کیت رطوبت خاک گلدان آردوینو + آبیاری هوشمند

کیت رطوبت خاک گلدان با آردوینو

کیت رطوبت خاک گلدان با آردوینو برای اندازه گیری رطوبت خاک طراحی شده است. در  پروژه های آبیاری هوشمند گیاهان سنسوری که قابلیت اندازه گیری رطوبت و خشکی خاک گیاه را داشته باشد، برای تعیین پارامترهای حیاتی گلدان در اولویت قرار دارد. در این کیت دو سنسور محتلف برای اندازه گیری رطوبت خاک قرار گرفته شده است. یکی سنسور رطوبت خاک مقاومتی و دیگری سنسور رطوبت خاک خازنی. سنسور رطوبت خاک مقاومتی از دو پراب برای اندازه گیری حجم آب ساخته شده است. این دو پراب به جریان اجازه عبور از رطوبت خاک را داده و سپس یک مقدار مقاومتی برای اندازه گیری رطوبت خاک دریافت می‌کند. اما این پراب ها در گذر زمان ممکن است دچار زنگ زدگی شوند، که پیشنهاد می‌شود از سنسور رطوبت خاک خازنی استفاده کنید. 

سنسور رطوبت خاک خازنی، رطوبت سطح خاک را اندازه گیری می‌کند. بر خلاف دیگر سنسورهای رایج برای اندازه گیری رطوبت خاک این سنسور از روکش مناسب برای جلوگیری از زنگ زدگی و آسیب پذیری در برابر خاک و آب ساخته شده است. سنسور دارای رگولاتور ولتاژ روی برد است که میتواند در ولتاژهای ۳٫۳ تا ۵ ولت کار کند و به همین دلیل با اکثریت میکروکنترلرها قابلیت تست و راه اندازی دارد.

ویژگی های سنسور رطوبت خاک خازنی

• ولتاژ کاری از  ۳٫۳ تا ۵ ولت dc
• ولتاژ خروجی آنالوگ: از صفر تا ۳ ولت dc
• دارای کابل سه سیمه برای ارتباط با میکروکنترلر
• اینترفیس: PH2.0-3P

سنسور خازنی رطوبت با اندازه گیری تغییرات خازنی ناشی از تغییرات دی الکتریک کار می کند. این سنسور در اصل رطوبت خاک را به صورت مستقیم اندازه گیری نمی‌کند بلکه یون‌های حل شده در رطوبت را اندازه‌گیری می‌کند. اندازه گیری بر حسب خازن، به طور کلی دی الکتریکی را که توسط خاک تشکیل می شود اندازه گیری می کند و آب مهمترین عاملی است که دی الکتریک را تحت تأثیر قرار می دهد. این ظرفیت خازنی اندازه گیری شده توسط تایمر ۵۵۵ استفاده شده در ساختار سنسور انجام می‌شود. سپس ولتاژ توسط مبدل ADC یعنی آنالوگ به دیجیتال اندازه گیری می‌شود که مقداری را تولید می کند که ما آن را به عنوان درصد رطوبت خاک نشان می دهیم.

در این شماتیک یک اسیلاتور فرکانس ثابت وجود دارد که با آی سی تایمر ۵۵۵ ساخته شده است. هر چه رطوبت خاک بیشتر باشد، ظرفیت سنسور بالاتر است. در نتیجه، واکنش کمتری نسبت به موج مربعی وجود دارد، بنابراین ولتاژ روی خط سیگنال کاهش می یابد. ولتاژ افتاده بر روی  سیگنال آنالوگ را می توان با یک پایه آنالوگ توسط میکروکنترلی مثل برد  آردوینو اندازه گیری کرد که نشان دهنده رطوبت خاک است. یک پالس را از طریق یک مقاومت ارسال شده و  سپس به حسگر ارسال می‌شود که مانند یک خازن (دو میله افقی) عمل می‌کند. هنگامی که خازن شارژ می شود، شروع به تخلیه می کند. مدت زمان این فرآیند توسط سنسور اندازه گیری می شود. اندازه گیری زمان توسط تراشه ۵۵۵ انجام می شود.

در این کیت توسط برد آردوینو کدنویسی با زبان برنامه نویسی C++ انجام شده و میتوانید با همین قطعات یک کیت آردوینو در خانه و گلخانه های کوچک تعبیه کنید. در این کیت یک پمپ آب با ولتاژ کاری بین 3 تا 6 ولت قرار گرفته شده است که جهت تامین ولتاژ مورد نیاز از آداپتور برای اعمال تغذیه و تامین تغذیه پمپ استفاده شده است.