O dispositivo que mede os níveis de umidade é chamado de higrômetro ou simplesmente sensor de umidade. EM Vida cotidiana a umidade é um parâmetro importante, e muitas vezes não apenas para o vida comum, e para vários equipamentos, e para a agricultura (umidade do solo) e muito mais.

Em particular, o nosso bem-estar depende muito do grau de humidade do ar. Particularmente sensíveis à umidade são as pessoas dependentes do clima, bem como as pessoas que sofrem de hipertensão, asma brônquica e doenças do sistema cardiovascular.

Mesmo com ar muito seco pessoas saudáveis sentir desconforto, sonolência, coceira e irritação pele. Muitas vezes, o ar seco pode provocar doenças do aparelho respiratório, começando com infecções respiratórias agudas e infecções virais respiratórias agudas, e até terminando com pneumonia.

Nas empresas, a umidade do ar pode afetar a segurança de produtos e equipamentos, e em agricultura claramente a influência da umidade do solo na fertilidade, etc. É aqui que o uso de sensores de umidade - higrômetros.

Alguns dispositivos técnicos são inicialmente calibrados para valores estritamente exigidos e, às vezes, para ajustar o dispositivo, é importante ter um valor de umidade preciso em ambiente.

Umidade pode ser medido por várias das quantidades possíveis:

Para determinar a umidade do ar e de outros gases, as medições são realizadas em gramas por metro cúbico quando se trata do valor absoluto da umidade, ou em unidades RH quando se trata de umidade relativa.

Para umidade medida sólidos ou em líquidos, são adequadas medições em percentagem da massa das amostras em estudo.

Para determinar o teor de umidade de líquidos mal misturados, as unidades de medida serão ppm (quantas partes de água existem em 1.000.000 de partes do peso da amostra).

De acordo com o princípio de funcionamento, os higrômetros são divididos em:

capacidade;

resistivo;

termistor;

óptico;

eletrônico.

Higrômetros capacitivos, na verdade caso simples, são capacitores com ar como dielétrico na lacuna. Sabe-se que a constante dielétrica do ar está diretamente relacionada à umidade, e alterações na umidade do dielétrico levam a alterações na capacitância do capacitor de ar.

Uma versão mais complexa do sensor capacitivo de umidade no entreferro contém um dielétrico com uma constante dielétrica que pode variar muito sob a influência da umidade. Essa abordagem torna a qualidade do sensor melhor do que simplesmente ter ar entre as placas do capacitor.

A segunda opção é adequada para fazer medições relativas ao teor de água dos sólidos. O objeto em estudo é colocado entre as placas de tal capacitor, por exemplo, o objeto pode ser um comprimido, e o próprio capacitor é conectado a um circuito oscilatório e a um gerador eletrônico, enquanto a frequência natural do circuito resultante é medida , e a partir da frequência medida a capacitância obtida pela introdução da amostra de teste é “calculada”.

Sem dúvida, este método Também apresenta algumas desvantagens, por exemplo, se a umidade da amostra estiver abaixo de 0,5%, será imprecisa, além disso, a amostra a ser medida deve ser limpa de partículas com alta constante dielétrica, e o formato da amostra também é importante durante o processo de medição não deve mudar durante o estudo.

O terceiro tipo de sensor capacitivo de umidade é o higrômetro capacitivo de película fina. Inclui um substrato sobre o qual são aplicados dois eletrodos pente. Eletrodos de pente brincam nesse caso o papel dos forros. Para fins de compensação de temperatura, dois sensores de temperatura adicionais são introduzidos adicionalmente no sensor.

Tal sensor inclui dois eletrodos que são depositados sobre um substrato, e sobre os próprios eletrodos é aplicada uma camada de material que possui uma resistência bastante baixa, que, no entanto, varia muito dependendo da umidade.

O óxido de alumínio pode ser um material adequado para o dispositivo. Este óxido absorve bem a água do ambiente externo, enquanto sua resistividade muda sensivelmente. Como resultado, a resistência total do circuito de medição de tal sensor dependerá significativamente da umidade. Assim, o nível de umidade será indicado pela quantidade de corrente que flui. A vantagem dos sensores deste tipo é o seu baixo preço.

