Raspberry Pi Bodemvochtsensor

De landbouw verbruikt tussen de 80 en 90% van al het zoete water in de Verenigde Staten. Een eenvoudige manier om water te besparen in de agrarische sector is het installeren van een bodemvochtsensor. Bodemvochtsensoren meten de hoeveelheid water in de bodem om consistente en ideale bodemcondities voor planten te behouden. In sommige gevallen vermindert het installeren van een bodemvochtsensor de irrigatie van woningen met maar liefst 50%.

Het volgende is een eenvoudige capacitieve bodemvochtsensor met behulp van een Raspberry Pi en een co-planaire condensator van de Zero Characters Left-blog.

Met uitzondering van de Pi kan het systeem worden gebouwd voor minder dan $ 25.

Hier is een tutorial over hoe je een irrigatieklep voor buiten kunt bedienen om je planten automatisch water te geven als de grond droog is.

Stap 1:Materialen

Raspberry Pi
Deze tutorial is gebaseerd op een volledig ingestelde Raspberry Pi, inclusief GPIO-bibliotheken + GPIO-kabel met breadboard-connector. Ik raad ook aan om het in te stellen voor draadloos + SSH.

Andere microcontrollers, zoals een Arduino, werken ook.

— 1 MOhm weerstand

Deze weerstand was de beste voor mijn systeem, maar een andere weerstandswaarde werkt wellicht beter voor uw eigen opstelling. Experimenteer met weerstanden met verschillende waarden en kijk wat er gebeurt!

— Co-planaire condensator

Sla de twee EAGLE-bestanden (schema- en bordbestand) op en stuur ze naar OSHPark. Het kost ~ $10,00 voor drie.

— Massieve kern of gevlochten 22-gauge draad

Aanbevolen om gevlochten draad te krijgen, b/c geleidt beter en zal minder snel breken.

— Breadboard, breadboard-draden + GPIO breadboard-converter

Dit is het absolute minimum dat nodig is om het systeem te bouwen en te testen. Als je het buiten wilt installeren nadat het is getest en bevestigd dat het werkt, breng dan alles aan met epoxy! ... Hoewel een betere manier zou kunnen zijn om het breadboard te vervangen door een printplaat. Molex connectoren zijn ook een leuke toevoeging.

Stap 2:Tools

Soldeerbout, soldeer &soldeerzuiger (of soldeerlont)
Een soldeerbout is (bijna) essentieel voor dit project, vooral voor het bevestigen van draaddraden aan de coplanaire condensator. Je kunt een soldeerbout, soldeer en soldeerlont kopen (verwijdert soldeer) voor ~ $ 20-30, of zoek een lokale makerspace/hackerspace waar je binnen kunt komen en een soldeerbout op locatie kunt gebruiken.

— Draadstrippers

— Epoxy

— Optioneel (maar sterk aanbevolen):Multimeter (voor testen en debuggen!)

Stap 3:Sensor- en circuitontwerp

Een RC-circuit biedt een snelle en eenvoudige manier om veranderingen in de sensorcapaciteit te meten als gevolg van veranderingen in het bodemwatergehalte.

Elk RC-circuit heeft een bijbehorende tijdconstante, wat de tijd is die de condensator nodig heeft om ~ 63% van zijn maximale lading te bereiken. De tijdconstante is gelijk aan de totale circuitweerstand maal de circuitcapaciteit:τ =R * C

De tijdconstante wordt gebruikt om veranderingen in de sensorcapaciteit te meten als gevolg van veranderingen in het bodemwatergehalte. Naarmate het watergehalte toeneemt, neemt de capaciteit toe, waardoor de bijbehorende circuittijdconstante toeneemt. De Raspberry Pi GPIO Pin 14 meet of telt de circuittijdconstante (hoe lang het duurt voordat de condensator is opgeladen).

Voor meer details:Raspberry Pi Bodemvochtsensor