Использование датчика влажности почвы вместе с Ethernet-контроллером

29/06/2012 21:23:20

Человек - система интеллектуальная. Приехав на дачу или огород, прежде, чем взять в руки шланг и открыть кран, человек с подозрением посмотрит на небо (не собирается ли дождь?), покопается у себя в памяти (не было ли осадков вчера или позавчера?) и, наконец, кряхтя и охая, наклонится, чтобы пощупать землю (не влажная ли?) и только после этого польет свои любимые огурцы с помидорами или газонную травку. С помощью сложнейших расчетов, которые, впрочем, в голове выполняются со скоростью молнии, человек принимает всегда верное решение. "Земля мокрая - неча поливать" или "Итить твою мать, пересохло же все"

Системе автоматического полива, чтобы хотя бы немного приблизиться к мозговой нейросети человека, нужны соответствующие технические средства - датчики. В моей системе уже работает метеостанция, которая фиксирует и записывает в базу данных информацию об осадках. Работает также алгоритм прогнозирования погоды. Но для полноценного управления поливом не хватало еще одного важного элемента - датчика влажности грунта.

И случайно я наткнулся в Интернете на недорогой аналоговый датчик влажности почвы от DFRobot, который можно легко подключить к любому микроконтроллеру, например на базе Arduino. Но я решил подключить датчик к своему Ethernet-контроллеру Умного Дома MegD-328. Диапазон напряжений для питания датчика от 3,3 до 5В.

Схема подключения простейшая. Используется три провода: Питание, Земля и Сигнал на соответствующий порт микроконтроллера.

Производитель предлагает следующим образом интерпретировать показания датчика:
0 - 300 : сухо
300 - 700 : влажно
700 - 950 : в воде

Подключаем датчик, пока не закапывая его в грунт, и заходим в Web-интерфейс MegaD-328.

Датчик показывает 0. Теперь возьмем какой-нибудь аспарагус с подоконника (желательно, чтобы жена не видела) и воткнем в горшок наш прибор.

Торф на ощупь сухой, но датчик уже показывает значение 6. Теперь хорошенько польем растение (примечание насчет жены все еще актуально) и включим запись данных в нашу всепоглощающую БД.

График влажности грунта

Сразу после полива значение датчика составило около 600 единиц. Через 5 суток поверхность грунта была на ощупь абсолютно сухой, но некоторое количество влаги еще содержалось в толще грунта, поэтому датчик выдавал около 100 единиц. В целом можно подтвердить актуальность заявленных производителем ориентиров - при значении менее 300 единиц почву можно считать сухой и требуется полив.

Датчик, разумеется, можно применять не только дома, но и на улице, определяя необходимость полива газона, цветников и садовых растений. Но в случае уличного применения разумно было бы загерметизировать верхнюю часть датчика вместе с разъемом. Самый простой вариант - залить эпоксидной смолой.

Интересно, что сфера применения датчика не только измерение влажности грунта. Его с успехом можно применять для определения уровня воды (относительно габаритов самого датчика, конечно) или даже в качестве датчика протечки.

 

Автор: Andrey_B
Любое использование материалов сайта возможно только с разрешения автора и с обязательным указанием источника.

---

Добавить комментарий:

Имя

Е-mail(необязательно, не отображается на сайте)

Комментарий

---

Сортировка комментариев: Последние сверху | Первые сверху

2012-07-02 09:28:46 | Николай
Статья супер. Спасибо.
Сегодня просматривал internet чтобы оценить стоимость этого датчика. Наткнулся на датчик утечки газа - DFR0049. Там правда написано про водород, но уверен что есть и детекторы пропана. Цена в районе 400 рублей. Думаю дополнительной проверки в котельной не помешает :)). Хотел бы уточнить нет ли у Вас опыта использования этих датчиков?

2012-07-02 11:34:52 | Andrey_B
Николай, нет, "газовые" датчики в своей системе еще не пробовал.

2012-07-08 15:04:10 | Алексей
Андрей, суперполезная находка. Спасибо за информацию! На фоне существующих, например, у Nelson датчиков и контроллеров (8701ES - 450USD), решение с DFRobot + МегаД или 1wire - бьет наповал! ;) У 8701ES функционал на фоне 1wire - никакой, цена - запредельная. Добавляйте, пожалуйста, в ваш ассортимент DFRobot, будем брать!!! :)

2012-07-28 21:09:33 | andvas
Andrey_B на фото, если я не ошибаюсь "ножки" датчика уходящие в землю сделаны из тонкой меди покрывающей плату. У меня датчики затопления были сделаны по похожему принципу, и через некоторое время(4-5 месяцев) нахождения в ванной комнате медь частично разложилась из-за влажности, и контакт пропал. Боюсь, что этот датчик ждет такая же участь. Хочется услышать ваше мнение..

2012-07-28 21:31:02 | Andrey_B
andvas, ну посмотрим, что будет через полгода. Пока ничего не разложилось.

2012-08-17 11:03:37 | Stanislav
2andvas: в описании датчика указано: покрытие - immersion gold ; это не специально для датчика этого придумано, это один из стандартных видов покрытия для плат: на меди слой никеля, на нем слой золота.
2Andrey_B: терзают меня сумнения: такая хрень будет беспроблемно работать в цветочном горшке - когда 1 штук, и других проводов в землю не воткнуто. А когда их много и не в горшке, а в огороде - есть подозрение, что нужна гальваническая развязка на каждый датчик.
Другое сумнение: они на постоянном токе "меряют", а кошерно все-таки на переменном...

2012-09-11 18:22:25 | Александр
Андрей, я вчера писал коментарий к этой статье.. Не пойму, куда-то делись.