Um higrômetro termistor consiste em um par de termistores idênticos. A propósito, lembremos que se trata de um componente eletrônico não linear, cuja resistência depende fortemente de sua temperatura.

Um dos termistores incluídos no circuito é colocado em uma câmara selada com ar seco. E a outra fica em uma câmara com orifícios por onde entra ar com umidade característica, cujo valor precisa ser medido. Os termistores são conectados em um circuito de ponte, a tensão é aplicada a uma das diagonais da ponte e as leituras são feitas na outra diagonal.

No caso em que a tensão nos terminais de saída é zero, as temperaturas de ambos os componentes são iguais, portanto a umidade é a mesma. Se for obtida uma tensão diferente de zero na saída, isso indica a presença de diferença de umidade nas câmaras. Assim, a umidade é determinada a partir do valor da tensão obtida durante as medições.

Um pesquisador inexperiente pode ter uma pergunta justa: por que a temperatura do termistor muda quando ele interage com o ar úmido? Acontece que à medida que a umidade aumenta, a água começa a evaporar do corpo do termistor, enquanto a temperatura do corpo diminui, e quanto maior a umidade, mais intensa ocorre a evaporação e mais rápido o termistor esfria.

4) Sensor óptico de umidade (condensação)

Este tipo de sensor é o mais preciso. O funcionamento de um sensor óptico de umidade é baseado em um fenômeno relacionado ao conceito de “ponto de orvalho”. No momento em que a temperatura atinge o ponto de orvalho, as fases gasosa e líquida estão em equilíbrio termodinâmico.

Então, se você pegar o vidro e instalá-lo em um ambiente gasoso, onde a temperatura no momento da pesquisa está acima do ponto de orvalho, e então iniciar o processo de resfriamento desse vidro, então em um determinado valor de temperatura, a condensação da água começará a se formar na superfície do vidro, esse vapor d’água começará a se transformar na fase líquida. Esta temperatura será o ponto de orvalho.

Assim, a temperatura do ponto de orvalho está intimamente ligada e depende de parâmetros como umidade e pressão do ambiente. Como resultado, tendo a capacidade de medir a pressão e a temperatura do ponto de orvalho, será fácil determinar a umidade. Este princípio serve de base para a operação de sensores ópticos de umidade.

O circuito mais simples de tal sensor consiste em um LED brilhando superfície do espelho. O espelho reflete a luz, mudando sua direção e direcionando-a para o fotodetector. Neste caso, o espelho pode ser aquecido ou resfriado usando um dispositivo especial de controle de temperatura de alta precisão. Freqüentemente, esse dispositivo é uma bomba termoelétrica. Claro, um sensor é instalado no espelho para medir a temperatura.

Antes de iniciar as medições, a temperatura do espelho é definida para um valor obviamente superior à temperatura do ponto de orvalho. Em seguida, o espelho é resfriado gradualmente. No momento em que a temperatura começar a ultrapassar o ponto de orvalho, gotas de água começarão imediatamente a condensar na superfície do espelho, e o feixe de luz do diodo se romperá devido a elas, se dissipará, e isso levará a uma diminuição na corrente no circuito fotodetector. Através opinião o fotodetector interage com o regulador de temperatura do espelho.

Assim, com base nas informações recebidas na forma de sinais do fotodetector, o controlador de temperatura manterá a temperatura na superfície do espelho exatamente igual ao ponto de orvalho, e o sensor de temperatura indicará a temperatura de acordo. Assim, com pressão e temperatura conhecidas, os principais indicadores de umidade podem ser determinados com precisão.

O sensor óptico de umidade possui a mais alta precisão, inatingível por outros tipos de sensores, além da ausência de histerese. A desvantagem é o preço mais alto de todos, além do alto consumo de energia. Além disso, é necessário garantir que o espelho esteja limpo.

O princípio de funcionamento de um sensor eletrônico de umidade do ar baseia-se na alteração da concentração do eletrólito que cobre qualquer material isolante elétrico. Existem tais dispositivos com aquecimento automático com referência ao ponto de orvalho.

Freqüentemente, o ponto de orvalho é medido em uma solução concentrada de cloreto de lítio, que é muito sensível a mudanças mínimas de umidade. Para máxima conveniência, esse higrômetro geralmente é equipado adicionalmente com um termômetro. Este dispositivo possui alta precisão e baixo erro. É capaz de medir a umidade independentemente da temperatura ambiente.

