Bangun Sensor Kelembaban Tanah Berbasis Raspberry Pi Biaya Rendah untuk Irigasi Cerdas
Di Amerika Serikat, pertanian mengkonsumsi 80–90% dari semua air tawar. Pemasangan sensor kelembaban tanah adalah salah satu cara termudah untuk mengurangi permintaan irigasi dan melindungi sumber daya air.
Berikut adalah sensor kapasitif kelembaban tanah hemat biaya yang menggunakan Raspberry Pi dan kapasitor co-planar dari blog Zero Characters Left. Seluruh sistem dapat dirakit dengan biaya di bawah $25, tidak termasuk Raspberry Pi itu sendiri.
Ikuti panduan ini untuk membangun sensor dan menyambungkannya ke katup irigasi luar ruangan, sehingga taman Anda hanya menerima air ketika tanah benar-benar membutuhkannya.
Langkah 1: Bahan-Bahan
Raspberry Pi
Tutorial ini mengasumsikan Pi yang sudah dikonfigurasi sepenuhnya dengan pustaka GPIO standar dan kabel GPIO-to-breadboard. Untuk operasi jarak jauh, kami merekomendasikan mengaktifkan akses nirkabel dan SSH.
Mikrokontroler alternatif seperti Arduino juga berfungsi baik jika Anda menginginkan platform yang berbeda.
Resistor 1 MΩ
Nilai ini memberikan pembacaan paling stabil dalam pengujian kami. Namun, Anda dapat bereksperimen dengan nilai resistor lain untuk menyesuaikan sensor dengan kondisi tanah spesifik Anda.
Kapasitor Co-planar
Unduh dua berkas EAGLE (skematis dan papan) dari blog Zero Characters Left dan kirimkan ke OSHPark. Set 3 buah berkira $10.
Kawat inti padat atau serat 22-AWG
Kawat serat disukai karena menghantarkan lebih baik dan kurang mudah patah.
Breadboard, kabel jumper, dan adaptor GPIO-to-breadboard
Komponen ini adalah minimum yang diperlukan untuk prototipe. Setelah rangkaian divalidasi, Anda dapat melindungi elektronika dengan epoksi atau bermigrasi ke PCB dengan konektor Molex untuk pemasangan luar ruangan yang lebih awet.
Langkah 2: Alat
Kit solder (penguat timah, timah, tali timah)
Penguat timah sangat penting untuk menyambungkan kawat ke kapasitor. Kit dasar berkira $20–$30, atau Anda dapat menggunakan makerspace lokal.
Penyelup kawat
Resin epoksi (opsional)
Melapis rangkaian dengan epoksi memberikan perlindungan kelembaban untuk penggunaan luar ruangan.
Multimeter (disarankan)
Gunakan multimeter untuk memverifikasi kontinuitas dan men-debug rangkaian RC saat perakitan.
Langkah 3: Desain Sensor dan Rangkaian
Kami menggunakan pengukuran konstanta waktu RC sederhana untuk menerjemahkan perubahan kandungan air tanah menjadi sinyal digital. Nilai kapasitor naik seiring tanah menjadi lebih basah, yang pada gilirannya memperpanjang konstanta waktu RC. Pi membaca konstanta waktu ini pada Pin GPIO 14 dengan mengukur waktu yang dibutuhkan kapasitor untuk mengisi.
Untuk penjelasan mendalam tentang rangkaian dan kode, lihat halaman kami Raspberry Pi Soil Moisture Sensor yang detail.
