Построение низкобюджетного датчика влажности почвы на Raspberry Pi для умного полива
В Соединенных Штатах сельское потребляет 80–90% всей пресной воды. Установка датчика влажности почвы — один из самых простых способов снизить потребность в поливе и защитить водные ресурсы.
Ниже представлен экономичный емкостной датчик влажности почвы, использующий Raspberry Pi и копланарный конденсатор из блога Zero Characters Left. Вся система может быть собрана за менее чем $25, не считая самого Pi.
Следуйте этому руководству, чтобы построить датчик и подключить его к внешнему клапану полива, позволяя вашему саду получать воду только когда почва действительно в этом нуждается.
Шаг 1: Материалы
Raspberry Pi
Руководство предполагает полностью настроенный Pi со стандартными GPIO-библиотеками и GPIO-кабелем к макетной плате. Для удаленной работы рекомендуется включить беспроводной доступ и SSH.
Альтернативные микроконтроллеры, такие как Arduino, также хорошо работают, если вы предпочитаете другую платформу.
Резистор 1 МОм
Это значение дало самые стабильные показания в нашей тестовой установке. Однако вы можете экспериментировать с другими значениями резисторов для тонкой настройки датчика под ваши конкретные почвенные условия.
Копланарный конденсатор
Скачайте два файла EAGLE (схему и плату) из блога Zero Characters Left и отправьте их в OSHPark. Набор из 3 штук стоит около $10.
Провод 22 AWG одножильный или многожильный
Многожильный провод предпочтительнее, так как он лучше проводит и менее подвержен поломкам.
Макетная плата, перемыточные провода и GPIO-адаптер к макетной плате
Эти компоненты — минимум для прототипирования. После проверки схемы вы можете разместить электронику в эпоксидной смоле или перейти на PCB с Molex-разъемами для более долговечной уличной установки.
Шаг 2: Инструменты
Набор для пайки (паяльник, припой, оплетка)
Паяльник необходим для припайки проводов к конденсатору. Базовый набор стоит $20–$30, или можно использовать локальный makerspace.
Обдиратель проводов
Эпоксидная смола (опционально)
Покрытие схемы эпоксидкой обеспечивает защиту от влаги для уличного использования.
Мультиметр (рекомендуется)
Используйте мультиметр для проверки проводимости и отладки RC-схемы во время сборки.
Шаг 3: Проектирование датчика и схемы
Мы используем простое измерение RC-постоянной времени для преобразования изменений водного содержания почвы в цифровой сигнал. Значение конденсатора растет по мере увлажнения почвы, что в свою очередь удлиняет RC-постоянную времени. Pi считывает эту постоянную на GPIO Pin 14, измеряя время заряда конденсатора.
Для более глубокого погружения в схемотехнику и код см. нашу подробную страницу Raspberry Pi Soil Moisture Sensor.
Производственный процесс
- Сборка логгера температуры на Raspberry Pi с $5 I2C датчиком
- ИК-датчик температуры TMP006 с Raspberry Pi: библиотека Python и руководство по настройке
- Создание удалённого датчика температуры на Raspberry Pi и Python — пошаговое руководство
- Создание метеостанции на Raspberry Pi с ежедневными email-отчётами о погоде
- Как подключить однопроводный датчик температуры DS1820 к Raspberry Pi через GPIO
- Интеграция данных сенсоров в Raspberry Pi: практическое руководство
- Подключение ультразвукового датчика HC‑SR04 к Raspberry Pi 3 — полное руководство
- Надёжный домашний мониторинг с Home Assistant на Raspberry Pi: движение, алермы и видеозахват
- Построение DIY инфракрасного датчика движения для Raspberry Pi — пошаговое руководство
- Управление светодиодом с PIR-датчиком движения на Raspberry Pi