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[经验] 【Arduino】66种传感器模块系列实验(53)---土壤湿度传感器

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    2019-7-21 06:25
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    发表于 2019-7-7 11:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本帖最后由 eagler8 于 2019-7-7 16:16 编辑

    37款传感器与模块的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块,依照实践(动手试试)出真知的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一做做实验,不管能否成功,都会记录下来---小小的进步或是搞不掂的问题,希望能够抛砖引玉。

    实验五十三: 土壤湿度水分传感器模块(电阻式)


    是一切生命机体的组成物质,也是生命代谢活动所必需的物质,又是人类进行生产活动的重要资源。 地球上的水分布在海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川、雪山,以及大气、生物体、土壤和地层。水的总量约为1.4×109km3,其中96.5%在海洋中,约覆盖地球总面积的70%。陆地上、大气和生物体中的水只占很少的一部分。

    水循环
    是指地球上不同的地方上的水,通过吸收太阳的能量,改变状态到地球上另外一个地方。例如地面的水分被太阳蒸发成为空气中的水蒸气。而水在地球的状态包括固态、液态和气态。而地球中的水多数存在于大气层、地面、地底、湖泊、河流及海洋中。水会通过一些物理作用,例如:蒸发、降水、渗透、表面的流动和地底流动等,由一个地方移动到另一个地方。如水由河川流动至海洋。由16,17世纪佩罗和马略特发现。

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     楼主| 发表于 2019-7-9 15:47 | 显示全部楼层
    本帖最后由 eagler8 于 2019-7-12 05:53 编辑

    Arduino 系列传感器和模块实验目录清单:

