เครื่องวัดอุณหภูมิและความชื้น: 7 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

มีสองวิธีในการฆ่าพืชของคุณอย่างรวดเร็ว วิธีแรกคือการอบหรือแช่แข็งจนตายด้วยอุณหภูมิสุดขั้ว อีกวิธีหนึ่ง การรดน้ำใต้น้ำหรือรดน้ำจะทำให้รากเหี่ยวหรือเน่าไป แน่นอนว่ามีวิธีอื่นในการละเลยพืช เช่น การให้อาหารที่ไม่ถูกต้องหรือการให้แสง แต่โดยปกติแล้วจะใช้เวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์จึงจะได้ผล

แม้ว่าฉันจะมีระบบรดน้ำอัตโนมัติ แต่ฉันรู้สึกว่าจำเป็นต้องมีระบบตรวจสอบอุณหภูมิและความชื้นที่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ในกรณีที่ระบบชลประทานล้มเหลวครั้งใหญ่ คำตอบคือการตรวจสอบอุณหภูมิและความชื้นในดินโดยใช้โมดูล ESP32 และโพสต์ผลลัพธ์บนอินเทอร์เน็ต ฉันชอบดูข้อมูลเป็นกราฟและแผนภูมิ ดังนั้นการอ่านจึงถูกประมวลผลบน ThingSpeak เพื่อค้นหาแนวโน้ม อย่างไรก็ตาม มีบริการ IoT อื่นๆ มากมายบนอินเทอร์เน็ตซึ่งจะส่งอีเมลหรือข้อความเมื่อถูกทริกเกอร์ คำแนะนำนี้จะอธิบายวิธีสร้างเครื่องบันทึกข้อมูลอุณหภูมิและความชื้นแบบสแตนด์อโลน DS18B20 ที่แพร่หลายใช้ในการวัดอุณหภูมิในพื้นที่ที่กำลังเติบโต เครื่องวัดแรงดึงแบบ DIY จะตรวจสอบว่ามีน้ำเพียงพอสำหรับพืชในอาหารเลี้ยงเชื้อ หลังจากที่รวบรวมข้อมูลจากเซ็นเซอร์เหล่านี้โดย ESP32 แล้ว ข้อมูลจะถูกส่งไปยังอินเทอร์เน็ตผ่าน WiFi เพื่อโพสต์บน ThingSpeak

เสบียง

ชิ้นส่วนที่ใช้สำหรับจอภาพนี้มีขายใน Ebay หรือ Amazon บอร์ด Digital Barometric Pressure Sensor Module Liquid Water Level Controller Board DS18B20 Waterproof Temperature SensorTropf Blumat Ceramic ProbeESP32 Development Board 5k resistor 5-12V power supply Assorted plastic tubing to fit tensiometer and sensor Mounting box and wiringการเชื่อมต่อWiFi

ขั้นตอนที่ 1: การวัดอุณหภูมิ

DS18B20 รุ่นกันน้ำใช้สำหรับวัดอุณหภูมิ ข้อมูลจะถูกส่งไปและกลับจากอุปกรณ์ผ่านอินเทอร์เฟซ 1-Wire เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อกับ ESP32 ได้เพียงสายเดียวเท่านั้น DS18B20 แต่ละเครื่องมีหมายเลขซีเรียลที่ไม่ซ้ำกันเพื่อให้ DS18B20 หลายเครื่องสามารถเชื่อมต่อกับสายเดียวกันและอ่านแยกกันได้หากต้องการ ไลบรารีและคำแนะนำของ Arduino พร้อมใช้งานบนอินเทอร์เน็ตเพื่อจัดการกับอินเทอร์เฟซ DS18B20 และ 1-Wire ซึ่งช่วยลดความยุ่งยากในการอ่านข้อมูล ร่าง.

ขั้นตอนที่ 2: การสร้าง Tensiometer

เทนซิโอมิเตอร์เป็นถ้วยเซรามิกที่เต็มไปด้วยน้ำโดยสัมผัสใกล้ชิดกับสื่อที่กำลังเติบโต ในสภาพที่แห้ง น้ำจะไหลผ่านเซรามิกจนกว่าจะมีสุญญากาศเพียงพอในถ้วยเพื่อหยุดการเคลื่อนไหวต่อไป แรงดันในถ้วยเซรามิกช่วยบ่งชี้ได้อย่างดีเยี่ยมว่ามีน้ำเพียงพอสำหรับพืช พืชสามารถแฮ็กโพรบเซรามิก Tropf Blumat เพื่อสร้างเครื่องวัดเทนซิโอมิเตอร์แบบ DIY ได้โดยการตัดส่วนบนของโพรบออกตามที่แสดงในภาพ ทำรูเล็ก ๆ ใน pip และหลอดพลาสติกใสขนาด 4 นิ้วกดลงบน pip การอุ่นท่อด้วยน้ำร้อนจะทำให้พลาสติกนิ่มลงและทำให้การทำงานง่ายขึ้น สิ่งที่เหลืออยู่คือการแช่และเติมน้ำเดือดลงในโพรบ ดันโพรบลงไปที่พื้นและวัดแรงดัน มีข้อมูลมากมายเกี่ยวกับการใช้เทนซิโอมิเตอร์บนอินเทอร์เน็ต ปัญหาหลักคือทำให้ทุกอย่างไม่มีการรั่วไหล การรั่วไหลของอากาศเล็กน้อยจะช่วยลดแรงดันย้อนกลับและน้ำจะซึมผ่านถ้วยเซรามิก ระดับน้ำในท่อพลาสติกควรอยู่ห่างจากด้านบนประมาณ 1 นิ้ว และควรเติมน้ำเมื่อจำเป็น ระบบที่ปราศจากการรั่วไหลที่ดีจะต้องเติมเงินทุกเดือนหรือประมาณนั้น

