעולה. כל שנותר הוא להשרות ולמלא את החללית במים רתוחים, לדחוף את החללית לאדמה ולמדוד את הלחץ. יש מידע רב על השימוש בטנסיומטרים באינטרנט. הבעיה העיקרית היא לשמור על הכל ללא דליפות. כל דליפת אוויר קלה מפחיתה את לחץ הגב והמים יחלחלו דרך כוס הקרמיקה. מפלס המים בצינור הפלסטיק צריך להיות בערך סנטימטר מהחלק העליון ויש למלא אותו במים בעת הצורך. מערכת טובה ללא דליפות תזדקק לתוספת רק כל חודש בערך.

שלב 3: חיישן לחץ

לוח חיישן לחץ ברומטרי דיגיטלי מודול לוח מפלס מים נוזלי, הזמין באופן נרחב ב- eBay, משמש למדידת לחץ הטנסיומטר. מודול חיישן הלחץ מורכב ממד מתיחה המחובר למגבר HX710b עם ממיר D/A של 24 ביט. למרבה הצער, אין ספריית Arduino ייעודית זמינה עבור HX710b אך נראה כי ספריית HX711 עובדת היטב ללא בעיות במקום זאת. ספריית HX711 תפיק מספר 24 ביט ביחס ללחץ הנמדד על ידי החיישן. על ידי ציון הפלט באפס ולחץ ידוע, ניתן לכייל את החיישן כך שיספק יחידות לחץ ידידותיות למשתמש. חשוב מאוד שכל עבודות הצינור והחיבורים יהיו ללא דליפות. כל ירידה בלחץ גורמת למים להימלט מהכוס הקרמית והטנסיומטר יזדקק למילוי תדיר. מערכת אטומה לדליפה תפעל במשך שבועות לפני שתזדקק ליותר מים במד הטנסיומטר. אם אכן אתה מוצא את מפלס המים יורד על פני שעות ולא שבועות או חודשים, שקול להשתמש בקלי צינור במפרקי הצינור.

שלב 4: כיול חיישן לחץ

ספריית HX711 מפיקה מספר 24 סיביות בהתאם ללחץ הנמדד על ידי החיישן. קריאה זו צריכה להפוך ליחידות לחץ מוכרות יותר כמו psi, kPa או מיליבר. במיליבר זה להוראה נבחרו כיחידות העבודה אך ניתן להגדיל את הפלט בקלות למדידות אחרות. יש קו בשרטוט Arduino לשלוח את קריאת הלחץ הגולמי לצג הסדרתי כך שניתן יהיה להשתמש בה לצרכי כיול. ניתן ליצור רמות לחץ ידועות על ידי רישום הלחץ הנדרש לתמיכה בעמוד מים. כל סנטימטר מים נתמך ייצור לחץ של 2.5 מגה. ההתקנה מוצגת בתרשים, הקריאות נלקחות בלחץ אפס ולחץ מקסימלי מהצג הטורי. יש אנשים שאולי יאהבו לבצע קריאות ביניים, קווים מתאימים ביותר וכל השטף הזה אבל המד הוא די ליניארי וכיול של 2 נקודות מספיק טוב! אפשר לחשב את גורם הקיזוז והקנה מידה משתי מדידות לחץ ולהבהב את ה- ESP32 בפגישה אחת. עם זאת, התבלבלתי לגמרי עם חשבון מספר שלילי! הפחתה או חלוקה של שני מספרים שליליים ריגשו אותי? לקחתי את הדרך הקלה החוצה ותיקנתי תחילה את הקיזוז וסידרתי את גורם ההגדלה כמשימה נפרדת. ראשית כל התפוקה הגולמית מהחיישן נמדדת ללא חיבור דבר לחיישן. מספר זה מופחת מקריאת הפלט הגולמי כדי לתת הפניה לאפס ללא לחץ מופעל. לאחר שהבהב את ESP32 עם תיקון קיזוז זה, השלב הבא הוא להגדיר את גורם הגודל לתת את יחידות הלחץ הנכונות. לחץ ידוע מופעל על החיישן באמצעות עמוד מים בגובה ידוע. לאחר מכן מהבהב ה- ESP32 עם גורם קנה מידה מתאים כדי לתת את הלחץ ביחידות הרצויות.

שלב 5: חיווט

ישנן מספר גרסאות של לוח הפיתוח ESP32 בטבע. למדריך זה נעשה שימוש בגרסת 30 פינים אך אין סיבה שגירסאות אחרות לא יפעלו. מלבד שני החיישנים, המרכיב היחיד הנוסף הוא נגד משיכה של 5k לאפיק אוטובוס DS18B20. במקום להשתמש במחברי לחיצה על כל החיבורים מולחמו על מנת להבטיח אמינות טובה יותר. לוח הפיתוח של ESP32 כולל ווסת מתח מובנה כך שניתן להשתמש באספקת מתח של עד 12 וולט. לחלופין, היחידה עשויה להיות מופעלת באמצעות שקע ה- USB.

שלב 6: סקיצה של ארדואינו

שרטוט ה- Arduino לצג הטמפרטורה והלחות הוא די קונבנציונאלי. קודם כל הספריות מותקנות ויוזמות. לאחר מכן חיבור ה- WiFi מוגדר לפרסם נתונים ב- ThingSpeak והחיישנים קוראים. קריאות לחץ מומרות למיליבר לפני שנשלחות ל- ThingSpeak עם קריאות הטמפרטורה.

שלב 7: התקנה

ה- ESP32 מותקן בקופסת פלסטיק קטנה להגנה. ניתן להשתמש באספק כוח וכבל USB כדי להפעיל את המודול או לחילופין הרגולטור המשולב יתמודד עם אספקת DC 5-12V. לקח שנלמד בדרך הקשה עם ESP32 הוא שהאנטנה הפנימית כיוונית למדי. הקצה הפתוח של תבנית האנטנה אמור להצביע לכיוון הנתב. בפועל, המשמעות היא שבדרך כלל יש להתקין את המודול בצורה אנכית כשהאנטנה למעלה ולכוון אותו לנתב. עכשיו אתה יכול להיכנס ל- ThingSpeak ולבדוק שהצמחים שלך לא אפויים, קפואים או מיובשים!

ADDENDUMI ניסו דרכים רבות להחליט מתי להשקות צמחים. אלה כללו קוביות גבס, בדיקות התנגדות, אידוי -טרנספירציה, שינויי קיבול ואפילו שקילת הקומפוסט. המסקנה שלי היא שהטנסיומטר הוא החיישן הטוב ביותר מכיוון שהוא מחקה את הדרך שבה צמחים מפיקים מים דרך השורשים שלהם. אנא הגיב או שלח הודעה אם יש לך מחשבות בנושא …