Higrômetros eletrônicos simples também são populares na forma de dois eletrodos, que são simplesmente cravados no solo, controlando sua umidade de acordo com o grau de condutividade dependendo dessa mesma umidade. Esses sensores são populares entre os fãs porque podem ser facilmente configurados rega automática canteiros ou uma flor em vaso, caso não tenha tempo de regar manualmente ou não seja conveniente.

Antes de comprar um sensor, considere o que você precisará medir, umidade relativa ou absoluta, ar ou solo, qual é a faixa de medição esperada, se a histerese é importante e qual precisão é necessária. O sensor mais preciso é óptico. Preste atenção à classe de proteção IP, à faixa de temperatura de operação, dependendo das condições específicas onde o sensor será utilizado e se os parâmetros são adequados para você.

A automação simplifica significativamente a vida do proprietário de uma estufa ou trama pessoal. Um sistema de irrigação automático irá salvá-lo do trabalho repetitivo e monótono, e um sensor de umidade da terra irá ajudá-lo a evitar o excesso de água - com minhas próprias mãos Não é tão difícil montar tal dispositivo. As leis da física ajudam o jardineiro: a umidade do solo torna-se um condutor impulsos elétricos, e quanto maior for, menor será a resistência.

À medida que a umidade diminui, a resistência aumenta e isso ajuda a rastrear momento ideal Esmalte.

Projeto e princípio de operação de um sensor de umidade

O projeto do sensor de umidade terrestre consiste em dois condutores, que são conectados a uma fonte de energia de baixa potência; deve haver um resistor no circuito; À medida que a quantidade de líquido no espaço entre os eletrodos aumenta, a resistência diminui e a corrente aumenta.

A umidade seca - a resistência aumenta, a corrente diminui.

Como os eletrodos estarão em ambiente úmido, recomenda-se ligá-los com chave para reduzir os efeitos destrutivos da corrosão. Durante os tempos de inatividade, o sistema é desligado e inicia apenas para verificar a umidade pressionando um botão.

Sensores de umidade do solo podem ser instalados em estufas - eles fornecem controle sobre a irrigação automática, para que o sistema possa funcionar em grande parte sem intervenção humana. Neste caso, o conjunto estará sempre em condições de funcionamento, mas o estado dos eletrodos deverá ser monitorado para que não se deteriorem por corrosão. Esses dispositivos podem ser instalados em gramados e canteiros ao ar livre - eles permitirão que você obtenha instantaneamente as informações necessárias.

Ao mesmo tempo, a totalidade se revela muito mais corretamente do que uma simples sensação tátil. Se uma pessoa calcular que o solo está completamente seco, o sensor demonstrará até 100 unidades de umidade do solo (quando avaliado em agregado decimal), imediatamente após a rega esse valor aumenta para 600-700 unidades.

Então o sensor permitirá monitorar as mudanças no teor de umidade do solo.

Se o sensor se destinar a ser utilizado no exterior, parte do topo precisam ser cuidadosamente selados para evitar que as informações sejam distorcidas. Para isso, pode ser revestido com resina epóxi à prova de umidade.

Montando um sensor de umidade com suas próprias mãos

O projeto do sensor é planejado da seguinte forma:

• A parte principal são dois eletrodos, com diâmetro de 3-4 mm, fixados a uma base de textolite ou outro material protegido da corrosão;
• Em uma das extremidades dos eletrodos é necessário cortar um fio, caso contrário eles ficam pontiagudos para uma imersão mais ergonômica no solo.
• Os furos são feitos na placa PCB onde os eletrodos são aparafusados; eles devem ser fixados com porcas e arruelas.
• É necessário colocar os fios de saída sob as arruelas, após o que os eletrodos são isolados. O comprimento dos eletrodos, que ficarão imersos no solo, é de cerca de 4 a 10 cm, dependendo do recipiente utilizado ou do leito aberto.
• Para operar o sensor é necessária uma fonte de corrente de 35 mA; a combinação requer uma tensão de 5V. Dependendo da quantidade de líquido no solo, o alcance do sinal retornado será de 0 a 4,2 V. As perdas de resistência mostrarão a quantidade de água no solo.
• O sensor de umidade da terra é conectado através de 3 fios ao processador; para isso é possível adquirir, por exemplo, um Arduino. O controlador permitirá conectar o sistema a uma campainha para dar um sinal sonoro quando a umidade do solo diminuir excessivamente, ou a um LED o brilho da iluminação mudará com as mudanças no funcionamento do sensor;

