ESP32 ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ WiFi SOIL: 5 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Οι φθηνοί αισθητήρες υγρασίας του εδάφους που στέλνουν ηλεκτρικό σήμα μέσω του εδάφους για τη μέτρηση της αντίστασης του εδάφους είναι όλοι αποτυχημένοι. Η ηλεκτρόλυση καθιστά αυτούς τους αισθητήρες χωρίς πρακτική χρήση. Δείτε περισσότερα για την ηλεκτρόλυση εδώ. Ο αισθητήρας που χρησιμοποιείται σε αυτό το έργο είναι ένας χωρητικός αισθητήρας και κανένα αγώγιμο μέταλλο δεν έρχεται σε επαφή με το υγρό χώμα.

Μετά τη φόρτωση του υλικολογισμικού (σκίτσο Arduino), ο αισθητήρας θα δημιουργήσει έναν διακομιστή ιστού από μόνο του και θα συνδεθεί στο δρομολογητή WiFi. Τώρα μπορείτε να αποκτήσετε πρόσβαση στην ιστοσελίδα στον αισθητήρα ESP32. Δεν αποστέλλονται δεδομένα στο σύννεφο.

Κάποια εξοικείωση με τον προγραμματισμό Arduino, τις δεξιότητες συγκόλλησης και HTML κλπ μπορεί να βοηθήσει. Εάν κατασκευάζετε αυτό το έργο, ανεβάστε φωτογραφίες μέσω του παρακάτω συνδέσμου μεταφόρτωσης. Απολαύστε το hacking.

Αυτός ο αισθητήρας μπορεί να διαβάσει:

1. Υγρασία εδάφους (Ο κωδικός μου θα υπολογίσει τη βαρυμετρική περιεκτικότητα σε νερό του εδάφους)
2. Θερμοκρασία αέρα και σχετική υγρασία

Προμήθειες

1. Wemos® Higrow ESP32 WiFi + Μπαταρία bluetooth + Μονάδα αισθητήρα θερμοκρασίας και υγρασίας εδάφους

2. Για καταγραφή δεδομένων (optianal)

   • μονάδα κάρτας Micro SD.
   • Πίνακας ψωμιού και OR
   • Συγκολλητικό σίδερο, πάστα συγκόλλησης.
   • Έξι θηλυκά καλώδια με άλτη.

Βήμα 1: ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΤΟΥ ID ARDUINO ΣΤΟ PC/MAC ΣΑΣ

Αυτή η διαδικασία εγκατάστασης θα πρέπει να λειτουργεί σε σύστημα Windows PC, MAC και LINUX (x86). Δυστυχώς για τους χρήστες Raspberry PI, οι Βιβλιοθήκες LINUX (ARM) για τον πίνακα ESP32 δεν είναι ακόμη διαθέσιμες (αν και υπήρξαν πραγματικά έξυπνοι άνθρωποι που τις συνέταξαν από την πηγή).

1. Κατεβάστε και εγκαταστήστε το Arduino IDE
2. Στο μενού "Προτιμήσεις", προσθέστε τη διεύθυνση https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json στη διεύθυνση διευθυντή πρόσθετων πινάκων.
3. Εγκαταστήστε τις Βιβλιοθήκες ESP32 από Εργαλεία> Πίνακας> Διαχειριστής πινάκων. Αναζητήστε το esp32 με συστήματα espressif
4. Επιλέξτε την πλακέτα σας στο μενού: Εργαλεία> Πίνακας> Μπαταρία WiFi & Bluetooth "WeMos"

5. Εγκαταστήστε τις απαιτούμενες βιβλιοθήκες DHT11 από Εργαλεία> Διαχείριση βιβλιοθηκών…

   1. Πρέπει να εγκαταστήσετε τη βιβλιοθήκη αισθητήρων DHT από την έκδοση 1.3.7 του Adafruit (ή αργότερα;)
   2. Πρέπει να εγκαταστήσετε το Adafruit Unified Sensor by Adafruit Version 1.0.3

Βήμα 2: ATTACH MICRO SD CARD FOR LOGGING (ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΟ)

Εάν πρέπει να καταγράψετε τα δεδομένα σας, επισυνάψτε μια μονάδα κάρτας Pololu Micro SD. Άλλες κάρτες SD ενδέχεται να έχουν διαφορετική καλωδίωση και κωδικό.

Βήμα 3: ΛΗOWΗ ΤΟΥ ΣΚΙΤΟΥ ARDUINO

1. Κατεβάστε το σχετικό σκίτσο arduino από το GitHub και ανοίξτε το.

