隨著每個(gè)人都開(kāi)始看到農(nóng)作物健康帶來(lái)的好處，智慧農(nóng)場(chǎng)變得越來(lái)越受歡迎，我知道很多人會(huì)對(duì)智慧農(nóng)場(chǎng)自動(dòng)化感興趣。因此，今天我們將探討如何使用Arduino開(kāi)發(fā)板和土壤濕度傳感器來(lái)確定土壤中的水分含量。

土壤水分通常是指土壤顆粒之間空間中的水分含量。這是決定農(nóng)作物生長(zhǎng)及其健康狀況的一個(gè)非常重要的因素。土壤濕度傳感器通過(guò)使用與土壤相關(guān)的其他屬性間接地測(cè)量體積水含量，而不是用舊的重量法測(cè)量土壤水含量。本篇文章中使用的土壤濕度傳感器使用土壤的電阻來(lái)確定土壤濕度。土壤的電阻隨著土壤中水量的增加而降低。反之，土壤中的電阻隨著土壤中水量的減少而增加。傳感器由一個(gè)探頭和一個(gè)帶有可調(diào)電位器的比較器組成，可用于設(shè)置傳感器的靈敏度。

由于不同制造商的需求和設(shè)計(jì)技巧，傳感器采用不同的形式，便宜些的傳感器帶有單獨(dú)的比較器板，該比較器板通過(guò)跨接線連接到探頭，如上圖所示，該版本的傳感器包括一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，允許將該傳感器用作數(shù)字傳感器。像Sparkfun這樣的制造商提供的其他版本的傳感器可能會(huì)將所有電子器件都連接到了探頭上。無(wú)論傳感器的外形尺寸如何，其連接方式和用途都是相同的。

該傳感器的一些功能包括：

√ 工作電壓：3.3V?5V。

√ 可調(diào)靈敏度（使用藍(lán)色數(shù)字電位器調(diào)整）

√ 雙輸出模式，模擬輸出更加精確。

√ 固定的螺栓孔，易于安裝。

√ 帶電源指示燈（紅色）和數(shù)字開(kāi)關(guān)輸出指示燈（綠色）。

√ LM393比較器芯片。

√ 面板PCB尺寸：3mmx 1.5mm。

√ 土壤探針尺寸：6cm x 2cm。

√ 電纜長(zhǎng)度：21厘米。

下圖所示的傳感器探頭由兩個(gè)大的焊盤(pán)組成，用于測(cè)試土壤的電導(dǎo)率。本篇文章的目的是通過(guò)測(cè)量土壤濕度來(lái)演示如何使用如此有趣的傳感器，并在Arduino串口顯示器或諾基亞5110 LCD上其中該值。

所需的組件

● 土壤濕度傳感器

● Arduino Uno開(kāi)發(fā)板

● 諾基亞5110 LCD顯示屏

● 面包板

● 跳線

原理圖

如下圖所示連接組件。

下面描述了Arduino與土壤濕度傳感器之間的引腳連接，以使原理圖更易于理解。

請(qǐng)?jiān)俅未_認(rèn)連接，以確保一切均已正確連接。

代碼

本文提供了兩個(gè)Arduino草圖。第一個(gè)適用于那些愿意在串口監(jiān)視器上顯示數(shù)據(jù)的人，而第二個(gè)草圖包含在諾基亞5110 LCD顯示屏上顯示土壤濕度百分比所需的代碼。由于我們已經(jīng)在本網(wǎng)站的多個(gè)教程中介紹了諾基亞5110 LCD顯示屏的使用，因此，我僅解釋第一個(gè)草圖，其中包含獲取土壤水分水平并顯示在串行監(jiān)視器上的代碼。

本文代碼很簡(jiǎn)單，因?yàn)槲覀冎繟rduino ADC的范圍是0到1023，所以我們確定傳感器提供的任何讀數(shù)都將在該范圍內(nèi)，因此，當(dāng)我們讀取土壤濕度傳感器提供的模擬值時(shí)，我們使用Arduino map函數(shù)可將讀取的任何值轉(zhuǎn)換為0到100之間的值，表示百分比。然后，該百分比顯示在串口監(jiān)視器或LCD顯示屏上。

為了簡(jiǎn)要說(shuō)明代碼，我們要做的第一件事是聲明與濕度傳感器連接的Arduino的模擬引腳，然后聲明其他變量。

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// ARDUINO SOIL MOISTURE DEMO //

// //

// http://www.educ8s.tv //

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int sensorPin = A0;

int sensorValue = 0;

int percent = 0;

接下來(lái)，我們介紹void setup()函數(shù)，在該函數(shù)中初始化串行通信，以便可以在串口監(jiān)視器上顯示數(shù)據(jù)。

void setup() {

Serial.begin(9600);

}

接下來(lái)是void loop()函數(shù)。首先在代碼中，我們讀取傳感器的值，然后調(diào)用轉(zhuǎn)換為百分比的函數(shù)轉(zhuǎn)，然后在串口監(jiān)視器上顯示轉(zhuǎn)換后的值。

void loop() {

sensorValue = analogRead(sensorPin);

percent = convertToPercent(sensorValue);

printValuesToSerial();

delay(1000);

}

轉(zhuǎn)換為百分比函數(shù)的代碼如下所示。如前所述，它接受模擬值，并使用Arduino map函數(shù)將其轉(zhuǎn)換為百分比值。

int convertToPercent(int value)

{

int percentValue = 0;

percentValue = map(value, 1023, 465, 0, 100);

return percentValue;

}

上述步驟與第二個(gè)草圖相同，我們只需要包括諾基亞5110 LCD顯示器所需的依賴項(xiàng)。

演示效果

將代碼上傳到Arduino并在土壤傳感器浸在相當(dāng)干燥的土壤中的情況下設(shè)置系統(tǒng)，您應(yīng)該會(huì)看到LCD /串口監(jiān)視器顯示土壤中的水量，如下圖所示。

向土壤中添加少量水，土壤中的電阻會(huì)降低，您可以在LCD/串口監(jiān)視器上立即看到變化，如下圖所示。

該項(xiàng)目是向智能灌溉系統(tǒng)邁出的重要一步，因?yàn)榭梢詫⑼寥浪坏淖兓O(shè)置為激活繼電器，以在水位低時(shí)啟動(dòng)給水廠的泵。
編輯：hfy