Esse dispositivo caseiro pode se tornar parte do sistema de rega automática Casa inteligente, por exemplo, usando o controlador Ethernet MegD-328. A interface web mostra o nível de umidade em um agregado de 10 bits: o intervalo de 0 a 300 mostra que o solo está completamente seco, 300-700 - há umidade suficiente no solo, mais de 700 - o solo está molhado e não é necessária rega.

A estrutura, composta por controlador, relé e bateria, é colocada em qualquer caixa adequada, para a qual qualquer caixa de plástico pode ser adaptada.

Usar um sensor de umidade em casa será muito simples e ao mesmo tempo confiável.

Áreas de aplicação do sensor de umidade

O uso do sensor de umidade do solo é possível de diversas maneiras. Na maioria das vezes eles são usados ​​​​em combinações de rega automática e rega manual de plantas:

1. Eles podem ser instalados em vasos de flores, se as plantas forem sensíveis ao nível de água no solo. Quando se trata de suculentas, por exemplo, cactos, é necessário usar eletrodos longos que reagirão às mudanças no nível de umidade especificamente nas raízes. Além disso, podem ser usados ​​para outras plantas e violetas com sistemas radiculares frágeis. A conexão a um LED permitirá determinar quando é hora de regar.
2. São indispensáveis ​​​​para organizar a rega das plantas em estufa. Com base em princípio semelhante, também estão planejados sensores de umidade do ar, necessários para colocar em funcionamento o sistema de pulverização da planta. Tudo isso garantirá automaticamente o nível normal e a rega das plantas com umidade atmosférica.
3. Na dacha, o uso de sensores permitirá não lembrar a hora de regar cada canteiro; a própria engenharia elétrica informará a quantidade de água no solo; Isso evitará a rega excessiva se houver uma tempestade há relativamente pouco tempo.
4. O uso de sensores é muito conveniente em alguns segundos casos. Por exemplo, eles permitirão monitorar a umidade do solo no porão e embaixo da casa perto da fundação. Num apartamento pode ser instalado embaixo da pia: se o cano começar a pingar, a automação avisará imediatamente, e será possível evitar reparos posteriores e inundações de vizinhos.
5. Um simples dispositivo sensor permitirá equipar completamente todas as áreas problemáticas da casa e do jardim com um sistema de alerta em apenas alguns dias. Se os eletrodos forem longos o suficiente, eles podem ser usados ​​para controlar o nível da água, por exemplo, em um pequeno reservatório não natural.

A produção independente do sensor ajudará a equipar sua casa com um sistema de controle automático a um custo mínimo.

Os componentes de fábrica são fáceis de comprar online ou em uma loja especializada; grande parte dos dispositivos pode ser montada com materiais que sempre podem ser encontrados na casa de um entusiasta da engenharia elétrica.

Sensor de umidade do solo faça você mesmo. Novato em AVR.

Sensor de umidade do solo DIY. Novato em AVR.

Escrevi muitos comentários sobre a automação da dacha e, como se trata de uma dacha, a rega automática é uma das áreas prioritárias da automação. Ao mesmo tempo, deve-se sempre levar em consideração a precipitação, para não acionar desnecessariamente as bombas e inundar os leitos. Muitas cópias foram quebradas no caminho para a obtenção perfeita de dados de umidade do solo. Revimos outra opção que é resistente a influências externas.

Um par de sensores chegou em 20 dias em embalagens antiestáticas individuais:




Características no site do vendedor:):
Marca: ZHIPU
Tipo: Sensor de Vibração
Material: Mistura
Saída: Sensor de comutação

Desempacotando:


O fio tem cerca de 1 metro de comprimento:


Além do próprio sensor, o kit inclui uma placa de controle:




O comprimento dos sensores do sensor é de cerca de 4 cm:


As pontas do sensor parecem grafite - ficam sujas de preto.
Soldamos os contatos ao lenço e tentamos conectar o sensor:




O sensor de umidade do solo mais comum nas lojas chinesas é este:


Muitas pessoas sabem que depois de um curto período de tempo ele é consumido pelo ambiente externo. O efeito da corrosão pode ser ligeiramente reduzido ligando a energia imediatamente antes da medição e desligando-a quando não houver medições. Mas isso não muda muito, o meu ficou assim depois de alguns meses de uso:




Alguém está tentando usar um grosso fio de cobre ou hastes de aço inoxidável, uma alternativa projetada especificamente para ambientes externos agressivos serve como objeto de análise.

