راه اندازی سنسور رطوبت خاک Moisture sensor با آردوینو

هوشمند سازی روز به روز در حال پیشرفت و ساده تر شدن است. با استفاده از ماژول رطوبت خاک می‌توانید گلخانه هوشمند و یا سیستم آبیاری هوشمند را پیاده سازی کنید. این ماژول دارای یک سنسور الکترود مانند و یک برد مبدل اطلاعات می‌باشد. رطوبت خاک گلدان‌ها را به راحتی اندازه گیری کنید. در این پست آموزشی قصد داریم نحوه اتصال ماٰژول Soil Moisture به آردوینو را آموزش دهیم در ادامه  آموزش با مرجع تخصصی آردوینو ، دیجی اسپارک همراه باشید.

سنسور رطوبت خاک Soilmoisture

سنسور رطوبت خاک دارای رابط آنالوگ Analog است و با استفاده از پایه های آنالوگ Analog میکروکنترلرها راه اندازی شده و میتوانیم دیتا را در هر لحظه بر اساس تغییرات ولتاژ بخوانیم. ولتاژ کاری سنسور بین ۳٫۳ تا ۵ ولت DC است. با استفاده از ماژول تشخیص رطوبت خاک یا Soil Moisture به همراه تجهیزات جانبی دیگر از جمله آردوینو و یک شیر برقی، می‌توانید سیستم آبیاری اتوماتیک بسازید. در این سیستم دقت آبیاری بسیار زیاد است، چرا که توسط سنسور رطوبت خاک که در نزدیکی ریشه گیاه قرار دارد، دقیقا در زمانی که گیاه به آب نیاز دارد، عملیات آبیاری توسط مدار انجام می‌شود. همچنن می‌توانید برای مواقعی که به سفر می‌روید از این سیستم برای نگهداری گیاهان منزل استفاده کنید. سنسور تشخیص رطوبت خاک، با استفاده از تنظیمات اولیه میزان رطوبت را از طریق اختلاف ولتاژ بین الکترودها می‌سنجد و به مدار آردوینو اطلاعات رطوبت خاک را ارسال می‌کند. سپس مدار آردوینو به شیر برقی فرمان می‌دهد و گیاه آبیاری می‌شود. این سنسور از دو بخش تشکیل شده است. برند راه انداز دارای یک مولتی ترن است که با چرخاندن مولتی ترین در جهت ساعتگرد حساسیت افزایش و در خلاف جهت حساسیت کاهش پیدا می‌کند. با قرار گرفتن سنسور در یک نمونه خاک، مقادیر سنسور از ۰ تا ۱۰۲۴ تغییر کرده و بر روی سریال مانیتور مقادیر خوانده شده از سنسور نمایش داده می‌شود. به همین ترتیب میتوانید دیتای مورد نظر را یادداشت کرده و در کد اصلی برنامه جایگزین کنید.

اتصالات سنسور رطوبت خاک به آردوینو

• پایه GND ماژول رطوبت به GND آردوینو اتصال دهید.
• پایه VCC  ماژول رطوبت به ۵V آردوینو اتصال دهید.
• پایه AO ماژول رطوبت به پورت A0 آردوینو اتصال دهید.
•  پایه VCC رله به به ۵V آردوینو اتصال دهید.
•  پایه GND رله به GND آردوینو اتصال دهید.
•  پایه سیگنال رله را به پورت ۱۳ آردوینو اتصال دهید.

استفاده از رله Relay

رله نوعی کلید الکترونیکی عملگر است که به دو حالت خاموش و روشن میتوانید آنرا تغییر وضعیت دهید. توسط رله می‌توانید جریان را عبور و یا قطع کنید. تمامی ماژول های رله در تعداد پایه‌های خروجی برابر است و مدل‌های مختلفی مانند رله تک کانال، رله دو کانال، چهار کانال و هشت کانال در بازار موجود است. مشخصا اتصال پایه‌های سنسور به پایه‌های ورودی رله بسیار ساده است. پایه‌هایی که با IN مشخص شده است مستقیم به پایه‌های برد میکروکنترلر متصل می‌شود. در این آموزش از رله دو کانال استفاده شده است که هر کانال را جداگانه میتوانید به یک خروجی مانند فن، پمپ وصل کنید.

• پایه COM: پایه مشترک Common است.
• پایه NC به معنای نرمالی کلوز یا همان پیش فرض بسته است و زمانی استفاده می‌شود که بخواهید رله به صورت پیش فرض بسته باشد. به این صورت که جریان در مدار وجود دارد و در صورت ارسال سیگنال از آردوینو مدار باز شده و جریان را متوقف می‌کند.
• پایه NO به معنای نرمالی اوپن یا همان پیش فرض باز است و به این معنی که رله همیشه باز است و مدار باز بوده و پس از ارسال سیگنال از آردوینو مدار بسته خواهد شد.

در صورت نیاز به اتصال پمپ به رله همانند زیر اجرا کنید.

اتصال پمپ به رله

جهت اتصال پمپ به رله با توجه به ولتاژ کاری به یک تغذیه جداگانه نیاز دارید. پس از انجام این مرحله با نزدیک شدن دست به سنسور آلتراسونیک، مدار عمل کرده و مایع ریز اتوماتیک کرونا، فعال میشود.

1.  پمپ دارای دو سیم است. یکی از سیم‌ها را به دلخواه به یکی از پایه‌های تعذیه اتصال دهید.
2. سیم دیگر پمپ Pump را به پایه COM رله اتصال دهید.
3. پایه NO رله را به پایه دیگر تغذیه اتصال دهید.

کد آردوینو رطوبت خاک

void setup(){

Serial.begin(9600);
pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop(){
delay(500);
digitalWrite(13, LOW);
int soil_moisture=analogRead(A0);  // read from analog pin A3

Serial.print("analog value: ");
Serial.println(soil_moisture);

if(soil_moisture<30) {

Serial.println("Dry soil");

}

if((soil_moisture>300)&&(soil_moisture<700)) {

Serial.println("Humid soil");

}

if((soil_moisture>700)&&(soil_moisture<950)){
  Serial.println("water");
  digitalWrite(13, HIGH);
  }

}

تحلیل کد آردوینو

در این قسمت مقدار را از پورت آنالوگ میخوانیم و چاپ می‌کنیم:

int soil_moisture=analogRead(A0);  // read from analog pin A3

Serial.print("analog value: ");
Serial.println(soil_moisture);

در این قسمت بر اساس مقدار رطویت خروجی مناسب چاپ می‌شود:

if(soil_moisture<30) {

Serial.println("Dry soil");

}

if((soil_moisture>300)&&(soil_moisture<700)) {

Serial.println("Humid soil");

}

if((soil_moisture>700)&&(soil_moisture<950)){
  Serial.println("water");
  digitalWrite(13, HIGH);
  }

در این قسمت اگر سطح رطوبت کم بود پورت ۱۳ را روشن میکنیم و رله برای مدتی روشن میشود که میتوان آن را به شیر برقی متصل کرد:

if((soil_moisture>700)&&(soil_moisture<950)){
  Serial.println("water");
  digitalWrite(13, HIGH);
  }

output

وسایل مورد نیاز

آردوینو Uno

ماژول رله ۵ ولت تک کاناله

ماژول رطوبت خاک Soil Moisture

کابل فلت

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.