Das Modul besteht aus zwei Teilen: einer YL-69-Kontaktsonde und einem YL-38-Sensor, Verbindungsdrähte sind im Lieferumfang enthalten. Zwischen den beiden Elektroden der YL-69-Sonde wird eine kleine Spannung erzeugt. Wenn der Boden trocken ist, ist der Widerstand hoch und der Strom geringer. Bei nassem Boden ist der Widerstand geringer, der Strom etwas höher. Anhand des endgültigen Analogsignals können Sie den Grad der Luftfeuchtigkeit beurteilen. Die YL-69-Sonde ist über zwei Drähte mit dem YL-38-Sensor verbunden. Zusätzlich zu den Kontakten zum Anschluss an die Sonde verfügt der YL-38-Sensor über vier Kontakte zum Anschluss an den Controller.

• Vcc – Sensorstromversorgung;
• GND – Masse;
• A0 - Analogwert;
• D0 – digitaler Wert der Luftfeuchtigkeit.

Modulspezifikationen

• Versorgungsspannung: 3,3-5 V;
• Stromaufnahme 35 mA;
• Ausgang: digital und analog;
• Modulgröße: 16×30 mm;
• Sondengröße: 20×60 mm;
• Gesamtgewicht: 7,5 g.

Anwendungsbeispiel

• Arduino Uno-Board
• Bodenfeuchtigkeitssensor
• 8 LEDs
• Brotbrett
• Verbindungsdrähte.

Häufig gestellte Fragen (FAQ).

• Überprüfen Sie das Vorhandensein und die Polarität der Stromversorgung des YL-38-Sensors (3,3 - 5 V).

• Stellen Sie die Ansprechschwelle mit dem Potentiometer ein. Überprüfen Sie die Verbindung des YL-38-Sensors mit der YL-69-Sonde.

• Überprüfen Sie die Verbindung des YL-38-Sensors mit der YL-69-Sonde.

• Überprüfen Sie, ob eine Sonde im Boden vorhanden ist.

Im Handel finden Sie häufig Geräte, die an einem Blumentopf installiert werden und den Feuchtigkeitsgehalt des Bodens überwachen, bei Bedarf die Pumpe einschalten und die Pflanze gießen. Dank dieses Geräts können Sie sicher eine Woche lang in den Urlaub fahren, ohne befürchten zu müssen, dass Ihr Lieblingsficus verdorrt. Allerdings ist der Preis solcher Geräte unverhältnismäßig hoch, da sie äußerst einfach aufgebaut sind. Warum also kaufen, wenn man es selbst herstellen kann?

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Baugruppe Bodenfeuchtesensor

Vielen Gärtnern und Gärtnern wird aufgrund von Arbeitsdruck oder im Urlaub die Möglichkeit genommen, sich täglich um gepflanztes Gemüse, Beeren und Obstbäume zu kümmern. Pflanzen müssen jedoch rechtzeitig gegossen werden. Mithilfe einfacher automatisierter Systeme können Sie sicherstellen, dass der Boden auf Ihrem Standort während Ihrer Abwesenheit die notwendige und stabile Feuchtigkeit behält. Um ein automatisches Gartenbewässerungssystem zu bauen, benötigen Sie ein Hauptsteuerelement – ​​einen Bodenfeuchtigkeitssensor.

Feuchtigkeitssensor

Feuchtigkeitssensoren werden manchmal auch als Feuchtigkeitsmesser oder Feuchtigkeitssensoren bezeichnet. Fast alle Bodenfeuchtemessgeräte auf dem Markt messen die Feuchtigkeit mit einer Widerstandsmethode. Dies ist keine völlig genaue Methode, da sie die Elektrolyseeigenschaften des Messobjekts nicht berücksichtigt. Die Messwerte des Geräts können bei gleicher Bodenfeuchtigkeit, aber unterschiedlichem Säuregehalt oder Salzgehalt unterschiedlich sein. Aber für experimentierfreudige Gärtner sind die absoluten Messwerte der Instrumente nicht so wichtig wie die relativen, die unter bestimmten Bedingungen für den Wasserversorgungsantrieb angepasst werden können.

Der Kern der Widerstandsmethode besteht darin, dass das Gerät den Widerstand zwischen zwei im Boden verlegten Leitern in einem Abstand von 2-3 cm voneinander misst. Das ist normal Ohmmeter, das in jedem digitalen oder analogen Tester enthalten ist. Früher wurden solche Instrumente genannt Avometer.

