Надежный DIY датчик влажности почвы для растений на Arduino UNO

Компоненты и материалы

• Arduino UNO — 1 шт.
• RGB-светодиод (общий анод) или 3 отдельных LED (красный, зеленый, синий) — 1 шт.
• Резисторы 220 Ом — 3 шт. (для LED)
• Резистор 10 кОм — 1 шт.
• Два болта с гайками (любого размера) — для сенсорных штырей
• Перемычки (длинные для штырей, короткие для платы) — набор
• Половинчатая макетная плата — 1 шт.

Принцип действия

Датчик измеряет диэлектрическую проницаемость почвы (способность проводить ток), которая коррелирует с влажностью. Два металлических штыря (болты) вставляются в грунт на расстоянии 2,5–3,5 см. Arduino измеряет аналоговое напряжение на делителе (штыри + резистор 10 кОм). Чем влажнее почва, тем ниже сопротивление, тем выше показания ADC.

Сборка штырей

1. Накрутите гайку на болт, зажмите между гайкой и головкой конец длинной перемычки.
2. Докрутите гайку до надежного контакта. Повторите для второго штыря.

Схема подключения

Штыри подключаются к пину A0 и GND через резистор 10 кОм (делитель). RGB LED: общий анод на 5 В, катоды через 220 Ом на пины D2 (зеленый), D3 (синий), D4 (красный).

Программный код

int moistPin = A0;
int moistVal = 0;
int tooDry = 150;   // порог сухости (подстроить под свой грунт)
int tooWet = 400;   // порог переувлажнения

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(2, OUTPUT); // Green
  pinMode(3, OUTPUT); // Blue
  pinMode(4, OUTPUT); // Red
}

void loop() {
  moistVal = analogRead(moistPin);
  Serial.println(moistVal);
  // Эмпирическая формула перевода в % (для расстояния штырей ~2,5–3,5 см)
  int percent = 2.718282 * 2.718282 * (0.008985 * moistVal + 0.207762);
  Serial.print(percent);
  Serial.println("% Moisture");

  if (moistVal <= tooDry) {       // Сухо — красный
    digitalWrite(4, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(2, LOW);
  } else if (moistVal >= tooWet) { // Мокро — синий
    digitalWrite(4, LOW); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(2, LOW);
  } else {                         // Норма — зеленый
    digitalWrite(4, LOW); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(2, HIGH);
  }
  delay(250);
}

Калибровка и использование

1. Вставьте штыри в горшок рядом с растением на глубину 2–3 см, расстояние между ними 2,5–3,5 см.
2. Хорошо полейте растение, откройте Serial Monitor (9600 бод).
3. Показания должны быть ~25–30%. Если нет — сдвиньте штыри или скорректируйте пороги tooDry/tooWet в коде.
4. Для уличной установки поместите электронику в герметичный контейнер, выведите штыри через отверстия, добавьте батарейный блок.