SENSORE DI UMIDITÀ DEL SUOLO WiFi ESP32: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

I sensori economici di umidità del suolo che inviano un segnale elettrico attraverso il suolo per misurare la resistenza del suolo stanno fallendo. L'elettrolisi rende questi sensori di nessun uso pratico. Vedi di più sull'elettrolisi qui. Il sensore utilizzato in questo progetto è un sensore capacitivo e nessun metallo conduttivo è in contatto con il terreno umido.

Dopo aver caricato il firmware (schizzo Arduino), il sensore creerà un server web su se stesso e accederà al tuo router WiFi. Ora puoi accedere al lato web sul sensore ESP32. Nessun dato viene inviato al cloud.

Una certa familiarità con la programmazione Arduino, le abilità di saldatura e l'HTML ecc. Può aiutare. Se crei questo progetto, carica le foto tramite il link di caricamento qui sotto. Goditi l'hacking.

Questo sensore può leggere:

1. Umidità del suolo (il mio codice calcolerà il contenuto di acqua gravimetrico del suolo)
2. Temperatura dell'aria e umidità relativa

Forniture

1. Wemos® Higrow ESP32 WiFi + batteria bluetooth + modulo sensore di temperatura e umidità del suolo DHT11

2. Per la registrazione dei dati (opzionale)

   • un modulo per scheda micro SD.
   • Tagliere e OR
   • Saldatore, pasta saldante.
   • Sei cavi jumper da femmina a maschio.

Passaggio 1: INSTALLA E CONFIGURA L'IDE ARDUINO SUL TUO PC/MAC

Questa procedura di configurazione dovrebbe funzionare su un sistema PC Windows, MAC e LINUX (x86). Sfortunatamente per gli utenti di Raspberry PI le librerie LINUX (ARM) per la scheda ESP32 non sono ancora disponibili (sebbene ci fossero persone davvero intelligenti che le hanno compilate dal sorgente).

1. Scarica e installa l'IDE Arduino
2. Nel menu Preferenze, aggiungi https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json all'URL di Aditional Boards Manager.
3. Installa le librerie ESP32 da Strumenti>Scheda>Gestione schede. Cerca esp32 per sistemi espressif
4. Seleziona la tua scheda nel menu: Strumenti>Scheda>Batteria WiFi e Bluetooth "WeMos"

5. Installa le librerie DHT11 richieste da Strumenti> Gestisci librerie…

   1. Devi installare la libreria di sensori DHT di Adafruit Versione 1.3.7 (o successiva?)
   2. Devi installare Adafruit Unified Sensor di Adafruit versione 1.0.3

Fase 2: COLLEGARE LA SCHEDA MICRO SD PER LA REGISTRAZIONE (OPZIONALE)

Se hai bisogno di registrare i tuoi dati, collega un modulo Micro SD Card Pololu. Altre schede SD possono avere cablaggio e codice diversi.

Step 3: SCARICA LO SCHIZZO DI ARDUINO

1. Scarica lo schizzo arduino applicabile da GitHub e aprilo.

   1. Esp32_SoilMoisture_WebServer.ino dovrebbe essere utilizzato se non è collegato alcun modulo di scheda micro sd.
   2. Esp32_SoilMoisture_WebServer_DataLog.ino richiede una scheda micro SD e continua l'accesso a Internet al server NTP. Questa opzione ha un tempo molto preciso, ma utilizza grandi quantità di corrente e potrebbe esaurire la batteria.
   3. Esp32_SoilMoisture_WebServer_DataLog_Int_RTC.ino richiede una scheda micro sd e l'accesso a Internet al server NTP dopo il ripristino. Utilizza l'RTC interno di ESP32 per aggiornare la data/ora ricevuta al ripristino dal server NTP. Questa è la soluzione più efficiente dal punto di vista energetico, ma l'ora potrebbe non essere altrettanto precisa.
2. Modifica il SSID del router e la password nello schizzo.
3. Compila lo schizzo mentre premi il pulsante di avvio.
4. Se la compilazione va a buon fine, premere il pulsante EN e avviare immediatamente Arduino Serial Monitor (115200 Baud Rate)
5. Attendi che il LED Blu si accenda e si spenga
6. Ottieni l'indirizzo IP stampato nel monitor seriale, inseriscilo nel tuo browser. Ora vedrai la pagina web dei dati del sensore.
7. Se hai aggiunto il lettore di schede micro sd e hai compilato uno degli sketch arduino applicabili, puoi accedere ai tuoi dati in /datalog.txt della tua scheda micro sd.

Fase 4: CALIBRAZIONE GRAVIMETRICA DEL CONTENUTO D'ACQUA

Come devo interpretare la lettura dell'umidità del suolo da GPIO 32?

Un metodo consiste nel calcolare il contenuto d'acqua gravimetrico del suolo. Si calcola come:

(Massa d'acqua nel campione di suolo)/(Massa di suolo secco nel campione)

Ho raccolto del terreno asciutto dal mio giardino (è Limpopo, Sud Africa, mese di agosto e il terreno è asciutto, molto secco). Puoi asciugare il terreno in un forno.

1. Appesantisci il terreno asciutto
2. versare il terreno asciutto in un contenitore, inserire il sensore nel terreno ed eseguire una lettura del sensore grezzo (utilizzare l'interfaccia web). Registrare la massa dell'acqua (=0 in questa fase) e la lettura del sensore.
3. Rimuovere il sensore, aggiungere 10 ml (grammi) di acqua, mescolare correttamente il terreno e l'acqua e registrare la massa dell'acqua (=10 in questa fase) e il valore del sensore.
4. Continua con questo processo quanto vuoi, o fino a quando l'aggiunta di acqua non influenza più la lettura del sensore.
5. I miei risultati sono nel foglio excel allegato. GWC è calcolato come gwc=exp(-0,0015*SensorValue + 0,7072)

Passaggio 5: sviluppi futuri

1. Collegare un RTC (Real Time Clock) esterno. Attualmente, NTP (Network Time Protocol) viene utilizzato per ottenere l'ora per la registrazione dei dati. Ciò richiede il WiFi ed è ad alta intensità di corrente
2. Aggiungi pulsanti per avviare e arrestare il WiFi e il server web per risparmiare l'utilizzo della batteria.
3. Aggiungi un modulo GPRS e disabilita il WiFi. Questo farà risparmiare energia.