Zur betrieblichen Überwachung der Bodenbeschaffenheit gibt es auch Geräte mit eingebauter oder ferngesteuerter Anzeige.

Am Beispiel eines Topfes mit einer Zimmer-Aloe-Pflanze lässt sich der Unterschied in der elektrischen Stromleitfähigkeit vor und nach dem Gießen leicht messen. Messwerte vor der Bewässerung 101,0 kOhm.

Messwerte nach Bewässerung nach 5 Minuten 12,65 kOhm.

Ein normaler Tester zeigt jedoch nur den Widerstand des Bodens zwischen den Elektroden an, kann aber bei der automatischen Bewässerung nicht helfen.

Funktionsprinzip der Automatisierung

Bei automatischen Bewässerungssystemen gilt normalerweise die Regel „Bewässern oder nicht bewässern“. In der Regel muss niemand den Wasserdruck regulieren. Dies ist auf den Einsatz teurer Regelventile und anderer unnötiger, technologisch komplexer Geräte zurückzuführen.

Fast alle auf dem Markt angebotenen Feuchtigkeitssensoren verfügen neben zwei Elektroden über ein Design Komparator. Dies ist das einfachste Analog-Digital-Gerät, das das eingehende Signal in digitale Form umwandelt. Das heißt, bei einer eingestellten Luftfeuchtigkeit erhalten Sie am Ausgang eins oder null (0 oder 5 Volt). Dieses Signal wird zur Quelle für den nachfolgenden Aktor.

Für die automatische Bewässerung wäre es am sinnvollsten, ein Magnetventil als Aktor zu verwenden. Es ist im Rohrbruch enthalten und kann auch in Mikrotropfbewässerungssystemen verwendet werden. Eingeschaltet durch Versorgung mit 12 V.

Bei einfachen Systemen, die nach dem Prinzip „Sensor löst aus – Wasser fließt“ arbeiten, genügt die Verwendung eines Komparators LM393. Die Mikroschaltung ist ein dualer Operationsverstärker mit der Fähigkeit, am Ausgang ein Befehlssignal mit einem einstellbaren Eingangspegel zu empfangen. Der Chip verfügt über einen zusätzlichen Analogausgang, der an eine programmierbare Steuerung oder einen Tester angeschlossen werden kann. Ungefähres sowjetisches Analogon eines Doppelkomparators LM393- Mikroschaltung 521CA3.

Die Abbildung zeigt ein fertiges Feuchtigkeitsrelais zusammen mit einem in China hergestellten Sensor für nur 1 US-Dollar.

Nachfolgend finden Sie eine verstärkte Version mit einem Ausgangsstrom von 10 A bei einer Wechselspannung von bis zu 250 V für 3 bis 4 US-Dollar.

Bewässerungsautomatisierungssysteme

Wenn Sie an einem vollwertigen automatischen Bewässerungssystem interessiert sind, sollten Sie über die Anschaffung einer programmierbaren Steuerung nachdenken. Wenn die Fläche klein ist, reicht es aus, 3-4 Feuchtigkeitssensoren für verschiedene Bewässerungsarten zu installieren. Beispielsweise muss ein Garten weniger bewässert werden, Himbeeren lieben Feuchtigkeit und Melonen benötigen ausreichend Wasser aus der Erde, außer in übermäßig trockenen Perioden.

Basierend auf Ihren eigenen Beobachtungen und Messungen von Feuchtigkeitssensoren können Sie die Wirtschaftlichkeit und Effizienz der Wasserversorgung in Gebieten näherungsweise berechnen. Mit Prozessoren können Sie saisonale Anpassungen vornehmen, die Messwerte von Feuchtigkeitsmessern nutzen und Niederschlag und die Jahreszeit berücksichtigen.

Einige Bodenfeuchtesensoren sind mit einer Schnittstelle ausgestattet RJ-45 um eine Verbindung zum Netzwerk herzustellen. Mit der Prozessor-Firmware können Sie das System so konfigurieren, dass es Sie über soziale Netzwerke oder SMS-Nachrichten über die Notwendigkeit einer Bewässerung informiert. Dies ist praktisch, wenn der Anschluss eines automatischen Bewässerungssystems beispielsweise für Zimmerpflanzen nicht möglich ist.

Praktisch für Bewässerungsautomatisierungssysteme Controller mit Analog- und Kontakteingängen, die alle Sensoren verbinden und ihre Messwerte über einen einzigen Bus an einen Computer, ein Tablet oder ein Mobiltelefon übertragen. Die Aktoren werden über eine WEB-Schnittstelle gesteuert. Die gängigsten Universalregler sind:

• MegaD-328;
• Arduino;
• Jäger;
• Toro;
• Amtega.