   1. Το Esp32_SoilMoisture_WebServer.ino θα πρέπει να χρησιμοποιείται εάν δεν είναι προσαρτημένη μονάδα κάρτας micro sd.
   2. Το Esp32_SoilMoisture_WebServer_DataLog.ino απαιτεί κάρτα micro sd και συνεχίζει την πρόσβαση στο Διαδίκτυο στο διακομιστή NTP. Αυτή η επιλογή έχει πολύ ακριβή χρόνο, αλλά χρησιμοποιεί μεγάλες ποσότητες ρεύματος και μπορεί να εξαντλήσει την μπαταρία.
   3. Το Esp32_SoilMoisture_WebServer_DataLog_Int_RTC.ino απαιτεί κάρτα micro sd και πρόσβαση στο Διαδίκτυο στον διακομιστή NTP μετά την επαναφορά. Χρησιμοποιεί το εσωτερικό RTC του ESP32 για να ενημερώσει την ημερομηνία/ώρα που λαμβάνεται κατά την επαναφορά από το διακομιστή NTP. Αυτή είναι η πιο αποδοτική λύση ενέργειας, αλλά ο χρόνος μπορεί να μην είναι τόσο ακριβής.
2. Επεξεργαστείτε το SSID και τον κωδικό πρόσβασης του δρομολογητή στο σκίτσο.
3. Συγκεντρώστε το σκίτσο πατώντας το κουμπί εκκίνησης.
4. Εάν η μεταγλώττιση είναι επιτυχής, πατήστε το κουμπί EN και ξεκινήστε αμέσως το Arduino Serial Monitor (115200 Baud Rate)
5. Περιμένετε να ανάψει και να σβήσει το μπλε LED
6. Πάρτε τη διεύθυνση IP τυπωμένη στη σειριακή οθόνη, εισαγάγετε την στο πρόγραμμα περιήγησής σας. Τώρα θα δείτε την ιστοσελίδα δεδομένων αισθητήρων.
7. Εάν προσθέσατε το πρόγραμμα ανάγνωσης καρτών micro sd και έχετε συντάξει ένα από τα ισχύοντα σκίτσα arduino, μπορείτε να έχετε πρόσβαση στα δεδομένα σας στο /datalog.txt της κάρτας micro sd.

Βήμα 4: ΓΡΑΒΙΜΕΤΡΙΚΟ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΝΕΡΟΥ-ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ

Πώς πρέπει να ερμηνεύσω την ένδειξη υγρασίας του εδάφους από το GPIO 32;

Μια μέθοδος είναι ο υπολογισμός της βαρυμετρικής περιεκτικότητας σε νερό του εδάφους. Υπολογίζεται ως εξής:

(Μάζα νερού σε δείγμα εδάφους)/(μάζα ξηρού εδάφους σε δείγμα)

Έχω μαζέψει ξερό χώμα από τον κήπο μου (Είναι το Λίμποπο, Νότια Αφρική, τον Αύγουστο και το χώμα είναι στεγνό, πραγματικά στεγνό). Μπορείτε να στεγνώσετε χώμα σε φούρνο.

1. Βαρύνετε το ξηρό χώμα
2. ρίξτε το ξηρό χώμα σε ένα δοχείο, τοποθετήστε τον αισθητήρα στο χώμα και κάντε μια ακατέργαστη ανάγνωση αισθητήρα (χρησιμοποιήστε τη διεπαφή ιστού). Καταγράψτε τη μάζα νερού (= 0 σε αυτό το στάδιο) και την ένδειξη του αισθητήρα.
3. Αφαιρέστε τον αισθητήρα, προσθέστε 10 ml (γραμμάριο) νερό, αναμίξτε το χώμα και το νερό σωστά και καταγράψτε τη μάζα νερού (= 10 σε αυτό το στάδιο) και την τιμή του αισθητήρα.
4. Συνεχίστε με αυτήν τη διαδικασία όσο θέλετε, ή μέχρι να προσθέσετε νερό δεν επηρεάζει πλέον την ανάγνωση του αισθητήρα.
5. Τα αποτελέσματά μου βρίσκονται στο συνημμένο φύλλο excel. Το GWC υπολογίζεται ως gwc = exp (-0.0015*SensorValue + 0.7072)

Βήμα 5: Μελλοντικές εξελίξεις

1. Επισυνάψτε ένα εξωτερικό RTC (Ρολόι πραγματικού χρόνου). Επί του παρόντος, το NTP (Network Time Protocol) χρησιμοποιείται για να βρει χρόνο για την καταγραφή δεδομένων. Αυτό απαιτεί WiFi και είναι εντατικό
2. Προσθέστε κουμπιά για να ξεκινήσετε και να σταματήσετε το WiFi και τον διακομιστή ιστού για εξοικονόμηση χρήσης μπαταρίας.
3. Διαφημίστε μια μονάδα GPRS και απενεργοποιήστε το WiFi. Αυτό θα εξοικονομήσει ενέργεια.