    一块扩展板完成Arduino的9类18项实验(代码+图形+仿真)
    https://www.arduino.cn/thread-88696-1-1.html
    实验一:干簧管传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86350-1-1.html
    实验二:光敏电阻传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86393-1-1.html
    实验三:微波雷达感应开关模块
    https://www.arduino.cn/thread-86397-1-1.html
    实验四:振动传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86512-1-1.html
    实验五:热敏电阻温度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86520-1-1.html
    实验六:KY-038高感度声音传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86576-1-1.html
    实验七:旋转电位器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86866-1-1.html
    实验八:湿度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-87993-1-1.html
    实验九:火焰(红外线)传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88283-1-1.html
    实验十:敲击传感器模块KY-031
    https://www.arduino.cn/thread-88401-1-1.html
    实验十一:金属触摸传感器模块KY-36
    https://www.arduino.cn/thread-88422-1-1.html
    实验十二:开关霍尔磁力传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88461-1-1.html
    实验十三:触摸传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88523-1-1.html
    实验十四:倾斜传感器模块(角度开关)
    https://www.arduino.cn/thread-88530-1-1.html
    实验十五:手指侦测心跳传感器模块KY-039
    https://www.arduino.cn/thread-88557-1-1.html
    实验十六:电容式数字触摸传感器模块(TTP223 )
    https://www.arduino.cn/thread-88567-1-1.html
    实验十七:HC-SR312微型热释电传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88578-1-1.html
    实验十八:0.25W太阳能滴胶板传感器模块(45X45毫米)
    https://www.arduino.cn/thread-88669-1-1.html
    实验十九:常闭型SW-420震动开关传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88672-1-1.html
    实验二十:水银开关传感器模块(KY-017)
    https://www.arduino.cn/thread-88787-1-1.html
    实验二十一:激光头传感器模块(KY-008)
    https://www.arduino.cn/thread-88842-1-1.html
    实验二十二:MAX7219点阵显示模块(8X8 LED共阴)
    https://www.arduino.cn/thread-88851-1-1.html
    实验二十三:NE555频率可调脉冲发生器模块(方波简版)
    https://www.arduino.cn/thread-88867-1-1.html
    实验二十四:水位水滴传感器模块(Water Sensor)
    https://www.arduino.cn/thread-88886-1-1.html
    实验二十五:MQ-2气敏式烟雾传感器模块(甲烷等)
    https://www.arduino.cn/thread-88906-1-1.html
    实验二十六:4X4矩阵键盘模块(轻触式按键)
    https://www.arduino.cn/thread-88966-1-1.html
    实验二十七:GY-BMP280-3.3 高精度大气压强传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89010-1-1.html
    实验二十八:三色5050 RGB全彩LED模块 KY-009
    https://www.arduino.cn/thread-89022-1-1.html
    实验二十九:DS1302实时时钟模块(带电池  掉电走时)
    https://www.arduino.cn/thread-89070-1-1.html
    实验三十:光敏二极管传感器模块(英语photodiode )
    https://www.arduino.cn/thread-89129-1-1.html
    实验三十一:ISD1820录音语音模块(8-20秒)
    https://www.arduino.cn/thread-89154-1-1.html
    实验三十二:雨滴传感器模块(雨水/雨量/叶面湿度)
    https://www.arduino.cn/thread-89184-1-1.html
    实验三十三:ESP8266串口WIFI收发无线模块 (ESP-01S)
    https://www.arduino.cn/thread-89245-1-1.html
    实验三十四:三色LED交通灯模块(红绿黄灯)
    https://www.arduino.cn/thread-89273-1-1.html
    实验三十五:模拟量声音传感器模块(4线制)
    https://www.arduino.cn/thread-89289-1-1.html
    实验三十六:WS2812B智能外控集成LED四位彩灯模块
    https://www.arduino.cn/thread-89297-1-1.html
    实验三十七:MQ-3酒精乙醇传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89300-1-1.html
    实验三十八:joystick双轴XY按键摇杆模块(游戏控制杆)
    https://www.arduino.cn/thread-89365-1-1.html
    实验三十九:DS18B20单总线数字温度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89368-1-1.html
    实验四十:360度旋转增量编码器模块(KY-040)
    https://www.arduino.cn/thread-89427-1-1.html
    实验四十一:IS0203激光接收管传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89428-1-1.html
    实验四十二:DSM501A韩国PM2.5灰尘粉尘传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89441-1-1.html
    实验四十三:5V低电平触发单路继电器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89445-1-1.html
    实验四十四:类比霍尔磁性传感器 KY-035(模拟量)
    https://www.arduino.cn/thread-89464-1-1.html
    实验四十五:红外避障传感器模块(光电接近开关)
    https://www.arduino.cn/thread-89473-1-1.html
    实验四十六:350Ω高精度电阻式应变片传感器 (BF350)
    https://www.arduino.cn/thread-89474-1-1.html
    实验四十七:七段LED数码管模块(共阴/共阳)
    https://www.arduino.cn/thread-89475-1-1.html
    实验四十八:GY-291三轴重力加速度模块 (IIC/SPI传输)
    https://www.arduino.cn/thread-89567-1-2.html
    实验四十九:有源蜂鸣器报警器发声模块(低电平触发)
    https://www.arduino.cn/thread-89568-1-2.html
    实验五十:W25Q64 FLASH外扩存储模块 (SPI接口 )
    https://www.arduino.cn/thread-89570-1-2.html
    实验五十一:自锁点动触摸按键传感器模块(TTP223芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-89721-1-1.html
    实验五十二:SPI接口Micro SD卡模块(带电平转换芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-89729-1-1.html
    实验五十三: 土壤湿度水分传感器模块(电阻式)
    https://www.arduino.cn/thread-89734-1-1.html
    实验五十四: 大按键点动轻触开关模块(高电平输出)
    https://www.arduino.cn/thread-89785-1-1.html
    实验五十五:DHT11 温湿度传感器(数字型单总线通信)
    https://www.arduino.cn/thread-89786-1-1.html
    实验五十六: 8路LED流水的灯跑马灯模块SUNLEPHANT
    https://www.arduino.cn/thread-89832-1-1.html
    实验五十七: 四档频率占空比可调矩形波信号发生器(NE555)
    https://www.arduino.cn/thread-89868-1-1.html
    实验五十八: HC-SR04超声波测距传感器模块(5针宽电压)
    https://www.arduino.cn/thread-89869-1-1.html
    实验五十九: RS232转TTL2代串口模块刷机板(MAX3232)
    https://www.arduino.cn/thread-89895-1-1.html
    实验六十:ATTINY85 Digispark kickstarter 微型usb开发板
    https://www.arduino.cn/thread-89898-1-1.html
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     楼主| 发表于 2019-7-10 14:16 | 显示全部楼层
    土壤湿度
    亦称土攘含水率,表示土壤干湿程度的物理量。是土壤含水量的一种相对变量。通常用土壤含水量占干土重的百分数是示,亦称土壤质量温度,如用土壤水分荣基占土壤总容积的百分数表示,则称土壤容积湿度。通常说的土攘湿度,即指质量湿度。还有用土壤含水量相当于田间持水量的百分数来表示土壤湿润程度的,称土攘相对湿度。土壤湿度决定农作物的水分供应状况。土壤湿度过低,形成土壤干旱,作用光合作用不能正常进行,降低作物的产量和品质;严重缺水导致作物凋萎和死亡。土壤湿度过高,恶化土壤通气性,影响土壤微生物的活动,使作物根系的呼吸、生长等生命活动受到阻碍,从而影响作物地上部分的正常生长,造成徒长、倒伏、病害滋生等。土壤水分的多少还影响田间耕作措施和播种质量,并影响土壤温度的高低。