Hierbei handelt es sich um flexible Geräte, mit denen Sie Ihr automatisches Bewässerungssystem feinabstimmen und ihm die vollständige Kontrolle über Ihren Garten anvertrauen können.

Ein einfaches Bewässerungsautomatisierungsschema

Das einfachste Bewässerungsautomatisierungssystem besteht aus einem Feuchtigkeitssensor und einem Steuergerät. Sie können einen Bodenfeuchtigkeitssensor mit Ihren eigenen Händen herstellen. Sie benötigen zwei Nägel, einen 10-kOhm-Widerstand und eine Stromquelle mit einer Ausgangsspannung von 5 V. Geeignet ab einem Mobiltelefon.

Als Gerät, das einen Bewässerungsbefehl ausgibt, kann eine Mikroschaltung verwendet werden LM393. Sie können eine fertige Einheit kaufen oder selbst zusammenbauen, dann benötigen Sie:

• 10 kOhm Widerstände – 2 Stück;
• 1 kOhm Widerstände – 2 Stück;
• 2 kOhm Widerstände – 3 Stück;
• variabler Widerstand 51-100 kOhm – 1 Stk.;
• LEDs – 2 Stück;
• jede Diode, nicht leistungsstark - 1 Stk.;
• Transistor, jede mittlere Leistung PNP (z. B. KT3107G) – 1 Stk.;
• Kondensatoren 0,1 Mikrometer – 2 Stück;
• Chip LM393- 1 PC;
• Relais mit einer Ansprechschwelle von 4 V;
• Leiterplatte.

Das Montagediagramm ist unten dargestellt.

Schließen Sie das Modul nach der Montage an die Stromversorgung und den Bodenfeuchtigkeitssensor an. Zum Komparatorausgang LM393 Schließen Sie den Tester an. Stellen Sie mit einem Bauwiderstand die Ansprechschwelle ein. Im Laufe der Zeit muss es möglicherweise mehr als einmal angepasst werden.

Schematische Darstellung und Pinbelegung des Komparators LM393 Nachstehend dargestellt.

Die einfachste Automatisierung ist fertig. Es reicht aus, an die Schließklemmen einen Aktuator anzuschließen, beispielsweise ein elektromagnetisches Ventil, das die Wasserversorgung ein- und ausschaltet.

Aktuatoren für die Bewässerungsautomatisierung

Der Hauptantrieb für die Bewässerungsautomatisierung ist ein elektronisches Ventil mit und ohne Wasserdurchflussregelung. Letztere sind kostengünstiger, einfacher zu warten und zu verwalten.

Es gibt viele gesteuerte Kräne und andere Hersteller.

Wenn es in Ihrer Region Probleme mit der Wasserversorgung gibt, kaufen Sie Magnetventile mit Durchflusssensor. Dadurch wird verhindert, dass die Magnetspule durchbrennt, wenn der Wasserdruck abfällt oder die Wasserversorgung unterbrochen wird.

Nachteile automatischer Bewässerungssysteme

Der Boden ist heterogen und unterscheidet sich in seiner Zusammensetzung, sodass ein Feuchtigkeitssensor in benachbarten Bereichen unterschiedliche Daten anzeigen kann. Darüber hinaus sind einige Bereiche von Bäumen beschattet und feuchter als diejenigen in sonnigen Gebieten. Auch die Nähe des Grundwassers und sein Pegel relativ zum Horizont haben einen erheblichen Einfluss.

Bei der Verwendung eines automatisierten Bewässerungssystems sollte das Gelände des Gebiets berücksichtigt werden. Die Site kann in Sektoren unterteilt werden. Installieren Sie in jedem Sektor einen oder mehrere Feuchtigkeitssensoren und berechnen Sie für jeden einen eigenen Betriebsalgorithmus. Dies wird das System erheblich verkomplizieren und auf eine Steuerung wird es kaum noch möglich sein, aber anschließend wird es Ihnen fast vollständig erspart, unbeholfen mit einem Schlauch in der Hand in der heißen Sonne zu stehen. Der Boden wird ohne Ihr Zutun mit Feuchtigkeit gefüllt.