Vamos deixar de lado a placa do kit e passar para o sensor em si. O sensor é do tipo resistivo, mudando sua resistência dependendo da umidade do ambiente. É lógico que sem ambiente úmido a resistência do sensor é enorme:


Vamos abaixar o sensor em um copo d'água e ver que sua resistência será de cerca de 160 kOhm:


Se você retirá-lo, tudo voltará ao estado original:


Passemos aos testes no terreno. Em solo seco vemos o seguinte:


Adicione um pouco de água:


Mais (cerca de um litro):


Despejou quase completamente um litro e meio:


Adicionei mais um litro e esperei 5 minutos:

A placa possui 4 pinos:
1 + poder
2 terra
3 saídas digitais
4 saída analógica
Após o teste, descobriu-se que a saída analógica e o terra estão diretamente conectados ao sensor, portanto, se você planeja usar este sensor conectado à entrada analógica, a placa não faz muito sentido. Se não quiser usar um controlador, você pode usar uma saída digital; o limite de resposta é ajustado por um potenciômetro na placa. Diagrama de conexão recomendado pelo vendedor ao usar saída digital:


Ao usar entrada digital:


Vamos montar um pequeno layout:


Usei o Arduino Nano aqui como fonte de energia sem baixar o programa. A saída digital está conectada ao LED. É engraçado que os LEDs vermelho e verde da placa acendem em qualquer posição do potenciômetro e da umidade do ambiente do sensor, a única coisa é que quando o limite é acionado a luz verde brilha um pouco mais fraca:


Definido o limite, descobrimos que quando a umidade especificada é atingida na saída digital 0, se houver falta de umidade, a tensão de alimentação é:




Bom, como temos um controlador em mãos, vamos escrever um programa para verificar o funcionamento da saída analógica. Saída analógica conecte o sensor ao pino A1 e o LED ao pino D9 do Arduino Nano.
const int analogInPin = A1; //sensor const int analogOutPin = 9; // Saída para LED int sensorValue = 0; // lê o valor do sensor int outputValue = 0; // saída do valor para o pino PWM com LED void setup() ( Serial.begin(9600); ) void loop() ( // lê o valor do sensor sensorValue = analogRead(analogInPin); // traduz o intervalo valores possíveis sensor (400-1023 - definido experimentalmente) // para a faixa de saída PWM 0-255 outputValue = map(sensorValue, 400, 1023, 0, 255); // acende o LED com o brilho especificado analogWrite(analogOutPin, outputValue); // imprime nossos números Serial.print("sensor = "); Serial.print(sensorValor); Serial.print("\t saída = "); Serial.println(valorSaída); // atraso atraso(2); )
Comentei todo o código, o brilho do LED é inversamente proporcional à umidade detectada pelo sensor. Se precisar controlar algo, basta comparar o valor obtido com um determinado limite determinado experimentalmente e, por exemplo, ligar o relé. A única coisa que recomendo é processar vários valores e usar a média para comparação com o limite, pois são possíveis picos ou quedas aleatórias.
Mergulhamos o sensor e vemos:


Saída do controlador:

Se você removê-lo, a saída do controlador mudará:

Vídeo desta montagem de teste funcionando:

No geral gostei do sensor; parece resistente ao ambiente externo;
Este sensor não pode ser utilizado como um indicador preciso de umidade (como todos os similares); sua principal aplicação é determinar o limite e analisar a dinâmica.

Se houver interesse, continuarei escrevendo sobre o artesanato do meu campo.
Obrigado a todos que leram esta resenha até o fim, espero que alguém Essa informação será útil. Controle total sobre a umidade do solo e bondade para todos!

