SENSOR DE UMIDADE DO SOLO ESP32 WiFi: 5 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Sensores baratos de umidade do solo, que enviam um sinal elétrico através do solo para medir a resistência do solo, estão todos falhando. A eletrólise torna esses sensores sem uso prático. Veja mais sobre eletrólise aqui. O sensor usado neste projeto é um sensor capacitivo e nenhum metal condutor está em contato com o solo úmido.

Depois de carregar o firmware (esboço do Arduino), o sensor criará um servidor web em si e fará o login em seu roteador WiFi. Agora você pode acessar o lado da web no sensor ESP32. Nenhum dado é enviado para a nuvem.

Alguma familiaridade com a programação do Arduino, habilidades de soldagem e HTML etc podem ajudar. Se você construir este projeto, faça upload de fotos através do link de upload abaixo. Aproveite o hacking.

Este sensor pode ler:

1. Umidade do solo (meu código calculará o conteúdo gravimétrico de água do solo)
2. Temperatura do ar e umidade relativa

Suprimentos

1. Wemos® Higrow ESP32 WiFi + bateria bluetooth + Módulo sensor de umidade e temperatura do solo DHT11

2. Para registro de dados (opcional)

   • um Módulo de Cartão Micro SD.
   • Tábua de pão e OR
   • Ferro de soldar, pasta de solda.
   • Seis cabos de jumper fêmea para macho.

Etapa 1: INSTALAR E CONFIGURAR O ARDUINO IDE NO SEU PC / MAC

Este procedimento de configuração deve funcionar em um sistema Windows PC, MAC e LINUX (x86). Infelizmente para os usuários do Raspberry PI, as bibliotecas do LINUX (ARM) para a placa ESP32 ainda não estão disponíveis (embora houvesse pessoas realmente inteligentes que as compilaram a partir do código-fonte).

1. Baixe e instale o Arduino IDE
2. No menu Preferências, adicione https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json ao URL do Gerenciador de placas adicionais.
3. Instale as Bibliotecas ESP32 em Ferramentas> Placa> Gerenciador de placas. Pesquisar esp32 por sistemas espressif
4. Selecione sua placa no menu: Ferramentas> Placa> "WeMos" WiFi e bateria Bluetooth

5. Instale as bibliotecas DHT11 necessárias em Ferramentas> Gerenciar bibliotecas …

   1. Você precisa instalar a biblioteca de sensores DHT por Adafruit versão 1.3.7 (ou posterior?)
   2. Você precisa instalar o Adafruit Unified Sensor by Adafruit Versão 1.0.3

Etapa 2: ANEXAR CARTÃO MICRO SD PARA REGISTRO (OPCIONAL)

Se você precisar registrar seus dados, anexe um Módulo de Cartão Micro SD Pololu. Outros cartões SD podem ter fiação e código diferentes.

Etapa 3: BAIXE O ESBOÇO DE ARDUINO

1. Baixe o esboço do Arduino aplicável no GitHub e abra-o.

   1. Esp32_SoilMoisture_WebServer.ino deve ser usado se nenhum módulo de cartão micro SD estiver conectado.
   2. Esp32_SoilMoisture_WebServer_DataLog.ino requer um cartão micro SD e continua o acesso à Internet para o servidor NTP. Esta opção tem um tempo muito preciso, mas usa grandes quantidades de corrente e pode esgotar a bateria.
   3. Esp32_SoilMoisture_WebServer_DataLog_Int_RTC.ino requer um cartão micro SD e acesso à Internet para o servidor NTP após a reinicialização. Ele usa o RTC interno do ESP32 para atualizar a data / hora recebida na redefinição do servidor NTP. Esta é a solução mais eficiente em termos de energia, mas o tempo pode não ser tão preciso.
2. Edite o SSID e a senha do roteador no esboço.
3. Compile o esboço enquanto pressiona o botão de inicialização.
4. Se a compilação for bem-sucedida, pressione o botão EN e inicie imediatamente o Arduino Serial Monitor (115200 Baud Rate)
5. Aguarde até que o LED azul acenda e apague
6. Obtenha o endereço IP impresso no monitor serial, insira-o no seu navegador. Agora você verá a página da web de dados do sensor.
7. Se você adicionou o leitor de cartão micro SD e compilou um dos esboços arduino aplicáveis, pode acessar seus dados em /datalog.txt do seu cartão micro SD.

Etapa 4: CALIBRAÇÃO DO CONTEÚDO DE ÁGUA GRAVIMÉTRICA

Como devo interpretar a leitura de umidade do solo do GPIO 32?

Um método é calcular o conteúdo gravimétrico de água do solo. É calculado como:

(Massa de água na amostra de solo) / (Massa de solo seco na amostra)

Coletei solo seco do meu jardim (é Limpopo, África do Sul, mês de agosto e o solo está seco, muito seco). Você pode secar o solo em um forno.

1. Peso seu solo seco
2. despeje a terra seca em um recipiente, insira o sensor no solo e faça uma leitura bruta do sensor (use a interface web). Registre a massa de água (= 0 neste estágio) e a leitura do sensor.
3. Remova o sensor, adicione 10 ml (grama) de água, misture o solo e a água adequadamente e registre sua Massa de Água (= 10 neste estágio) e o valor do sensor.
4. Continue com este processo o quanto quiser ou até que a adição de água não influencie mais a leitura do sensor.
5. Meus resultados estão na planilha do Excel em anexo. GWC é calculado como gwc = exp (-0,0015 * SensorValue + 0,7072)

Etapa 5: Desenvolvimentos Futuros

1. Anexe um RTC externo (Real Time Clock). Atualmente, o NTP (Network Time Protocol) é usado para obter a hora do registro de dados. Isso requer WiFi e faz uso intensivo de corrente
2. Adicione botões para iniciar e parar o servidor WiFi e web para economizar o uso da bateria.
3. Adicione um módulo GPRS e desative o WiFi. Isso vai economizar energia.