ขั้นตอนที่ 3: เพรสเชอร์เซนเซอร์

บอร์ดควบคุมระดับน้ำเหลวของโมดูลเซ็นเซอร์ความดันบารอมิเตอร์แบบดิจิตอล ซึ่งมีจำหน่ายทั่วไปบน eBay ใช้สำหรับวัดความดันเทนซิโอมิเตอร์ โมดูลเซ็นเซอร์ความดันประกอบด้วยสเตรนเกจที่เชื่อมต่อกับแอมพลิฟายเออร์ HX710b พร้อมตัวแปลง D/A 24 บิต น่าเสียดายที่ไม่มีไลบรารี Arduino เฉพาะสำหรับ HX710b แต่ดูเหมือนว่าไลบรารี HX711 จะทำงานได้ดีโดยไม่มีปัญหาแทน ไลบรารี HX711 จะส่งออกตัวเลข 24 บิตตามสัดส่วนของความดันที่วัดโดยเซ็นเซอร์ ด้วยการสังเกตเอาต์พุตที่ศูนย์และความดันที่ทราบ เซ็นเซอร์สามารถปรับเทียบเพื่อให้หน่วยความดันที่เป็นมิตรต่อผู้ใช้ สิ่งสำคัญอย่างยิ่งคืองานท่อและการเชื่อมต่อทั้งหมดจะต้องไม่มีรอยรั่ว การสูญเสียแรงดันจะทำให้น้ำไหลออกจากถ้วยเซรามิกและเครื่องวัดความตึงจะต้องเติมน้ำบ่อยๆ ระบบป้องกันการรั่วจะทำงานเป็นเวลาหลายสัปดาห์ก่อนที่จะต้องการน้ำเพิ่มในเทนซิโอมิเตอร์ หากคุณพบว่าระดับน้ำลดลงในช่วงเวลาหลายชั่วโมงแทนที่จะเป็นสัปดาห์หรือหลายเดือน ให้พิจารณาใช้คลิปหนีบท่อที่ข้อต่อท่อ

ขั้นตอนที่ 4: การปรับเทียบเซ็นเซอร์ความดัน

ไลบรารี HX711 ส่งออกตัวเลข 24 บิตตามความดันที่วัดโดยเซ็นเซอร์ การอ่านนี้จำเป็นต้องแปลงเป็นหน่วยความดันที่คุ้นเคย เช่น psi, kPa หรือมิลลิบาร์ ในหน่วยมิลลิบาร์ที่สั่งสอนได้นี้ มิลลิบาร์ที่สั่งสอนได้ถูกเลือกให้เป็นหน่วยการทำงาน แต่สามารถปรับขนาดเอาต์พุตให้เข้ากับการวัดอื่นๆ ได้อย่างง่ายดาย มีเส้นในภาพร่าง Arduino เพื่อส่งการอ่านค่าแรงดันดิบไปยังมอนิเตอร์แบบอนุกรมเพื่อให้สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการสอบเทียบระดับแรงดันที่ทราบสามารถสร้างขึ้นได้โดยการบันทึกแรงดันที่ต้องการเพื่อรองรับคอลัมน์ของน้ำ น้ำที่รองรับแต่ละนิ้วจะสร้างแรงดัน 2.5 mb การตั้งค่าจะแสดงในแผนภาพ การอ่านค่าจะใช้แรงดันเป็นศูนย์และแรงดันสูงสุดจากจอภาพแบบอนุกรม บางคนอาจชอบการอ่านระดับกลาง เส้นที่พอดีที่สุด และส่วนอื่นๆ ทั้งหมด แต่เกจค่อนข้างเป็นเส้นตรงและการสอบเทียบ 2 จุดก็เพียงพอแล้ว! เป็นไปได้ที่จะคำนวณออฟเซ็ตและสเกลแฟกเตอร์จากการวัดแรงดันสองครั้งและแฟลช ESP32 ในเซสชั่นเดียว อย่างไรก็ตาม ฉันสับสนมากกับเลขคณิตติดลบ! การลบหรือหารตัวเลขติดลบสองจำนวนทำให้ฉันใจหาย? ฉันใช้วิธีง่ายๆ และแก้ไขออฟเซ็ตก่อน และแยกปัจจัยการปรับขนาดเป็นงานที่แยกจากกัน อย่างแรกเลย เอาต์พุตดิบจากเซ็นเซอร์วัดโดยไม่มีอะไรเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ ตัวเลขนี้ถูกลบออกจากการอ่านเอาต์พุตดิบเพื่อให้มีการอ้างอิงเป็นศูนย์สำหรับแรงกดที่ไม่มีการใช้ หลังจากกระพริบ ESP32 ด้วยการแก้ไขออฟเซ็ตนี้ ขั้นตอนต่อไปคือการตั้งค่าตัวประกอบมาตราส่วนเพื่อให้หน่วยความดันที่ถูกต้อง แรงดันที่ทราบจะถูกนำไปใช้กับเซ็นเซอร์โดยใช้คอลัมน์น้ำที่มีความสูงที่ทราบ จากนั้น ESP32 จะกะพริบด้วยปัจจัยมาตราส่วนที่เหมาะสมเพื่อให้แรงดันในหน่วยที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 5: การเดินสายไฟ