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     楼主| 发表于 2019-7-10 14:21 | 显示全部楼层
    土壤水分测定方法
    ①重量法。取土样烘干,称量其干土重和含水重加以计算。
    ②电阻法。使用电阻式土壤湿度测定仪测定。根据土壤溶液的电导性与土壤水分含量的关系测定土壤湿度。
    ③负压计法。使用负压计测定。当未饱和土壤吸水力与器内的负压力平衡时,压力表所示的负压力即为土壤吸水力,再据以求算土壤含水量。
    ④中子法。使用中子探测器加以测定。中子源放出的快中子在土壤中的慢化能力与土壤含水量有关,借助事先标定,便可求出土壤含水量。
    ⑤遥感法。通过对低空或卫星红外遥感图象的判读,确定较大范围内地表的土壤湿度。

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     楼主| 发表于 2019-7-10 15:32 | 显示全部楼层
    土壤湿度水分传感器模块,电阻式的,手头有二种,一种红色款是三线制(估计模拟量的),另一种是四线制(数字加模拟)

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     楼主| 发表于 2019-7-10 15:59 | 显示全部楼层
    土壤湿度传感器
    就是监测土壤的湿度,将其的硬件控制电路埋在作物根部的土壤水分传感器监测根部土壤的水分,该传感器经检测电路将“湿度过高”和“湿度过低”信号经编码器传至主控制器,由主控制器决定控制状态。“湿度过高”则停止灌溉;“湿度过低”则通过光电隔离、继电器控制接在水源的电磁阀。该系统还具有故障报警功能。主控制器通过通讯接口与上位机通讯,可以实时监测系统运行状况或对历史数据进行分析。

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     楼主| 发表于 2019-7-10 16:03 | 显示全部楼层
    三线制工作原理
    土壤湿度传感器是判断土壤中水分含量的多少来判定土壤的湿度大小。如图所示,当土壤湿度传感器探头悬空时,三极管基极处于开路状态,三极管截止输出为0;当插入土壤中时由于土壤中水分含量不同,土壤的电阻值就不同,三极管的基极就提供了大小变化的导通电流,三极管集电极到发射极的导通电流受到基极控制,经过发射极的下拉电阻后转换成电压。

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     楼主| 发表于 2019-7-10 16:16 | 显示全部楼层
    技术指标
    电源电压: 3.3v or 5v
    输出电压: 0~2.3v
    工作电流: 最大20mA
    接口定义:1脚信号,2脚地,3脚电源正
    使用寿命:1年左右
    模块尺寸: 60x20x5mm
    典型电压值(测试平台:10位AD,基准电压5V):
    0 ~300 : 干燥土壤
    300~700 : 湿润土壤
    700~950 : 放到水中(大概数据)

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     楼主| 发表于 2019-7-10 16:21 | 显示全部楼层
    这是一个简易的水分传感器可用于检测土壤的水分,当土壤缺水时,传感器输出值将减小,反之将增大。使用这个传感器制作一款自动浇花装置,让您的花园里的植物不用人去管理。传感器表面做了镀金处理,可以延长它的使用寿命。将它插入土壤,然后使用AD转换器读取它。在他的帮助下,植物会提醒您:嘿,我渴了,请给我一点水。

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     楼主| 发表于 2019-7-10 17:03 | 显示全部楼层

    kittenblock中小学创客名师推荐的图形化编程软件

    /*
    【Arduino】66种传感器模块系列实验(53)
    实验五十三: 土壤湿度水分传感器模块(电阻式)
    实验一,红板三线制
    */
    
    void setup(){       
       Serial.begin(57600);     
    }   
    void loop(){       
       Serial.print("Moisture Sensor Value:");
       Serial.println(analogRead(0));     
       delay(500);     
    } 

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