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Olá a todos, hoje em nosso artigo veremos como fazer um sensor de umidade do solo com as próprias mãos. Razão self made Isso pode ser devido ao desgaste do sensor (corrosão, oxidação), ou simplesmente à impossibilidade de compra, à longa espera e à vontade de fazer algo com as próprias mãos. No meu caso, a vontade de fazer eu mesmo o sensor foi por desgaste, o fato é que a sonda do sensor, com alimentação constante de tensão, interage com o solo e a umidade, por isso se oxida. Por exemplo, os sensores SparkFun cobrem-no composição especial(Electroless Nickel Immersion Gold) para engajar o recurso de trabalho. Além disso, para prolongar a vida útil do sensor, é melhor fornecer energia ao sensor apenas no momento das medições.
Um dia “bem” percebi que meu sistema de irrigação estava umedecendo o solo desnecessariamente ao verificar o sensor, retirei a sonda do solo e foi isso que vi:

Devido à corrosão, surge uma resistência adicional entre as sondas, fazendo com que o sinal fique menor e o arduino acredite que o solo está seco. Como estou utilizando um sinal analógico, não farei um circuito com saída digital no comparador para simplificar o circuito.

O diagrama mostra um comparador para um sensor de umidade do solo, a parte que converte o sinal analógico em digital está marcada em vermelho; A parte não marcada é a que precisamos para converter a umidade em um sinal analógico, e iremos utilizá-la. Abaixo forneci um diagrama para conectar as pontas de prova ao Arduino.

A parte esquerda do diagrama mostra como as pontas de prova estão conectadas ao Arduino, e mostrei a parte direita (com resistor R2) para mostrar por que as leituras do ADC mudam. Quando as sondas são abaixadas no solo, forma-se uma resistência entre elas (no diagrama mostrei convencionalmente R2), se o solo estiver seco, então a resistência é infinitamente grande, e se estiver molhado, então tende a 0 . Como duas resistências R1 e R2 formam um divisor de tensão e o ponto médio é a saída (out a0), então a tensão na saída depende do valor da resistência R2. Por exemplo, se a resistência R2=10Kom então a tensão será 2,5V. Você pode soldar a resistência nos fios para não fazer desacoplamentos adicionais para estabilidade das leituras, você pode adicionar um capacitor de 0,01 µF entre a alimentação e a saída; O diagrama de conexão é o seguinte:

Desde com parte elétrica Já descobrimos, podemos passar para a parte mecânica. Para a fabricação das sondas, é preferível utilizar um material menos suscetível à corrosão para prolongar a vida útil do sensor. Você pode usar aço inoxidável ou metal galvanizado, pode escolher qualquer formato, pode até usar dois pedaços de arame. Escolhi “galvanizado” para as sondas; usei um pequeno pedaço de getinax como material de fixação. Também vale a pena considerar que a distância entre as sondas deve ser de 5 mm a 10 mm, mas não se deve fazer mais. Soldei os fios do sensor nas extremidades da chapa galvanizada. Aqui está o que terminamos:

Não fiz isso foto detalhada relatório, tudo é tão simples quanto isso. Bem, aqui está uma foto dele em ação:

Como indiquei anteriormente, é melhor usar o sensor apenas no momento da medição. A melhor opção ligando através de uma chave de transistor, mas como meu consumo de corrente foi de 0,4 mA, ele pode ser ligado diretamente. Para fornecer tensão durante as medições, você pode conectar o contato do sensor VCC ao pino PWM ou usar a saída digital para fornecer um nível alto (HIGH) no momento das medições e depois configurá-lo para baixo. Também vale a pena considerar que após aplicar tensão ao sensor, é necessário aguardar algum tempo para que as leituras se estabilizem. Exemplo via PWM:

Sensor interno = A0; int sensor_de_energia = 3;

configuração nula() (
// coloque seu código de configuração aqui, para executar uma vez:
Serial.begin(9600);
analogWrite(sensor_energia, 0);
}

loop vazio() (

atraso(10000);
Serial.print("Suhost": ");
Serial.println(analogRead(sensor));
analogWrite(sensor_energia, 255);
atraso(10000);
}

Obrigado a todos pela atenção!

Finalmente estou concretizando essa ideia. Vou fazer um sensor de umidade do solo Baseado em Arduino, com display LCD 16x2, relógio em tempo real (mostra a hora mesmo quando a energia está desligada), sensor de temperatura e cartão SD (data logger).