มีบอร์ดพัฒนา ESP32 หลายรุ่นอยู่ในป่า สำหรับคำแนะนำนี้ใช้รุ่น 30 พิน แต่ไม่มีเหตุผลว่าทำไมรุ่นอื่นจึงไม่ควรทำงาน นอกจากเซ็นเซอร์สองตัวแล้ว ส่วนประกอบอื่นเพียงตัวเดียวคือตัวต้านทานแบบดึงขึ้น 5k สำหรับบัส DS18B20 แทนที่จะใช้ตัวเชื่อมต่อแบบกด การเชื่อมต่อทั้งหมดได้รับการบัดกรีเพื่อความน่าเชื่อถือที่ดีขึ้น บอร์ดพัฒนา ESP32 มีตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าในตัวเพื่อให้สามารถใช้แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 12 V ได้ หรืออาจใช้พลังงานจากช่องเสียบ USB

ขั้นตอนที่ 6: Arduino Sketch

ภาพร่าง Arduino สำหรับเครื่องวัดอุณหภูมิและความชื้นนั้นค่อนข้างธรรมดา ประการแรกไลบรารีทั้งหมดได้รับการติดตั้งและเริ่มต้น จากนั้นตั้งค่าการเชื่อมต่อ WiFi ให้พร้อมที่จะโพสต์ข้อมูลไปยัง ThingSpeak และเซ็นเซอร์อ่าน การอ่านค่าความดันจะถูกแปลงเป็นมิลลิบาร์ก่อนที่จะถูกส่งไปยัง ThingSpeak ด้วยการอ่านค่าอุณหภูมิ

ขั้นตอนที่ 7: การติดตั้ง

ESP32 ติดตั้งในกล่องพลาสติกขนาดเล็กเพื่อป้องกัน สามารถใช้แหล่งจ่ายไฟและสายเคเบิล USB เพื่อจ่ายไฟให้กับโมดูลหรือตัวควบคุมออนบอร์ดจะรับมือกับแหล่งจ่ายไฟ DC 5-12V บทเรียนที่เรียนรู้วิธีที่ยากกับ ESP32 คือเสาอากาศภายในค่อนข้างมีทิศทาง ปลายเปิดของรูปแบบเสาอากาศควรชี้ไปที่เราเตอร์ ในทางปฏิบัติ หมายความว่าโดยปกติแล้วโมดูลควรติดตั้งในแนวตั้งโดยให้เสาอากาศอยู่ด้านบนสุดและชี้ไปที่เราเตอร์ ตอนนี้คุณสามารถเข้าสู่ระบบ ThingSpeak และตรวจสอบว่าโรงงานของคุณไม่ได้อบ แช่แข็ง หรือผึ่งให้แห้ง!

ADDENDUMI ได้ลองใช้หลายวิธีในการตัดสินใจว่าจะรดน้ำต้นไม้เมื่อใด สิ่งเหล่านี้รวมถึงบล็อกยิปซั่ม หัววัดความต้านทาน การคายระเหย การเปลี่ยนแปลงความจุ และแม้แต่การชั่งน้ำหนักปุ๋ยหมัก ข้อสรุปของฉันคือเครื่องวัดแรงดึงเป็นเซ็นเซอร์ที่ดีที่สุดเพราะเลียนแบบวิธีที่พืชดึงน้ำผ่านรากของพวกมัน กรุณาแสดงความคิดเห็นหรือข้อความถ้าคุณมีความคิดในเรื่อง…