Theo dõi nhiệt độ & độ ẩm: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Có hai cách chữa cháy chắc chắn để nhanh chóng tiêu diệt cây trồng của bạn. Cách đầu tiên là nướng hoặc làm đông lạnh chúng với nhiệt độ quá cao. Ngoài ra, việc tưới quá ít hoặc quá nhiều sẽ khiến chúng bị khô héo hoặc thối rễ. Tất nhiên có những cách khác để bỏ qua cây trồng như cho ăn hoặc ánh sáng không đúng cách nhưng những cách này thường mất vài ngày hoặc vài tuần để có nhiều tác dụng.

Mặc dù tôi có hệ thống tưới nước tự động, nhưng tôi cảm thấy cần phải có một hệ thống theo dõi nhiệt độ và độ ẩm hoàn toàn độc lập trong trường hợp tưới tiêu bị hỏng hóc lớn. Câu trả lời là theo dõi nhiệt độ và độ ẩm của đất bằng mô-đun ESP32 và đăng kết quả lên internet. Tôi thích xem dữ liệu dưới dạng đồ thị và biểu đồ và do đó, các bài đọc được xử lý trên ThingSpeak để tìm ra xu hướng. Tuy nhiên, có nhiều dịch vụ IoT khác có sẵn trên internet sẽ gửi email hoặc tin nhắn khi được kích hoạt. DS18B20 phổ biến được sử dụng để đo nhiệt độ trong khu vực trồng trọt. Một máy đo độ căng tự làm theo dõi lượng nước có sẵn cho cây trong giá thể trồng trọt. Sau khi dữ liệu từ các cảm biến này được thu thập bởi ESP32, nó sẽ được gửi đến internet qua WiFi để đăng trên ThingSpeak.

Quân nhu

Các bộ phận được sử dụng cho màn hình này có sẵn trên Ebay hoặc Amazon.

Bước 1: Đo nhiệt độ

Phiên bản chống nước của DS18B20 được sử dụng để đo nhiệt độ. Thông tin được gửi đến và đi từ thiết bị qua giao diện 1 dây để chỉ cần một dây duy nhất được kết nối với ESP32. Mỗi DS18B20 chứa một số sê-ri duy nhất để một số DS18B20 có thể được kết nối với cùng một dây và đọc riêng biệt nếu muốn. bản phác thảo.

Bước 2: Xây dựng máy đo độ căng

Máy đo độ căng là một cốc sứ chứa đầy nước tiếp xúc gần với chất trồng. Trong điều kiện khô, nước sẽ di chuyển qua sứ cho đến khi đủ chân không tích tụ trong cốc để ngăn chặn bất kỳ chuyển động nào nữa. Áp suất trong cốc sứ mang lại một dấu hiệu tuyệt vời về lượng nước có sẵn cho cây trồng. Đầu dò gốm Tropf Blumat có thể được hack để tạo ra một máy đo độ căng tự làm bằng cách cắt bỏ phần trên cùng của đầu dò như trong hình. Một lỗ nhỏ được tạo trên đường ống và 4 inch ống nhựa trong được ép vào đường ống. Làm ấm ống trong nước nóng sẽ làm mềm nhựa và giúp thao tác dễ dàng hơn. Tất cả những gì còn lại là ngâm và đổ đầy nước đun sôi vào đầu dò, đẩy đầu dò xuống đất và đo áp suất. Có rất nhiều thông tin về cách sử dụng máy đo độ căng trên internet. Vấn đề chính là giữ cho mọi thứ không bị rò rỉ. Bất kỳ sự rò rỉ không khí nhỏ nào cũng làm giảm áp suất ngược và nước sẽ thấm qua cốc sứ. Mực nước trong ống nhựa phải cách đỉnh khoảng một inch và phải đổ đầy nước khi cần thiết. Một hệ thống không bị rò rỉ tốt sẽ chỉ cần nạp thêm hàng tháng hoặc lâu hơn.

Bước 3: Cảm biến áp suất

Mô-đun cảm biến áp suất khí quyển kỹ thuật số Bảng điều khiển mức nước lỏng, có sẵn rộng rãi trên eBay, được sử dụng để đo áp suất máy đo độ căng. Mô-đun cảm biến áp suất bao gồm một máy đo biến dạng được kết hợp với bộ khuếch đại HX710b với bộ chuyển đổi D / A 24 bit. Thật không may, không có thư viện Arduino dành riêng cho HX710b nhưng thay vào đó, thư viện HX711 dường như hoạt động tốt mà không có vấn đề gì. Thư viện HX711 sẽ xuất ra một số 24 bit tỷ lệ với áp suất đo được bởi cảm biến. Bằng cách ghi nhận đầu ra ở mức 0 và áp suất đã biết, cảm biến có thể được hiệu chỉnh để cung cấp các đơn vị áp suất thân thiện với người dùng. Bất kỳ sự mất mát nào về áp suất đều làm cho nước thoát ra khỏi cốc sứ và máy đo độ căng sẽ cần thường xuyên châm nước. Hệ thống chống rò rỉ sẽ hoạt động trong nhiều tuần trước khi cần thêm nước vào máy đo độ căng. Nếu bạn nhận thấy mực nước giảm trong nhiều giờ hơn là hàng tuần hoặc hàng tháng, hãy cân nhắc sử dụng kẹp ống ở các khớp nối ống.

