جهاز استشعار رطوبة التربة ESP32 WiFi: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

أجهزة استشعار رطوبة التربة الرخيصة التي ترسل إشارة كهربائية عبر التربة لقياس مقاومة التربة كلها تفشل. يجعل التحليل الكهربائي هذه المستشعرات عديمة الفائدة عمليًا. شاهد المزيد عن التحليل الكهربائي هنا. المستشعر المستخدم في هذا المشروع عبارة عن مستشعر سعوي ولا يوجد معدن موصل على اتصال بالتربة الرطبة.

بعد تحميل البرنامج الثابت (رسم Arduino) ، سيقوم المستشعر بإنشاء خادم ويب على نفسه وتسجيل الدخول إلى جهاز توجيه WiFi. يمكنك الآن الوصول إلى جانب الويب على مستشعر ESP32. لا يتم إرسال أي بيانات إلى السحابة.

قد يساعد بعض الإلمام ببرمجة Arduino ومهارات اللحام و HTML وما إلى ذلك. إذا قمت ببناء هذا المشروع ، فيرجى تحميل الصور عبر رابط التحميل أدناه. استمتع بالاختراق.

يمكن لهذا المستشعر قراءة:

1. رطوبة التربة (سيحسب الكود الخاص بي محتوى الماء في التربة بالقياس الوزني)
2. درجة حرارة الهواء والرطوبة النسبية

اللوازم

1. Wemos® Higrow ESP32 WiFi + بطارية بلوتوث + DHT11 وحدة استشعار درجة حرارة التربة والرطوبة

2. لتسجيل البيانات (البصري)

   • وحدة بطاقة Micro SD.
   • مجلس الخبز و OR
   • لحام الحديد ، معجون اللحام.
   • ستة كابلات توصيل من أنثى إلى ذكر.

الخطوة 1: تثبيت وتكوين ARDUINO IDE على جهاز الكمبيوتر / جهاز MAC

يجب أن يعمل إجراء الإعداد هذا على نظام Windows PC و MAC و LINUX (x86). لسوء الحظ بالنسبة لمستخدمي Raspberry PI ، فإن مكتبات LINUX (ARM) الخاصة بلوحة ESP32 ليست متاحة بعد (على الرغم من وجود أشخاص أذكياء حقيقيين قاموا بتجميعها من المصدر).

1. قم بتنزيل وتثبيت Arduino IDE
2. في قائمة التفضيلات ، أضف https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json إلى عنوان URL لمدير اللوحات الإعلانية.
3. قم بتثبيت مكتبات ESP32 من Tools> Board> Boards Manager. ابحث عن esp32 من خلال أنظمة إسبرسيف
4. حدد اللوحة الخاصة بك في القائمة: أدوات> لوحة> واي فاي وبطارية بلوتوث "WeMos"

5. قم بتثبيت مكتبات DHT11 المطلوبة من أدوات> إدارة المكتبات …

   1. تحتاج إلى تثبيت مكتبة مستشعر DHT بواسطة Adafruit الإصدار 1.3.7 (أو أحدث؟)
   2. تحتاج إلى تثبيت Adafruit Unified Sensor بواسطة Adafruit الإصدار 1.0.3

الخطوة 2: إرفاق بطاقة Micro SD للتسجيل (اختياري)

إذا كنت بحاجة إلى تسجيل بياناتك ، فقم بإرفاق وحدة بطاقة Pololu Micro SD. قد تحتوي بطاقات SD الأخرى على أسلاك ورموز مختلفة.

الخطوة 3: قم بتنزيل رسم ARDUINO

1. قم بتنزيل مخطط اردوينو القابل للتطبيق من GitHub وافتحه.

   1. يجب استخدام Esp32_SoilMoisture_WebServer.ino في حالة عدم توصيل وحدة بطاقة micro sd.
   2. يتطلب Esp32_SoilMoisture_WebServer_DataLog.ino بطاقة micro sd ويواصل الوصول إلى الإنترنت لخادم NTP. يتمتع هذا الخيار بوقت دقيق للغاية ، ولكنه يستخدم كميات كبيرة من التيار وقد يؤدي إلى نفاد طاقة البطارية.
   3. يتطلب Esp32_SoilMoisture_WebServer_DataLog_Int_RTC.ino بطاقة micro sd والوصول إلى الإنترنت لخادم NTP بعد إعادة التعيين. يستخدم RTC الداخلي لـ ESP32 لتحديث التاريخ / الوقت المستلم عند إعادة التعيين من خادم NTP. هذا هو الحل الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة ، ولكن قد لا يكون الوقت دقيقًا.
2. قم بتحرير SSID الخاص بجهاز التوجيه وكلمة المرور في الرسم التخطيطي.
3. قم بتجميع الرسم أثناء الضغط على زر التمهيد.
4. إذا نجح التحويل البرمجي ، فاضغط على الزر EN وابدأ فورًا Arduino Serial Monitor (115200 Baud Rate)
5. انتظر حتى يعمل مصباح LED الأزرق وينطفئ
6. احصل على عنوان IP مطبوعًا على الشاشة التسلسلية ، وأدخله في متصفحك. سترى الآن صفحة ويب بيانات الاستشعار.
7. إذا أضفت قارئ بطاقة micro sd ، وقمت بتجميع أحد رسومات arduino القابلة للتطبيق ، فيمكنك الوصول إلى بياناتك في /datalog.txt من بطاقة micro sd الخاصة بك.

الخطوة 4: معايرة المحتوى الجرافيكي للمياه

كيف يمكنني تفسير قراءة رطوبة التربة من GPIO 32؟

إحدى الطرق هي حساب محتوى الماء بالقياس الوزني للتربة. يتم حسابها على النحو التالي:

(كتلة الماء في عينة التربة) / (كتلة التربة الجافة في العينة)

لقد قمت بجمع التربة الجافة من حديقتي (إنها ليمبوبو ، جنوب إفريقيا ، شهر أغسطس ، والتربة جافة ، جافة حقًا). يمكنك تجفيف التربة في الفرن.

1. الوزن الذي تجفف التربة
2. صب التربة الجافة في وعاء ، وأدخل المستشعر في التربة وأخذ قراءة مستشعر خام (استخدم واجهة الويب). سجل كتلة الماء (= 0 في هذه المرحلة) وقراءة المستشعر.
3. قم بإزالة المستشعر ، وأضف 10 مل (جرام) من الماء ، واخلط التربة والماء بشكل صحيح وسجل كتلة الماء (= 10 في هذه المرحلة) وقيمة المستشعر.
4. استمر في هذه العملية بقدر ما تريد ، أو حتى لا تؤثر إضافة الماء على قراءة المستشعر بعد الآن.
5. نتائجي موجودة في ورقة إكسل المرفقة. يتم حساب GWC على النحو التالي: gwc = exp (-0.0015 * SensorValue + 0.7072)

الخطوة الخامسة: التطورات المستقبلية

1. قم بإرفاق RTC خارجي (Real Time Clock). حاليًا ، يتم استخدام NTP (بروتوكول وقت الشبكة) للحصول على وقت تسجيل البيانات. هذا يتطلب WiFi وهو مكثف حاليًا
2. أضف أزرار ضغط لبدء وإيقاف WiFi وخادم الويب لتوفير استخدام البطارية.
3. أضف وحدة GPRS وقم بتعطيل WiFi. هذا سيوفر الطاقة.