Pode ser útil em projetos biotecnológicos/biológicos/botânicos ou projetos de conservação de vegetação.

A essência do projeto é que farei um indicador de umidade do solo baseado em Arduino para Plantas de interior, que pode ser montado estacionário ou portátil. Será capaz de fazer medições a cada X milissegundos, dependendo das configurações.

Você pode tornar as sondas mais duráveis ​​executando a corrente por um curto período de tempo (duas vezes por 30 milissegundos no meu caso) e deixando-as desligadas por um determinado período de tempo (por exemplo, 1.800.000 milissegundos = (30x60x1000) = 30 minutos) . Para definir este valor, você precisa alterar o atraso bem no final do arquivo “project.ino”.

Como temos um sensor que faz medições a cada X milissegundos, precisamos definir limites. Os valores irão variar do pico 1000 até meados de 400, quanto menor o valor menor a resistência. Como as sondas medem a resistência entre dois pinos, você deve considerar um valor de 400, ou próximo disso, como 100% de umidade. Um valor de resistência mais alto, 1000 ou superior, é para um nível de umidade de 0%. Isso significa que precisamos definir os valores 1000 – 400 como 0 – 100%.

Abaixo veremos como fazer isso sozinho.

Passo 1: Reúna todos os materiais necessários

Você precisará de:

• Arduino Uno (por exemplo)
• relógio em tempo real DS3231 com bateria
• Adaptador MicroSD + SD ou cartão SD
• Módulo SD
• Visor LCD 16x2
• sensor de nível de umidade do solo YL-69
• fios
• potenciômetro, usei 47 kOhm, mas só porque não encontrei nenhum com 10 ou 20 kOhm na minha coleção
• tábua de pão

Todos estes componentes são bastante acessíveis e muito baratos.

Etapa 2: Conectando os Componentes

Agora você precisa conectar os componentes conforme mostrado na imagem. Devido ao fato de os monitores LCD e os modelos de relógio em tempo real variarem de fabricante para fabricante, consulte o manual ao conectar os fios para garantir que todas as conexões estejam corretas.

tela de LCD

O diagrama e a imagem mostram a conexão correta do display (com nomes de pinos).

Diagrama de conexão:

1. VSS Ground, trilhos GND na placa de ensaio
2. Trilho VDD +5V na placa de ensaio
3. Pino intermediário V0 do potenciômetro (saída ajustável)
4. Pino RS 10 na placa Arduino
5. Aterramento RW, trilhos GND na placa de ensaio
6. E pino 9 na placa Arduino
7. D0 fica desconectado
8. D1 fica desconectado
9. D2 fica desconectado
10. D3 fica desconectado
11. D4 pino 7 na placa Arduino
12. D5 pino 6 na placa Arduino
13. D6 pino 5 na placa Arduino
14. D7 pino 3 na placa Arduino
15. Um trilho +5V na placa de ensaio
16. K terra, trilhos GND na placa de ensaio

Módulo de cartão SD

Diagrama de conexão:

1. GND GND na placa de ensaio
2. Trilho +5V +5V na placa de ensaio
3. CS pino 4 na placa Arduino
4. Pino MOSI 11 na placa Arduino
5. Pino SCK 13 na placa Arduino
6. Pino MISO 12 na placa Arduino

Sensor YL-69

Conectaremos apenas três pinos:

1. Pino 2 do VCC na placa Arduino
2. Trilho GND GND aterrado na placa de ensaio
3. Pino analógico A0 A0

Não usaremos o pino D0; ele é um pino digital e não é necessário em nosso projeto.

Relógio em tempo real DS 3231 com bateria

A bateria é necessária para manter o relógio funcionando quando desconectado. Usaremos as seguintes saídas:

1. SCL SCL na placa Arduino
2. SDA SCA na placa Arduino
3. Trilho VCC +5V na placa de ensaio
4. Trilho GND GND na placa de ensaio

Potenciômetro

Necessário para regular a tensão que vai para o display LCD. Se não houver números no display, e você tem certeza de que deveria haver, tente girar o potenciômetro. Se tudo estiver conectado corretamente, os números aparecerão.

