Proiect masurare umiditate sol

1

Va salut,

As dori sa fac un sistem de masurare a umiditatii din sol. Am tot facut research in ultima perioada, dar am gasit doar proiecte de hobby, facute pentru plantute de acasa, si nu prea se aplica pe use-case-ul meu. Ma intereseaza cel mai mult niste coduri de piese pe care sa le comand, n-am idee ce e cel mai bun/eficient/production-ready.

Proiectul in sine suna in felul urmator: trebuie sa masor umiditatea din sol la 3 adancimi diferite si, conectat la wifi, sa trimit valorile periodic intr-un API. La ce m-am gandit pana acum (dar din nou, nu ma pricep la electronica neam :smiley:):

  • un Arduino UNO sau ceva similar
  • un modul ESP pentru wifi, in caz ca nu gasesc controller cu wifi integrat
  • cumva sa integrez o baterie cu un mini panou solar pentru alimentare, am gasit ceva interesant aici (nu exista curent in camp)
  • astea sa le incastrez intr-o cutie anti-intemperii
  • din cutie sa plece conexiunile pentru 3 senzori capacitivi de genul acesta pe care sa-i fixez in pamant la adancimile necesare (20cm, 40cm, 60cm)
  • si sigur alte o gramada de chichite de care n-am habar :smiley:

Astea vor fi mai multe asezate prin camp si tre’ sa trimita valorile prin wifi, ma gandesc prin ceva http requests sau mqtt topics, catre un server mama unde pot sa-mi tin API-ul.

Daca are careva ceva experienta in zona asta si se incumeta sa ofere niste indrumare, n-am idee daca e cea mai buna abordare sau care ar fi componentele corespunzatoare.

Multumesc mult!

2 Likes
2

Pentru consum foarte mic de energie e bun ZigBee. Am senzori de temperatura prin casa cu o baterie gen ceas si tin 2-3+ ani. Cu ZigBee ai scapa de nevoie de alimentare.

Modul de lucru ZigBee e cam asa: cel mai mult timp sta in consum foarte mic de energie, automat pe la 15-30 de minute se trezeste si trimite setul de date (temperatura, umiditate, putere semnal Zigbee, nivel baterie). Daca se schimba temperatura, de ex., cu mai mult de 0.5 grade atunci se trezeste automat si trimite date.

Din pacate nu am gasit senzori de umiditate sol pe ZigBee. Era doar ceva producator care a renuntat la produs. Poate au mai aparut intre timp.

Am deja Home Assistant pe un NUC cu un dongle ZigBee.

Nu stiu daca e ceva producator serios in linkul ala cu PCB-ul tarus pentru masurare umiditate, dar cu acelasi aspect sunt niste chinezarii care costa 5-10 lei si oxideaza rapid, sunt varza.

  • Poti trage cablu de alimentare si de date pana la locul de masurare?
  • Ce distant ai de la locul de masurare pana la locului unde ai net si priza 230V?
3 Likes
3

Probabil exista o gramada de senzori IoT pentru treaba asta, pe protocol ‘standard’ IoT.
Exemplu: Xiaomi MiFlora. Cred ca e bluetooth, dar ar trebui sa gasesti si zigbee sau zwave.
Asta e zigbee: Sensors | Spruce - The Smart Irrigation Controller (spruceirrigation.com)

2 Likes
4

Gasesti asemenea proiecte pe instructables.com si hackster.io (multe au lista de componente si chiar codul sursa).

Pentru consum mic… se poate pune ESP-ul in deep-sleep mode. Practic il pornesti cat sa trimiti informatiile catre API, apoi il “inchizi” la loc.

1 Like
5

si de unde wifi in camp?

1 Like
6

Eu acasa am o placa cumparata cu cativa zeci de lei pe care am programat-o sa trimita date de la un senzor de temperatura si umiditate tot la 10 secunde prin wifi catre un IP folosind HTTP POST cu datele in format JSON. Am programat-o cu Arduino IDE, am gasit exemple gata facute si doar le-am adaptat. In cazul meu IP-ul e router-ul pe care am instalat un web server. Preiau datele cu PHP si le stochez intr-o baza de date SQLLite. Mi-am facut si un mic frontend sa vad evolutia temperaturii de acasa.

Pentru conexiune wifi s-ar putea pune un telefon cu cartela SIM si sa faci hotspot. Daca ai DIGI se poate activa serviciul dinamic dns si ai putea programa placa sa trimita date catre adresa de acasa.

1 Like
7

Exista module gsm/gprs (ex SIM800L, SIM900, SIM7600 - dupa buget si nevoi) in care se pot introduce cartele sim. E de ajuns pt niste POST requests.

8

Daca nu te pricepi la electronica exista si varianta e sa folosesti ceva gata facut cum ar fi:

Totusi trebuie sa rezolvi problema alimentarii daca esti in camp ceea ce inseamna probabil panou fotovoltaic si sistem de management baterie.

LE Foarte interesanta solutia lui @adrian-a dar trebuie sa stii sa faci asa ceva si dispozitivele alea necesita si un gateway. Cred ca ar fi cea mai buna solutie pentru use case-ul tau daca gasesti asa ceva sau pe cineva sa iti construiasca un astfel de sistem hardware+firmware…

9

Exista solutii industriale si mai profesionale.

Problema e că te arde la buzunar, e vreo 200-800 de euro bucata.

Cea mai mare problemă e senzorul, nu e așa simplu precum pare. Un senzor bun de impedanța cu fișă de calibrare e vreo 50-100 de euro bucata sau mai mult.