Der Aufbau eines effektiven automatisierten Bewässerungssystems kann nicht nur auf den Messwerten von Bodenfeuchtigkeitssensoren basieren. Es ist zwingend erforderlich, zusätzlich Temperatur- und Lichtsensoren einzusetzen und den physiologischen Wasserbedarf von Pflanzen verschiedener Arten zu berücksichtigen. Auch saisonale Veränderungen müssen berücksichtigt werden. Viele Unternehmen, die Bewässerungsautomatisierungssysteme herstellen, bieten flexible Software für verschiedene Regionen, Gebiete und angebaute Pflanzen an.

Lassen Sie sich beim Kauf eines Systems mit Feuchtesensor nicht von dummen Marketing-Slogans täuschen: Unsere Elektroden sind mit Gold beschichtet. Selbst wenn dies der Fall ist, reichern Sie den Boden nur durch die Elektrolyse von Platten und Geldbeuteln nicht sehr ehrlicher Geschäftsleute mit Edelmetall an.

Abschluss

In diesem Artikel ging es um Bodenfeuchtigkeitssensoren, die das Hauptsteuerelement der automatischen Bewässerung sind. Besprochen wurde auch die Funktionsweise eines Bewässerungsautomatisierungssystems, das fertig gekauft oder selbst zusammengebaut werden kann. Das einfachste System besteht aus einem Feuchtigkeitssensor und einem Steuergerät, dessen DIY-Montageplan ebenfalls in diesem Artikel vorgestellt wurde.

Verbinden Sie einen Arduino mit einem FC-28 Bodenfeuchtesensor, um zu erkennen, wann Ihr Boden unter Ihren Pflanzen Wasser benötigt.

In diesem Artikel verwenden wir den Bodenfeuchtesensor FC-28 mit Arduino. Dieser Sensor misst den volumetrischen Wassergehalt des Bodens und gibt uns den Feuchtigkeitsgehalt an. Als Ausgabe liefert uns der Sensor analoge und digitale Daten. Wir werden es in beiden Modi verbinden.

Wie funktioniert der Bodensensor FC-28?

Der Bodenfeuchtesensor besteht aus zwei Sensoren, die zur Messung des volumetrischen Wassergehalts dienen. Zwei Sonden lassen einen Strom durch den Boden fließen, der einen Widerstandswert ergibt, der letztendlich den Feuchtigkeitswert misst.

Wenn Wasser vorhanden ist, leitet der Boden mehr Elektrizität, was bedeutet, dass der Widerstand geringer ist. Trockener Boden ist ein schlechter Stromleiter. Wenn also weniger Wasser vorhanden ist, leitet der Boden weniger Strom, was bedeutet, dass es mehr Widerstand gibt.

Der FC-28-Sensor kann im analogen und digitalen Modus angeschlossen werden. Zuerst werden wir es im analogen Modus und dann im digitalen Modus anschließen.

Spezifikation

Spezifikationen des Bodenfeuchtesensors FC-28:

• Eingangsspannung: 3,3–5 V
• Ausgangsspannung: 0–4,2 V
• Eingangsstrom: 35mA
• Ausgangssignal: analog und digital

Pinbelegung

Der Bodenfeuchtesensor FC-28 verfügt über vier Kontakte:

• VCC: Leistung
• A0: Analogausgang
• D0: Digitalausgang
• GND: Masse

Das Modul enthält außerdem ein Potentiometer, mit dem der Schwellenwert eingestellt wird. Dieser Schwellenwert wird am Komparator LM393 verglichen. Die LED signalisiert uns einen Wert über oder unter dem Schwellenwert.

Analoger Modus

Um den Sensor im Analogmodus anzuschließen, müssen wir den Analogausgang des Sensors verwenden. Der Bodenfeuchtesensor FC-28 akzeptiert analoge Ausgangswerte von 0 bis 1023.

Die Luftfeuchtigkeit wird in Prozent gemessen, daher vergleichen wir diese Werte von 0 bis 100 und zeigen sie dann auf dem seriellen Monitor an. Sie können verschiedene Feuchtigkeitswerte einstellen und die Wasserpumpe entsprechend diesen Werten ein-/ausschalten.

Elektrischer Schaltplan

Verbinden Sie den Bodenfeuchtesensor FC-28 wie folgt mit Arduino:

• VCC FC-28 → 5V Arduino
• GND FC-28 → GND Arduino
• A0 FC-28 → A0 Arduino

Code für Analogausgang

Für den analogen Ausgang schreiben wir folgenden Code:

Int sensor_pin = A0; int Ausgabewert ; void setup() ( Serial.begin(9600); Serial.println("Reading From the Sensor ..."); delay(2000); ) void loop() ( Output_value= analogRead(sensor_pin); Output_value = map(output_value ,550,0,0,100); Serial.print("Mositure: "); Serial.print(output_value); Serial.println("%"); delay(1000); )

Code-Erklärung

Zunächst haben wir zwei Variablen definiert: eine zum Halten des Kontakts des Bodenfeuchtigkeitssensors und eine andere zum Halten des Ausgangssignals des Sensors.

