Sensor Kelembaban Tanah Raspberry Pi

Pertanian mengkonsumsi antara 80 – 90% dari semua air tawar di Amerika Serikat. Cara mudah untuk menghemat air di sektor pertanian adalah dengan memasang sensor kelembaban tanah. Sensor kelembaban tanah mengukur jumlah air di dalam tanah untuk menjaga kondisi tanah yang konsisten dan ideal bagi tanaman. Dalam beberapa kasus, memasang sensor kelembapan tanah mengurangi irigasi perumahan hingga 50%.

Berikut ini adalah sensor kelembaban tanah kapasitif sederhana menggunakan Raspberry Pi dan kapasitor co-planar dari blog Zero Characters Left.

Tidak termasuk Pi, sistem dapat dibangun dengan biaya kurang dari $25.

Berikut tutorial tentang cara mengontrol katup irigasi luar ruangan untuk menyiram tanaman Anda secara otomatis saat tanah kering.

Langkah 1:Bahan

Raspberry Pi
Tutorial ini didasarkan pada Raspberry Pi yang sepenuhnya diatur, termasuk pustaka GPIO + kabel GPIO dengan konektor papan tempat memotong roti. Saya juga merekomendasikan pengaturannya untuk nirkabel + SSH.

Mikrokontroler lain, seperti Arduino, juga berfungsi.

— resistor 1 MOhm

Resistansi ini adalah yang terbaik untuk sistem saya, tetapi nilai resistor yang berbeda mungkin bekerja lebih baik untuk pengaturan Anda sendiri. Percobaan dengan resistor nilai yang berbeda dan lihat apa yang terjadi!

— Kapasitor Co-Planar

Simpan dua file EAGLE (file skema dan papan), lalu kirim ke OSHPark. Biayanya ~ $10.00 untuk tiga.

— Inti padat atau kawat 22-gauge terdampar

Direkomendasikan untuk mendapatkan kabel yang terdampar b/c bekerja lebih baik &kecil kemungkinannya untuk putus.

— Papan tempat memotong roti, kabel papan tempat memotong roti + konverter papan tempat memotong roti GPIO

Ini adalah minimum yang diperlukan untuk membangun &menguji sistem. Jika Anda ingin memasangnya di luar setelah diuji dan dipastikan berfungsi, lapisi semuanya dengan epoksi! …Meskipun cara yang lebih baik adalah dengan mengganti papan tempat memotong roti dengan papan PCB. Konektor Molex juga merupakan tambahan yang bagus.

Langkah 2:Alat

Besi solder, solder &pengisap solder (atau sumbu solder)
Sebuah besi solder (hampir) penting untuk proyek ini, terutama untuk memasang kabel ke kapasitor co-planar. Anda dapat membeli besi solder, solder, dan sumbu solder (menghilangkan solder) seharga ~ $20-30, atau temukan ruang pembuat/peretas lokal yang mengizinkan Anda masuk dan menggunakan besi solder di tempat.

— Penarik Kawat

— Epoksi

— Opsional (tetapi sangat disarankan):Multimeter (untuk pengujian dan debugging!)

Langkah 3:Sensor &Desain Sirkuit

Sirkuit RC menyediakan cara cepat &sederhana untuk mengukur perubahan kapasitansi sensor akibat perubahan kadar air tanah.

Setiap rangkaian RC memiliki konstanta waktu terkait, yaitu waktu yang dibutuhkan kapasitor untuk mencapai ~ 63% dari muatan maksimumnya. Konstanta waktu sama dengan total resistansi rangkaian dikali kapasitansi rangkaian:=R * C

Konstanta waktu digunakan untuk mengukur perubahan kapasitansi sensor akibat perubahan kadar air tanah. Ketika kadar air meningkat, kapasitansi meningkat menyebabkan konstanta waktu sirkuit terkait meningkat. Raspberry Pi GPIO Pin 14 mengukur, atau menghitung, konstanta waktu sirkuit (berapa lama waktu yang dibutuhkan kapasitor untuk mengisi daya).

Untuk detail lebih lanjut:Sensor Kelembaban Tanah Raspberry Pi