Датчик влажности почвы на LM393

Датчик влажности почвы с дискретным и аналоговым выходом. Построен на компараторе LM393. Конструктивно датчик состоит из сенсорной пластины и драйвера. Чувствительность датчика настраивается потенциометром на плате драйвера. Сенсорная пластина устанавливается в почву.ХарактеристикиРабочее напряжение: 3.3-5 В;Тип выхода: дискретный и аналоговый;Размеры платы драйвера: 30 мм x 16 мм ;КонтактыVCC: питание;GND: земля;D0: дискретный выход;A0: аналоговый выход.Распиновка датчика влажности почвыДатчик влажности почвы очень прост в использовании и содержит только 4 вывода для связи с внешним миром.Рисунок 5 – Распиновка датчика влажности почвыAO (аналоговый выход) выдает аналоговый сигнал с напряжением в диапазоне между напряжением питания и 0 В и будет подключен к одному из аналоговых входов нашей платы Arduino.Вывод DO (цифровой выход) выдает цифровой выходной сигнал со схемы встроенного компаратора. Вы можете подключить его к любому цифровому выводу на Arduino или напрямую к 5-вольтовому реле или подобному устройству.Вывод VCC подает питание на датчик. Рекомендуется питать датчик напряжением от 3,3 до 5 В. Обратите внимание, что сигнал на аналоговом выходе будет зависеть от того, какое напряжение питания подается на датчик.GND для подключения земли.Измерение влажности почвы с помощью аналогового выходаПоскольку модуль предоставляет как аналоговый, так и цифровой выходные сигналы, то для нашего первого эксперимента мы будем измерять влажность почвы, считывая аналоговые показания.ПодключениеДавайте подключим наш датчик влажности почвы к плате Arduino.Сначала вам нужно подать питание на датчик. Для этого вы можете подключить вывод VCC на модуле к выводу 5V на Arduino.Однако одной из широко известных проблем с этими датчиками является их короткий срок службы при воздействии влажной среды. При постоянной подаче питания на зонд скорость коррозии значительно увеличивается.Чтобы преодолеть эту проблему, мы рекомендуем не подавать питание на датчик постоянно, а включать его только тогда, когда вы снимаете показания.Самый простой способ сделать это – подключить вывод VCC к цифровому выводу Arduino и устанавливать на нем высокий или низкий логический уровень, когда это необходимо.Кроме того, итоговая мощность, потребляемая модулем (оба светодиода горят), составляет около 8 мА, поэтому можно запитать модуль от цифрового вывода на Arduino.Итак, давайте подключим вывод VCC модуля к цифровому выводу 7 Arduino, а вывод GND модуля к выводу GND Arduino.И, наконец, подключите вывод AO модуля к выводу A0 аналого-цифрового преобразователя Arduino.Схема соединений показана на рисунке ниже.Рисунок 6 – Подключение датчика влажности почвы к Arduino для считывания показаний на аналоговом выходеКалибровкаЧтобы получить точные показания с датчика влажности почвы, рекомендуется сначала откалибровать его для конкретного типа почвы, которую вы планируете контролировать.Различные типы почвы могут по-разному влиять на показания датчика, поэтому ваш датчик в зависимости от типа используемой почвы может быть более или менее чувствительным.Прежде чем вы начнете хранить данные или запускать события, вы должны увидеть, какие показания вы на самом деле получаете от вашего датчика.Чтобы отметить, какие значения выводит ваш датчик, когда почва максимально сухая, и когда она полностью насыщена влагой, воспользуйтесь скетчем, приведенным ниже.// Выводы, подключенные к датчику{// Изначально оставляем датчику выключенным}{// получить показание из функции ниже и напечатать его}// Данная функция возвращает аналоговый результат измерений датчика влажности почвы{// Включить датчик// Дать время питанию установиться// Прочитать аналоговое значение от датчика// Выключить датчик// Вернуть аналоговое значение влажности}Когда вы запустите этот скетч, вы увидите похожие значения в мониторе последовательного порта:~ 850, когда почва сухая;~ 400, когда почва полностью насыщена влагой.Этот тест может потребовать несколько проб и ошибок. Как только вы получите хороший контроль над этими показаниями, вы сможете использовать их в качестве пороговых значений, если намерены инициировать какое-либо действие.Финальная сборкаОсновываясь на значениях калибровки, программа, приведенная ниже, задает следующие диапазоны для определения состояния почвы:<500 – слишком влажная;500-750 – это целевой диапазон;>750 – достаточно сухая для полива./* Измените эти значения, основываясь на своих значениях калибровки */// Определяет максимальное значение, при котором, мы решили, что почва 'влажная'// Определяет минимальное значение, при котором, мы решили, что почва 'сухая'// Выводы, подключенные к датчику{// Изначально оставляем датчику выключенным}{// получить показание из функции ниже и напечатать его// определить состояние нашей почвы{// слишком влажная}{// идеальное состояние}{// слишком сухая - пора поливать}// Для проверки берем показания раз в секунду// Обычно вам необходимо проверять показания, возможно, раз или два в день}// Данная функция возвращает аналоговый результат измерений датчика влажности почвы{// Включить датчик// Дать время питанию установиться// Прочитать аналоговое значение от датчика// Выключить датчик// Вернуть аналоговое значение влажности}Если все в порядке, вы должны увидеть вывод в мониторе последовательного порта, похожий на приведенный ниже.Рисунок 8 – Вывод аналоговых показаний датчика влажности почвыИзмерение влажности почвы с помощью цифрового выходаДля нашего второго эксперимента мы определим состояние почвы с помощью цифрового выхода.ПодключениеМы будем использовать схему из предыдущего примера. На этот раз нам просто нужно удалить подключение к выводу аналого-цифрового преобразователя и подключить вывод DO модуля к цифровому выводу 8 Arduino.Соберите схему, как показано ниже:Рисунок 9 – Подключение датчика влажности почвы к Arduino для считывания показаний на цифровом выходеКалибровкаДля калибровки цифрового выхода (DO) модуль имеет встроенный потенциометр.Вращая движок этого потенциометра, вы можете установить пороговое значение. Таким образом, когда уровень влажности превысит пороговое значение, светодиод состояния загорится, и модуль выдаст низкий логический уровень.Рисунок 10 – Состояния цифрового выхода датчика влажности почвыТеперь, чтобы откалибровать датчик, вставьте зонд в почву, когда ваше растение будет готово к поливу, и подстройте потенциометр по часовой стрелке так, чтобы светодиод состояния горел, а затем подстройте потенциометр обратно против часовой стрелки, пока светодиод не погаснет.Теперь ваш датчик откалиброван и готов к использованию.Код ArduinoПосле того, как схема будет собрана, загрузите в Arduino следующий скетч.// Выводы, подключенные к датчику{// Изначально оставляем датчику выключенным}{// получить показание из функции ниже и напечатать его// Определить статус ситуации с влажностью почвы{// слишком сухая - пора поливать}{// идеальное состояние}// Для проверки берем показания раз в секунду// Обычно вам необходимо проверять показания, возможно, каждые 12 часов}// Данная функция цифровой результат измерений датчика влажности почвы{// Включить датчик// Дать время питанию установиться// Прочитать цифровое значение от датчика// Выключить датчик// Вернуть цифровое значение влажности}Если все в порядке, вы должны увидеть вывод в мониторе последовательного порта, похожий на приведенный ниже.Рисунок 11 – Вывод цифровых показаний датчика влажности почвы