آموزش ESP32 24/55 - اندازه‌گیری رطوبت خاک برای آبیاری

این درس بخشی از: دوره آموزشی آردوینو ESP32 بر اساس کیت آموزشی اینترنت اشیا ESP32 از شرکت SunFounder (55 آموزش/ویدیو)

پرش به:

آموزش ESP32 24/55 - اندازه‌گیری رطوبت خاک برای آبیاری | کیت آموزشی IoT ESP32 شرکت SunFounder

در این آموزش، یاد می‌گیریم که چگونه از ماجیول SunFounder ESP32 به همراه یک حساس(حس کننده) رطوبت خاک برای اندازه‌گیری سطح رطوبت در خاک استفاده کنیم، که می‌تواند به اتوماسیون سیستم‌های آبیاری کمک کند. با نظارت بر سطوح رطوبت، می‌توانیم هنگامی که رطوبت از یک آستانه مشخص پایین‌تر می‌رود، زنگ بازر را به صدا درآوریم که نشان‌دهنده نیاز گیاهان به آبیاری است. این پروژه برای حفظ سلامت گیاهان ارزشمند است و می‌تواند برای کاربردهای مختلف حسگری محیطی گسترش یابد. (در ویدیو در 00:00)

ما از یک حساس(حس کننده) رطوبت خاک خازنی استفاده خواهیم کرد که با اندازه‌گیری تغییرات خازنی بین دو صفحه کار می‌کند و بر اساس محتوای رطوبت محیط اطراف متفاوت است. این حساس(حس کننده) خروجی آنالوگی ارائه می‌دهد که سطح رطوبت را منعکس می‌کند و به ما امکان می‌دهد بر اساس خوانش‌ها تصمیم‌گیری کنیم. ESP32 خروجی آنالوگ را خوانده و اگر خاک خیلی خشک باشد، زنگ هشدار را فعال می‌کند.

تجزیه و تحلیل سخت‌افزار

برای این پروژه، اجزای اصلی میکروکنترلر ESP32 حساس(حس کننده) رطوبت خاک خازنی و یک آژیر هستند. ESP32 دارای Wi-Fi و بلوتوث داخلی است که امکان نظارت و کنترل از راه دور را فراهم می‌کند. حساس(حس کننده) رطوبت خاک شامل دو صفحه است که ظرفیت را اندازه‌گیری می‌کنند و بسته به سطح رطوبت در خاک تغییر می‌کند. این تغییر در ظرفیت ولتاژ خروجی را تغییر می‌دهد که ESP32 آن را از طریق ورودی آنالوگ خود می‌خواند. آژیر به ما هشدار خواهد داد زمانی که سطح رطوبت زیر یک آستانه معین کاهش یابد.

جزئیات برگه اطلاعات

تولیدکننده	سانفاندور
شماره قطعه	حساس(حس کننده) رطوبت خاک
ولتاژ عملیاتی	۳.۳ تا ۵ ولت
نوع خروجی	آنالوگ
محدوده سیگنال	0 تا 3.3 ولت
زمان پاسخ	سریع
ابعاد	تقریباً 60 x 20 mm
یادداشت‌ها / واریانت‌ها	حساس(حس کننده) نوع خازنی

اطمینان حاصل کنید که حساس(حس کننده) به طور کامل در آب غوطه‌ور نشود تا از آسیب جلوگیری شود.
در صورت لزوم از مقاومت‌های کششی مناسب استفاده کنید تا خوانش‌های پایداری داشته باشید.
حساس(حس کننده) را برای نوع خاص خاک خود کالیبره کنید تا خوانش‌های دقیق رطوبت داشته باشید.
اتصالات سیم کشی صحیح را حفظ کنید تا از از دست رفتن سیگنال جلوگیری شود.
به منبع تغذیه دقت کنید تا از بوجود آمدن شرایط ولتاژ بالا جلوگیری شود.

دستورالعمل‌های سیم‌کشی

برای اتصال حساس(حس کننده) رطوبت خاک به ESP32، پایه VCC حساس(حس کننده) را به پایه 3.3V روی ESP32 وصل کنید. سپس، پایه GND حساس(حس کننده) را به یکی از پایه‌های GND روی ESP32 متصل کنید. پایه خروجی آنالوگ حساس(حس کننده) رطوبت خاک باید به پایه آنالوگ وصل شود.35بر روی ESP32. برای بوق، پایه مثبت را به پایه دیجیتال وصل کنید.13در ESP32 و پایه منفی به GND. اطمینان حاصل کنید که همه اتصالات ایمن هستند تا از بروز هرگونه مشکل متناوب در حین عملکرد جلوگیری شود.

نمونه شِفر (کود) و راهنما

در زیر یک بخش کوتاه از شِفر (کود) که ارتباط سریال را راه‌اندازی کرده و مقدار حساس(حس کننده) رطوبت را خوانده می‌شود، آورده شده است:

void setup() {
  // Initialize serial communication at 115200 bits per second:
  Serial.begin(115200);
}

این قطعه ارتباط سریال را راه‌اندازی می‌کند و به ما امکان می‌دهد تا مقادیر حساس(حس کننده) رطوبت را در نمایشگر مسلسل مشاهده کنیم.

بعد، حلقه اصلی داریم که مقدار آنالوگ از حساس(حس کننده) خوانده می‌شود:

void loop() {
  // Read the analog value
  int analogValue = analogRead(35);
  
  // Print out the values
  Serial.printf("Analog value = %d\n",analogValue);
  
  delay(300);  // delay between reads for clear read from serial monitor
}

در این حلقه، شِفر (کود) به طور مداوم مقدار آنالوگ را از پایه می‌خواند.35و آن را هر ۳۰۰ میلی‌ثانیه به نمایشگر مسلسل چاپ می‌کند. این امکان را به ما می‌دهد که سطح رطوبت را به صورت زنده زیر نظر داشته باشیم.

نمایشگاه / چه انتظاری داشته باشیم

زمانی که حساس(حس کننده) رطوبت در خاک خشک قرار می‌گیرد، مقدار آنالوگ بالاتر خواهد بود که نشان‌دهنده رطوبت کم است. برعکس، زمانی که حساس(حس کننده) در خاک مرطوب قرار می‌گیرد، مقدار به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. اگر خوانش کمتر از آستانه تعریف شده (به عنوان مثال، ۲۰۰۰) بیفتد، زنگ متصل به پایه...13خواهد فعال شود و نشان می‌دهد که گیاه نیاز به آبیاری دارد. مراقب ورودی‌های شناور باشید و اطمینان حاصل کنید که حساس(حس کننده) در معرض آب بیش از حد مجاز خود قرار نگیرد (در ویدیو در 02:30).