라즈베리 파이 토양 수분 센서

농업은 미국 전체 담수의 80~90%를 소비합니다. 농업 부문에서 물을 절약하는 쉬운 방법은 토양 수분 센서를 설치하는 것입니다. 토양 수분 센서는 토양에 있는 물의 양을 측정하여 식물에 일관되고 이상적인 토양 조건을 유지합니다. 어떤 경우에는 토양 수분 센서를 설치하면 주거용 관개가 50%까지 감소합니다.

다음은 Zero Characters Left 블로그의 Raspberry Pi와 동일 평면 커패시터를 사용하는 간단한 정전식 토양 수분 센서입니다.

Pi를 제외하고 $25 미만으로 시스템을 구축할 수 있습니다.

다음은 토양이 건조할 때 식물에 자동으로 물을 주기 위해 실외 관개 밸브를 제어하는 ​​방법에 대한 자습서입니다.

1단계:자료

라즈베리 파이
이 튜토리얼은 GPIO 라이브러리 + GPIO 케이블(브레드보드 커넥터 포함)을 포함하여 완전히 설정된 Raspberry Pi를 기반으로 합니다. 무선 + SSH 설정도 권장합니다.

Arduino와 같은 다른 마이크로컨트롤러도 작동합니다.

— 1 MOhm 저항기

이 저항은 내 시스템에 가장 적합했지만 다른 저항 값이 사용자 설정에 더 적합할 수 있습니다. 다양한 값의 저항으로 실험하고 어떤 일이 일어나는지 확인하세요!

— 공동 평면 커패시터

두 개의 EAGLE 파일(도식 및 보드 파일)을 저장한 다음 OSHpark로 보냅니다. 가격은 3개에 ~ $10.00입니다.

— 솔리드 코어 또는 연선 22 게이지 와이어

연선 b/c가 더 잘 전도되고 끊어질 가능성이 적도록 하는 것이 좋습니다.

— 브레드보드, 브레드보드 와이어 + GPIO 브레드보드 변환기

이것은 시스템을 구축하고 테스트하는 데 필요한 최소한의 것입니다. 테스트 및 작동 확인 후 외부에 설치하려면 모든 것을 에폭시로 코팅하십시오! ...더 나은 방법은 브레드보드를 ​​PCB 보드로 교체하는 것입니다. Molex 커넥터도 좋은 추가 기능입니다.

2단계:도구

납땜 인두, 땜납 및 땜납 흡착기(또는 땜납 심지)
납땜 인두는 이 프로젝트에서 (거의) 필수적이며, 특히 동일 평면 커패시터에 와이어 리드를 연결하는 데 필요합니다. 납땜 인두, 납땜 및 납땜 심지(납땜 제거)를 ~ $20-30에 구입하거나 현장 납땜 인두를 사용할 수 있는 지역 메이커스페이스/해커스페이스를 찾을 수 있습니다.

— 와이어 스트리퍼

— 에폭시

— 선택 사항(하지만 적극 권장됨):멀티미터 (테스트 및 디버깅을 위해!)

3단계:센서 및 회로 설계

RC 회로는 토양 수분 함량의 변화로 인한 센서 커패시턴스의 변화를 측정하는 빠르고 간단한 방법을 제공합니다.

모든 RC 회로에는 커패시터가 최대 충전의 63%에 도달하는 데 걸리는 시간인 관련 시정수가 있습니다. 시간 상수는 총 회로 저항에 회로 커패시턴스를 곱한 것과 같습니다. τ =R * C

시간 상수는 토양 수분 함량의 변화로 인한 센서 정전 용량의 변화를 측정하는 데 사용됩니다. 수분 함량이 증가함에 따라 커패시턴스가 증가하여 관련 회로 시간 상수가 증가합니다. Raspberry Pi GPIO 핀 14는 회로 시간 상수(커패시터를 충전하는 데 걸리는 시간)를 측정하거나 계산합니다.

자세한 내용:Raspberry Pi 토양 수분 센서