Int sensor_pin = A0; int Ausgabewert ;

In der Setup-Funktion der Befehl Serial.begin(9600) Hilft bei der Kommunikation zwischen Arduino und seriellem Monitor. Danach drucken wir „Reading From the Sensor...“ auf dem normalen Display aus.

Void setup() ( Serial.begin(9600); Serial.println("Lesen vom Sensor ..."); Verzögerung(2000); )

In der Schleifenfunktion lesen wir den Wert vom Analogausgang des Sensors und speichern den Wert in einer Variablen Ausgabewert. Anschließend vergleichen wir die Ausgabewerte von 0-100, da die Luftfeuchtigkeit in Prozent gemessen wird. Als wir Messungen in trockenem Boden vornahmen, betrug der Sensorwert 550 und in nassem Boden lag der Sensorwert bei 10. Wir korrelierten diese Werte, um den Feuchtigkeitswert zu erhalten. Anschließend haben wir diese Werte auf dem seriellen Monitor ausgedruckt.

Void loop() ( Output_value= analogRead(sensor_pin); Output_value = map(output_value,550,10,0,100); Serial.print("Mositure: "); Serial.print(output_value); Serial.println("%") ; Verzögerung(1000); )

Digitalmodus

Um den Bodenfeuchtesensor FC-28 im digitalen Modus anzuschließen, verbinden wir den digitalen Ausgang des Sensors mit dem digitalen Pin des Arduino.

Das Sensormodul enthält ein Potentiometer, mit dem der Schwellwert eingestellt wird. Der Schwellenwert wird dann mithilfe des LM393-Komparators, der auf dem FC-28-Sensormodul platziert ist, mit dem Sensorausgangswert verglichen. Der LM393-Komparator vergleicht den Sensorausgangswert und den Schwellenwert und gibt uns dann den Ausgangswert über einen digitalen Pin.

Wenn der Sensorwert größer als der Schwellenwert ist, liefert der digitale Ausgang 5 V und die Sensor-LED leuchtet auf. Andernfalls, wenn der Sensorwert unter diesem Schwellenwert liegt, werden 0 V an den digitalen Pin übertragen und die LED leuchtet nicht.

Elektrischer Schaltplan

Die Anschlüsse für den Bodenfeuchtesensor FC-28 und Arduino im Digitalmodus sind wie folgt:

• VCC FC-28 → 5V Arduino
• GND FC-28 → GND Arduino
• D0 FC-28 → Pin 12 Arduino
• LED positiv → Pin 13 Arduino
• LED Minus → GND Arduino

Code für Digitalmodus

Der Code für den Digitalmodus ist unten:

Int led_pin =13; int sensor_pin =8; void setup() ( pinMode(led_pin, OUTPUT); pinMode(sensor_pin, INPUT); ) void loop() ( if(digitalRead(sensor_pin) == HIGH)( digitalWrite(led_pin, HIGH); ) else ( digitalWrite(led_pin, LOW); Verzögerung(1000); ) )

Code-Erklärung

Zunächst haben wir 2 Variablen initialisiert, um den LED-Pin und den digitalen Pin des Sensors zu verbinden.

Int led_pin = 13; int sensor_pin = 8;

In der Setup-Funktion deklarieren wir den LED-Pin als Ausgangspin, da wir über ihn die LED einschalten. Wir haben den Sensor-Pin als Eingangs-Pin deklariert, da der Arduino über diesen Pin Werte vom Sensor empfängt.

Void setup() ( pinMode(led_pin, OUTPUT); pinMode(sensor_pin, INPUT); )

In der Schleifenfunktion lesen wir vom Sensorausgang. Wenn der Wert höher als der Schwellenwert ist, leuchtet die LED auf. Wenn der Sensorwert unter dem Schwellenwert liegt, erlischt die Anzeige.

Void loop() ( if(digitalRead(sensor_pin) == HIGH)( digitalWrite(led_pin, HIGH); ) else ( digitalWrite(led_pin, LOW); delay(1000); ) )

Damit ist die Einführungslektion zum Arbeiten mit dem FC-28-Sensor für Arduino abgeschlossen. Erfolgreiche Projekte für Sie.