Etapa 3: definir a hora

Ao ligar o relógio de tempo real pela primeira vez, você precisa configurá-lo. Você não precisará fazer isso mais tarde, mas a primeira configuração foi valor crítico. Para configurar o relógio você precisará da biblioteca Sodaq DS3231.
Você pode adicioná-lo através da opção “adicionar biblioteca” no programa Arduino. Clique em “Adicionar Biblioteca” e selecione o tipo “3231” e você verá. Agora você precisa instalá-lo.

Se não houver arquivo de instalação, você poderá baixá-lo da Internet.
Em seguida, carregue o esboço “corrigir/editar” e altere os seguintes valores:
"DataHora" (2011, 11, 10, 15, 18, 0, 5)
na seguinte ordem:
ano, mês, dia, hora, minutos, segundos e dia da semana (de 0 a 6)
definir os valores atuais.
A configuração da hora está concluída.

Etapa 4: Código

Depois que todas as conexões forem feitas, será necessário um código.
Então criei um arquivo separado com um esboço e um grande número de comentários detalhados em cada seção de ação. Como o relógio de tempo real DS3231 possui uma função de medição de temperatura, decidi usá-la também.
Você precisa instalar outra biblioteca, "DS3231.rar".

A versão padrão do projeto é feita para funcionar com monitor serial e cartão SD, o que significa que sem conectar um monitor serial simplesmente não funcionará. Isso não é conveniente, especialmente se você quiser fazer um sensor portátil. Então escrevi outro esboço que não requer monitor serial e nem usa nenhum. Isso torna a codificação muito mais fácil. O primeiro arquivo contém código para a versão portátil, que não utiliza porta serial.

A parte importante do código são as linhas, indicadas por três letras no canto inferior direito do display:

• "I" para "inicializado" significa que o cartão SD está presente
• "E" para "Erro" significa que não há cartão SD
• "F" para "False", "False", significa que o arquivo não está acessível, embora o cartão esteja presente

Essas três cartas foram escritas para ajudá-lo a diagnosticar problemas/erros, caso eles apareçam.

arquivos

Etapa 5: Selecionando uma fonte de energia

Você precisa de uma fonte de alimentação adequada, sua escolha depende de como você planeja usar o dispositivo no futuro.

Você pode usar:

• fonte de alimentação padrão
• Bateria de 9V com conexão com fio/com fios para conexão

A escolha da fonte de alimentação é muito importante para a execução do projeto, pois se quiser deixar o aparelho estacionário é melhor utilizar uma fonte de alimentação. Mas se você quiser fazer um medidor portátil, sua única opção é uma bateria.

Você pode usar um pequeno truque - desligue a tela se estiver ligada este momento não é necessário. Para fazer isso, use/observe/leia o código de acesso para entender como desligar o display. Não fiz isso porque decidi que não precisava disso. Talvez essa opção seja necessária na versão portátil do medidor, mas construí uma estacionária.

Etapa 6: selecione o cartão SD

Acontece que nem todos os cartões SD funcionam com meu módulo SD.

Com base na minha experiência de vida, posso responder com segurança a duas perguntas:

1. Eles são todos adequados para o medidor? - não, não todos. Alguns simplesmente não interagem com um módulo específico. Acontece que todos os cartões que não interagem com meu módulo são do padrão SDHC. Os cartões padrão e micro SD funcionam bem, outros não funcionam ou são somente leitura (nenhum dado é gravado) e as configurações de data e hora são perdidas sempre que o cartão é desconectado do módulo.
2. Existe alguma diferença em usar um cartão SD ou um cartão micro SD com adaptador? - não, eles funcionam da mesma forma.

Isso conclui meu tutorial para este projeto.

Passo 7: Vamos continuar!

Continuo aprimorando meu projeto, e resolvi fazer uma caixa de madeira para o medidor, e também uma placa de circuito impresso.

Etapa 8: PCB experimental (não concluído, pode não funcionar)

Para conectar todos os componentes usando um número mínimo de fios, decidi usar uma placa de circuito impresso/breadboard. Decidi isso porque tenho muitas placas e poucos fios. Não adianta comprar novos placas de desenvolvimento quando consigo fazer um impresso, não vejo. Como minha placa é unilateral, ainda serão necessários fios para conexões na parte inferior.