Bước 4: Hiệu chuẩn cảm biến áp suất

Thư viện HX711 xuất ra một số 24 bit theo áp suất đo được bởi cảm biến. Việc đọc này cần chuyển đổi thành các đơn vị áp suất quen thuộc hơn như psi, kPa hoặc milibar. Trong phần này, milibar có thể hướng dẫn được chọn làm đơn vị làm việc nhưng đầu ra có thể dễ dàng chia tỷ lệ cho các phép đo khác. Có một dòng trong bản phác thảo Arduino để gửi kết quả đọc áp suất thô đến màn hình nối tiếp để nó có thể được sử dụng cho mục đích hiệu chuẩn. Có thể tạo mức áp suất xác định bằng cách ghi lại áp suất cần thiết để hỗ trợ một cột nước. Mỗi inch nước được hỗ trợ sẽ tạo ra một áp suất 2,5 mb. Việc thiết lập được thể hiện trong sơ đồ, các số đọc được lấy ở áp suất không và áp suất tối đa từ màn hình nối tiếp. Một số người có thể thích lấy các số đọc trung gian, các đường phù hợp nhất và tất cả những thứ đó nhưng máy đo khá tuyến tính và hiệu chuẩn 2 điểm là đủ tốt! Có thể tính toán hệ số bù và tỷ lệ từ hai phép đo áp suất và nhấp nháy ESP32 trong một phiên. Tuy nhiên, tôi đã hoàn toàn nhầm lẫn với số học số âm! Phép trừ hoặc chia hai số âm đã thổi bay tâm trí tôi ?. Tôi đã thực hiện một cách dễ dàng và hiệu chỉnh độ lệch đầu tiên và sắp xếp hệ số tỷ lệ như một nhiệm vụ riêng biệt. Con số này được trừ đi từ số đọc đầu ra thô để cung cấp tham chiếu bằng 0 khi không có áp suất áp dụng. Sau khi nhấp nháy ESP32 với hiệu chỉnh độ lệch này, bước tiếp theo là thiết lập hệ số tỷ lệ để đưa ra các đơn vị áp suất chính xác. Áp suất đã biết được áp dụng cho cảm biến bằng cách sử dụng cột nước có độ cao đã biết. Sau đó, ESP32 được chiếu sáng với hệ số tỷ lệ phù hợp để cung cấp áp suất ở các đơn vị mong muốn.

Bước 5: Đấu dây

Có một số phiên bản của bảng phát triển ESP32 ngoài tự nhiên. Đối với phiên bản có thể giảng dạy này, phiên bản 30 pin đã được sử dụng nhưng không có lý do gì khiến các phiên bản khác không hoạt động. Bên cạnh hai cảm biến, thành phần duy nhất khác là một điện trở kéo lên 5k cho bus DS18B20. Thay vì sử dụng các đầu nối đẩy, tất cả các kết nối đã được hàn để có độ tin cậy tốt hơn. Bảng phát triển ESP32 có bộ điều chỉnh điện áp tích hợp để có thể sử dụng nguồn điện áp lên đến 12 V. Ngoài ra, thiết bị có thể được cấp nguồn qua ổ cắm USB.

Bước 6: Phác thảo Arduino

Bản phác thảo Arduino cho bộ theo dõi nhiệt độ và độ ẩm khá thông thường. Trước hết, các thư viện được cài đặt và khởi tạo. Sau đó, kết nối WiFi được thiết lập sẵn sàng để đăng dữ liệu lên ThingSpeak và các cảm biến sẽ đọc. Các kết quả đo áp suất được chuyển đổi sang milibar trước khi được gửi đến ThingSpeak cùng với các kết quả đo nhiệt độ.

Bước 7: Cài đặt

ESP32 được gắn trong một hộp nhựa nhỏ để bảo vệ. Một bộ nguồn và cáp USB có thể được sử dụng để cấp nguồn cho mô-đun hoặc cách khác là bộ điều chỉnh trên bo mạch sẽ xử lý nguồn điện DC 5-12V. Đầu mở của kiểu ăng-ten phải hướng về phía bộ định tuyến. Trong thực tế, điều này có nghĩa là mô-đun thường phải được gắn thẳng đứng với ăng-ten ở trên cùng và hướng vào bộ định tuyến. Bây giờ bạn có thể đăng nhập vào ThingSpeak và kiểm tra xem các nhà máy của bạn không bị nướng, đông lạnh hoặc sấy khô!

Tôi đã thử nhiều cách để quyết định thời điểm tưới cây. Chúng bao gồm các khối thạch cao, đầu dò điện trở, thoát hơi nước, thay đổi điện dung và thậm chí cân phân trộn. Kết luận của tôi là máy đo độ căng là cảm biến tốt nhất vì nó bắt chước cách cây hút nước qua rễ của chúng. Hãy bình luận hoặc nhắn tin nếu bạn có suy nghĩ về chủ đề này…