Sensor de umidade do solo Raspberry Pi

A agricultura consome entre 80-90% de toda a água doce nos Estados Unidos. Uma maneira fácil de conservar água no setor agrícola é instalar um sensor de umidade do solo. Os sensores de umidade do solo medem a quantidade de água no solo para manter as condições de solo ideais e consistentes para as plantas. Em alguns casos, a instalação de um sensor de umidade do solo reduz a irrigação residencial em até 50%.

O que se segue é um sensor capacitivo simples de umidade do solo usando um Raspberry Pi e um capacitor coplanar do blog Zero Characters Left.



Excluindo o Pi, o sistema pode ser construído por menos de $ 25.

Aqui está um tutorial sobre como controlar uma válvula de irrigação externa para regar automaticamente suas plantas quando o solo estiver seco.

Etapa 1:Materiais

Raspberry Pi
Este tutorial é baseado em um Raspberry Pi totalmente configurado, incluindo bibliotecas GPIO + cabo GPIO com conector de placa de ensaio. Eu também recomendo configurá-lo para wireless + SSH.

Outros microcontroladores, como um Arduino, também funcionam.

- 1 resistor MOhm

Essa resistência foi a melhor para meu sistema, mas um valor de resistor diferente pode funcionar melhor para sua própria configuração. Experimente com resistores de valores diferentes e veja o que acontece!

- Capacitor coplanar

Salve os dois arquivos EAGLE (esquemático e arquivo de placa) e envie para OSHPark. Custa ~ $ 10,00 para três.

- Núcleo sólido ou fio trançado calibre 22

Recomendado para que o fio trançado b / c conduza melhor e tem menos probabilidade de quebrar.

- Placa de ensaio, fios de placa de ensaio + conversor de placa de ensaio GPIO

Este é o mínimo necessário para construir e testar o sistema. Se você quiser instalá-lo externamente depois de testado e confirmado para funcionar, cubra tudo com epóxi! … Embora a melhor maneira seja substituir a placa de ensaio com uma placa PCB. Os conectores Molex também são uma boa adição.

Etapa 2:Ferramentas

Ferro de soldar, solda e sugador de solda (ou pavio de solda)
Um ferro de solda é (quase) essencial para este projeto, especialmente para prender cabos de arame ao capacitor coplanar. Você pode comprar um ferro de solda, solda e pavio de solda (remove a solda) por ~ $ 20-30, ou encontrar um makerpace / hackerspace local que permitirá que você entre e use um ferro de solda no local.

- Decapantes de fio

- Epóxi

- Opcional (mas altamente recomendado): Multímetro (para teste e depuração!)

Etapa 3:projeto de sensor e circuito

Um circuito RC fornece uma maneira rápida e simples de medir mudanças na capacitância do sensor devido às mudanças no conteúdo de água do solo.

Cada circuito RC tem uma constante de tempo associada, que é o tempo que leva para o capacitor atingir ~ 63% de sua carga máxima. A constante de tempo é igual à resistência total do circuito vezes a capacitância do circuito:τ =R * C

A constante de tempo é usada para medir mudanças na capacitância do sensor devido a mudanças no conteúdo de água do solo. À medida que o conteúdo de água aumenta, a capacitância aumenta, fazendo com que a constante de tempo do circuito associado aumente. O Raspberry Pi GPIO Pin 14 mede, ou conta, a constante de tempo do circuito (quanto tempo o capacitor leva para carregar).



Para mais detalhes:Sensor de umidade do solo Raspberry Pi