SENSOR DE HUMEDAD DEL SUELO WiFi ESP32: 5 Pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Los sensores de humedad del suelo baratos que envían una señal eléctrica a través del suelo para medir la resistencia del suelo están fallando. La electrólisis hace que estos sensores no tengan un uso práctico. Vea más sobre la electrólisis aquí. El sensor utilizado en este proyecto es un sensor capacitivo y ningún metal conductor está en contacto con el suelo húmedo.

Después de cargar el firmware (boceto de Arduino), el sensor creará un servidor web en sí mismo e iniciará sesión en su enrutador WiFi. Ahora puede acceder al lado web en el sensor ESP32. No se envían datos a la nube.

Alguna familiaridad con la programación de Arduino, habilidades de soldadura y HTML, etc. puede ayudar. Si construye este proyecto, cargue fotos a través del enlace de carga a continuación. Disfruta de la piratería.

Este sensor puede leer:

1. Humedad del suelo (Mi código calculará el contenido gravimétrico de agua del suelo)
2. Temperatura del aire y humedad relativa

Suministros

1. Wemos® Higrow ESP32 WiFi + batería bluetooth + módulo de sensor de temperatura y humedad del suelo DHT11

2. Para el registro de datos (opcional)

   • un módulo de tarjeta Micro SD.
   • Tabla de pan y quirófano
   • Soldador, pasta de soldar.
   • Seis cables de puente hembra a macho.

Paso 1: INSTALE Y CONFIGURE ARDUINO IDE EN SU PC / MAC

Este procedimiento de configuración debería funcionar en un sistema Windows PC, MAC y LINUX (x86). Desafortunadamente para los usuarios de Raspberry PI, las bibliotecas LINUX (ARM) para la placa ESP32 aún no están disponibles (aunque hubo personas realmente inteligentes que las compilaron desde la fuente).

1. Descargue e instale el IDE de Arduino
2. En el menú Preferencias, agregue https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json a la URL del Administrador de tableros adicionales.
3. Instale las bibliotecas ESP32 desde Tools> Board> Boards Manager. Buscar esp32 por espressif systems
4. Seleccione su tablero en el menú: Herramientas> Tablero> "WeMos" WiFi y batería Bluetooth

5. Instale las bibliotecas DHT11 necesarias desde Herramientas> Administrar bibliotecas…

   1. Necesita instalar la biblioteca de sensores DHT de Adafruit Versión 1.3.7 (¿O posterior?)
   2. Necesita instalar Adafruit Unified Sensor de Adafruit Versión 1.0.3

Paso 2: COLOQUE LA TARJETA MICRO SD PARA REGISTRARSE (OPCIONAL)

Si necesita registrar sus datos, conecte un módulo de tarjeta Micro SD de Pololu. Otras tarjetas SD pueden tener diferentes códigos y cableado.

Paso 3: DESCARGUE EL BOSQUEJO DE ARDUINO

1. Descargue el boceto de arduino correspondiente de GitHub y ábralo.

   1. Se debe usar Esp32_SoilMoisture_WebServer.ino si no hay un módulo de tarjeta micro sd adjunto.
   2. Esp32_SoilMoisture_WebServer_DataLog.ino requiere una tarjeta micro sd y continúa el acceso a Internet al servidor NTP. Esta opción tiene una hora muy precisa, pero usa grandes cantidades de corriente y puede agotar la batería.
   3. Esp32_SoilMoisture_WebServer_DataLog_Int_RTC.ino requiere una tarjeta micro sd y acceso a Internet al servidor NTP después del reinicio. Utiliza el RTC interno del ESP32 para actualizar la fecha / hora recibida en el reinicio del servidor NTP. Ésta es la solución con mayor eficiencia energética, pero es posible que la hora no sea tan precisa.
2. Edite el SSID y la contraseña de su enrutador en el esquema.
3. Compile el boceto mientras presiona el botón de inicio.
4. Si la compilación es exitosa, presione el botón EN e inmediatamente inicie el Monitor serial Arduino (115200 Baud Rate)
5. Espere a que el LED azul se encienda y apague
6. Obtenga la dirección IP impresa en el monitor serial, ingrésela en su navegador. Ahora verá la página web de datos del sensor.
7. Si agregó el lector de tarjetas micro sd y compiló uno de los bocetos de arduino aplicables, puede acceder a sus datos en /datalog.txt de su tarjeta micro sd.

Paso 4: CALIBRACIÓN GRAVIMÉTRICA DEL CONTENIDO DE AGUA

¿Cómo debo interpretar la lectura de humedad del suelo de GPIO 32?

Un método consiste en calcular el contenido gravimétrico de agua del suelo. Se calcula como:

(Masa de agua en la muestra de suelo) / (Masa de suelo seco en la muestra)

He recogido tierra seca de mi jardín (es Limpopo, Sudáfrica, mes de agosto y la tierra está seca, muy seca). Puedes secar la tierra en un horno.

1. Peso tu suelo seco
2. vierta la tierra seca en un recipiente, inserte el sensor en la tierra y tome una lectura del sensor sin procesar (use la interfaz web). Registre la masa de agua (= 0 en esta etapa) y la lectura del sensor.
3. Retire el sensor, agregue 10 ml (gramos) de agua, mezcle el suelo y el agua correctamente y registre su Masa de agua (= 10 en esta etapa) y el valor del sensor.
4. Continúe con este proceso tanto como desee o hasta que la adición de agua ya no influya en la lectura del sensor.
5. Mis resultados están en la hoja de Excel adjunta. GWC se calcula como gwc = exp (-0,0015 * SensorValue + 0,7072)

Paso 5: Desarrollos futuros

1. Conecte un RTC (reloj en tiempo real) externo. Actualmente, se utiliza NTP (Network Time Protocol) para obtener la hora del registro de datos. Esto requiere WiFi y requiere mucha corriente
2. Agregue botones para iniciar y detener el WiFi y el servidor web para ahorrar batería.
3. Agregue un módulo GPRS y desactive WiFi. Esto ahorrará energía.