Senzorii de China au valori random, nu ai calibrare din fabrică sau se corodeaza total în săptămâni. In cel mai bun caz nu găsești doi senzori cu măsurători apropriate. E nevoie de contacte placate cu aur sau platina ca să iei măsurători repetabile, aliaje sau rasina turnată la mm. (La contact)

Sunt și soluții capacitive, cu reactie chimică dar sunt și mai scumpe.

Ti-as recomanda să faci ingineria la senzori prima dată acasă în mediu controlat și după să treci la conectica. Eu aș merge pe LoraWAN, esp-now sau zigbee și un releu gsm/telefon.

Senzorul pe care l-ai menționat e bun pentru un ghiveci și chiar și așa vei avea valori random la 2 ghivece cu același pământ. Aflii în cel mai bun caz doar dacă e uscat de tot sau are ceva apă și nici nu va rezista. După nu uita că în pământ pe câmp/grădină e total diferit de ghiveci pe balcon.

Ceva comercial:

2 Likes
10

Depinde de ce distante până la net și curent avem.

ZigBee e doar cu zeci de metri și ai nevoie de hub ZigBee (in cazul meu e doar un stick USB într-un mini PC pe care am Home Assistant).

La distante mari-mari, de fapt oricât de mari dar sa ai semnal GSM - deci sunt cu SIM, folosești LoraWAN.

Exista device-uri Lora very low power, merg și pe baterie, similar cu ZigBee au optimizarea de consum.

Partea de WAN ți-o dă furnizorul de telefonie mobila. Iar la tine în aplicație ajung direct niste mesaje intr-o coada. Orange cel puțin are soluția asta.

1 Like
11

As mai zice că lantul asta de dispozitive e prea lung:

senzor - Arduino - ESP32 (urmat apoi de router wifi) + celule fotovoltaice

Tehnic ar merge, dar îți crește riscul sa crape ceva cu fiecare verigă din lanț.

Daca poți trage cablu poți face așa eventual:

senzor - Arduino (pui Standard Firmata sa ai integrare cu Home Assistant fara să scrii cod) - cablu USB spre ceva mini-PC (dar ești limitat și de lungimea la care poate funcționa un cablu USB)

Altfel, ZigBee sau LoraWAN.

Ar mai fi Lora fara WAN.

LoraWAN include conectarea la rețeaua GSM și implementarea providerului. Lora e doar device care comunica radio pe distanța de km (fara obstacole) pe o frecventa radio pe care nu ai restricții de la ANCOM și îți trebuie gateway-ul tău de Lora.

1 Like
12

decat sa pui senzori pe camp mai bine aduci pamantul intr-un mediu controlat cu sapa(stiu ca e de ras, dar e ieftin)

1 Like
13

Wow, nu ma asteptam la atatea raspunsuri atat de rapid :smiley: Este o comunitate foarte misto!

Va multumesc in primul rand pentru toate informatiile, sunt de mare ajutor fiecare. Acum, ca sa va mai raspund din intrebari, wifi exista de la niste AP-uri cu range mare instalate in camp. Nu stiu exact echipamentul, nu m-am ocupat eu, dar pot afla daca e de interes.

Problema e ca nu pot trage alimentare din punctele in care sunt instalate AP-urile. Punctele de masurare vor fi undeva la 100-150 metri distanta de AP-uri si e un cost maricel saparea de santuri la adancimi cat sa n-aiba treaba utilajele agricole cu ele, cabluri de calitate etc. Prefer sa ma folosesc de reteaua de wifi existenta sau chiar de cartele SIM, desi e prost tare semnalul, si baterii pentru curent.

Acum legat de calitatea senzorilor, nu o consider asa mare bai. Daca rezista juma’ de an in pamant, sincer n-ar fi greutate sa le schimb. Ma gandeam din MCU sa plece conexiunile pentru senzori in niste mufe fixate in cutia de incastrare, ca practic daca e nevoie sa se schimbe senzorii, sa fie plug&play. Iar vizavi de acuratete, nu tre’ sa fie senzationala, ma gandesc ca pot sa fac o medie a valorilor transmise in ultimele minute si p-aia s-o trimit spre API o data la o ora sau ceva in gen. Am nevoie doar sa stiu ca e umed sau uscat solul la adancimea X ca sa stiu daca pornesc irigatia sau nu. Deocamdata irigatia e pornita babeste dupa feeling, si costurile sunt usor dureroase.

In alta ordine de idei, stiu ca exista solutii comerciale, am cerut cateva cotatii pentru 8 bucati si mi-a sarit inima, ramane ca absolute last resort. Pana atunci, as vrea totusi sa-ncerc o solutie DIY. Iarna nu vor fi in functiune, deci daca crapa o data la sezon, atata timp cat tin tot ansamblul sub mia de lei per bucata sunt fericit :smiley:

Pentru LoraWAN din ce am citit nu exista acoperire pe Olt, sau poate n-am inteles eu bine tot conceptul… O sa citesc despre Lora, suna a fi o varianta foarte buna :thinking:

14

S-a mai discutat asta, asa ca aveam raspunsurile pregatite pentru tine :slight_smile:

15

APurile pot fi long range dar trebuie sa te asiguri ca si echipamentul tau “bate” pana la ele adica are o putere de emisie si o sensibilitate corespunzatoare.

Sugerez sa folosesti si un senzor de ploaie in configuratie intrucat este posibil sa ai situatia cand incepe ploaia si dai drumul la irigare in acelasi timp pentru ca dureaza ceva pana ajunge apa la adancimea unde sa fie sesizata. :man_shrugging:

LE: Bine, aici poate ar fi interesant de vazut niste APIuri de vreme ca sa nu uzi inainte de venirea ploii, etc…

2 Likes
16

Eu nu m-as baza strict pe un API că nu o dată la mine bătea soarele și la vecinul la 100m era ploaie torențială. (sau invers)