Вопрос был примерно такой:

Планируете ли вы расщирять ассортимент поддерживаемых цифровых устройств Вашего MegaD-328? по примеру DFRobot.. Или к примеру протокола 1-wire

2012-09-11 18:25:31 | Александр
Скажите, и еще вопрос, а как именно этим датчиком можно измерить уровень воды? Разве он определяет значение влажности относительно длины? Если так, то как тогда мерять влагу в однородной среде?

2012-09-12 17:31:16 | Andrey_B
Александр, вы писали комментарий к другой статье - про датчик освещенности. Там вам и ответил.

2012-09-12 17:48:18 | Andrey_B
Александр, датчик влажности почвы измеряет сопротивление грунта между контактами. Чем выше влажности грунта, тем меньше сопротивление и наоборот. Все очень просто.

2012-10-20 19:20:07 | Fedor
Как на счет длины проводов??? На постоянке будут потери. Если скажем взять огород и поставить 2 датчика: 50 и 100м от устройства, показания придется подбирать опытным путем???

2012-10-23 23:38:17 | Дмитрий
Возможно ли подключить такой датчик к 1-wire сети?

2012-11-04 13:17:10 | Andrey_B
Дмитрий, конечно возможно. Например, с помощью компонента DS2450

2012-11-11 03:40:36 | Дмитрий
1 - S (?)
2 - GND (земля)
3 - VCC (?)

что из этого идет на питание, а то отдает сигнал?

2012-11-11 16:10:17 | Дмитрий
Сам себе отвечу на вопрос: :)

Power supply: 3.3v or 5v
Output voltage signal: 0~4.2v
Current: 35mA
Pin definition:
Analog output(Blue wire)
GND(Black wire)
Power(Red wire)
Size: 60x20x5mm
Surface finish:Immersion Gold

2012-11-26 10:04:30 | Александр
Андрей, Вы писали:

"датчик влажности почвы измеряет сопротивление грунта между контактами. Чем выше влажности грунта, тем меньше сопротивление и наоборот. Все очень просто."

Но вопрос в том, как он будет мерять уровень воды относительно длины контактов?

2012-11-26 10:19:10 | Александр
Ксати говоря о DS2450S по части АЦП.. DS2450 - будучи "16 битным" не обеспечивает "честной" точности и 10 бит. А вот DS2438 - они 10 битные, но именно честно-10-битные. Поэтому в качестве 1-Wire АЦП их лучше использовать, иль я не прав?

2012-11-27 00:26:07 | Andrey_B
Александр, насчет "битности", возможно, вы и правы, если внимательно изучить Datasheet. Но и 8 бит в целом для этой задачи хватит за глаза.
Насчет уровня воды. Теоретически, чем больше площадь контакта с водой, тем меньше сопротивление, но в банке с водой не проверял. А, наверное, надо.

2012-11-27 16:22:01 | Анастасия
Андрей, добрый день! Могли бы Вы подсказать, как можно подключить этот датчик к какому-нить звуковому устройству(и к какому?)...чтобы сделать запись о состоянии почвы, и чтобы при включении включалась нужная запись(очень влажно, сухо и т.д.)? Чтобы как тут, но собственноручно...

2012-11-27 23:17:56 | Дмитрий
У меня такой датчик начал окисляться через 2 недели, находясь постоянно во влажной среде (где-то 50-70%). И естественно от него пошли не правильные результаты.

2012-11-27 23:33:05 | Andrey_B
Анастасия, не совсем понятно о каком датчике вы спрашиваете. Если о том, что описан в моей статье, то он подключается в общую систему Умного Дома, а его значения записываются в базу данных. Это позволяет сделать любое оповещение: голосовое (записанное или с помощью синтеза речи), музыкальное, SMS-оповещение или по электронной почте. Никаких ограничений, если есть соответствующие навыки. Если же вы про царевну-лягушку, то, честно скажу, не знаю, это ее разбирать нужно.

2012-11-27 23:36:29 | Andrey_B
Дмитрий, да, к сожалению должен констатировать, что это действительно так. Датчик со временем окисляется, хотя DFRobot (производитель) заявлял антикоррозийное покрытие "Immersion Gold". Есть подозрение, что это покрытие присутствует только в новых партиях датчиков.

2013-01-09 18:46:33 | Александр
Здравствуйте! Подскажите, пожалуйста, а как такой датчик подключить напрямую к компьютеру?

2013-04-04 02:22:42 | Сергей
Ножка сигнала(S) подключается к АЦП?

2013-11-28 11:29:37 | Antti
Господа - так что там с окислением ? Как боретесь или все таки в новых партиях датчиков с этим все в порядке ?

2013-11-28 11:38:12 | Andrey_B
Antti, новые партии датчиков внешне выглядят иначе. Кроме того, появилась пометка "Surface finish:Immersion Gold". Но я вот новые не проверял. Возможно, еще есть зависимость от кислотности грунта.

2014-02-04 12:38:55 | Тима
Я заменил электроды на датчике чтоб избежать окисления...
/pacpac.ru/forum/viewtopic.php?f=23&t=145&start=10

2016-08-08 10:01:46 | Alex
Все это напоминает детский конструктор на 5 минут, который не дает загнуться растению.
Культура выращивания комнатных растений должна учитывать влажность грунта всего объема цветочного горшка, кроме того во внимание нужно брать объем время и паузы в зависимости от вида растения. Важно так же учитывать влажность воздуха. В противном случае есть риск закисания корней или наоборот пересыхание той части грунта, где влажность не контролируется. А есть еще и понятие - периодичность полива, которая заложена природой, грунт время от времени должен менять влажность а не быть стоячим болотом...
В который раз убеждаюсь что полная автоматика рулит разве что в гидропонике, все остальное на таймерах.