🌱 سنسور رطوبت خاک (Soil Moisture Sensor)

سنسور رطوبت خاک (Soil Moisture Sensor) یک چنگال دوشاخه است که در خاک گلدان فرو می‌رود و همراه یک برد کوچک مقایسه‌گر می‌آید. در نوع مقاومتی رایج، جریان کمی از یک شاخه از راه خاک به شاخه‌ی دیگر می‌رود؛ خاک خیس‌تر برق را بهتر رد می‌کند و عدد خروجی عوض می‌شود. ماژول دو خروجی دارد: AO برای مقدار پیوسته و DO برای «از آستانه خشک‌تر است یا نه». با آن گلدان هوشمند، آبیاری خودکار با پمپ و رله یا هشدار «به من آب بده» می‌سازی.

سنسور رطوبت خاک در ووکوی (Wokwi)

تا جایی که می‌دانیم ووکوی نسخه‌ی آماده‌ی این قطعه را ندارد. جایگزین رایج یک wokwi-potentiometer است که خروجی SIG آن روی A0 نقش AO را بازی می‌کند؛ چرخاندن دسته یعنی خشک و خیس شدن خاک. در تکه‌ی زیر، تغذیه‌ی پتانسیومتر را مثل سنسور واقعی از پین 7 گرفته‌ایم تا کد بدون تغییر در هر دو جا کار کند.

{
  "parts": [
    { "type": "wokwi-arduino-uno", "id": "uno", "top": 0, "left": 0, "attrs": {} },
    { "type": "wokwi-potentiometer", "id": "pot1", "top": -120, "left": 160, "attrs": {} }
  ],
  "connections": [
    [ "pot1:VCC", "uno:7", "red", [] ],
    [ "pot1:SIG", "uno:A0", "orange", [] ],
    [ "pot1:GND", "uno:GND.1", "black", [] ]
  ]
}

خود سنسور رطوبت خاک در تینکرکد فارسی رایگان است؛ مدار آماده‌ی آبیاری خودکار را باز کن یا درس آبیاری خودکار گیاه را برو.

سیم‌کشی با آردوینو

نکته‌ی مهم این صفحه: VCC سنسور را به 5V دائمی وصل نکن. جریان دائم از خاک، شاخه‌های فلزی را در چند هفته خورده و زنگ‌زده می‌کند. سنسور را از یک پین دیجیتال تغذیه کن و فقط چند میلی‌ثانیه قبل از هر خواندن روشنش کن.

ماژول‌های معمولی چند میلی‌آمپر بیشتر نمی‌کشند و یک پین آردوینو از پس تغذیه‌شان برمی‌آید.

کد نمونه

در بیشتر ماژول‌ها هرچه خاک خیس‌تر باشد، عدد AO کمتر است. برای همین دو ثابت کالیبراسیون داریم: عدد سنسور در هوای خشک و عدد آن در لیوان آب. map بین این دو را به ۰ تا ۱۰۰ درصد تبدیل می‌کند.

// Soil moisture probe powered from pin 7 only while reading (less corrosion).
const int POWER_PIN = 7;
const int SOIL_PIN = A0;
const int DRY_VALUE = 850;    // reading in dry air - measure yours
const int WET_VALUE = 400;    // reading in a glass of water - measure yours

int readSoil() {
  digitalWrite(POWER_PIN, HIGH);    // power the probe only now
  delay(10);
  int raw = analogRead(SOIL_PIN);
  digitalWrite(POWER_PIN, LOW);
  return raw;
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(POWER_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(POWER_PIN, LOW);
}

void loop() {
  int raw = readSoil();
  int percent = map(raw, DRY_VALUE, WET_VALUE, 0, 100);
  percent = constrain(percent, 0, 100);

  Serial.print("raw=");
  Serial.print(raw);
  Serial.print("  moisture=");
  Serial.print(percent);
  Serial.println("%");
  if (percent < 30) Serial.println("Water me!");

  delay(2000);
}

برای کالیبره کردن، یک بار برنامه را اجرا کن، سنسور را اول در هوا و بعد در آب بگذار و دو عدد raw را در DRY_VALUE و WET_VALUE بنویس.

اشتباه‌های رایج

• تغذیه‌ی دائمی: بزرگ‌ترین دلیل خراب شدن سنسور مقاومتی بعد از چند هفته همین است. یا مثل کد بالا خاموشش کن، یا سراغ نوع خازنی (Capacitive) برو که فلزش با خاک تماس ندارد.
• بدون کالیبراسیون: عدد خام در خاک‌های مختلف فرق می‌کند. درصدی که بدون اندازه‌گیری خشک و خیس خودت حساب شود، فقط حدس است.
• خیس شدن برد مقایسه‌گر: فقط چنگال باید در خاک باشد. برد کوچک مقایسه‌گر را بالاتر و دور از آب‌پاش نگه دار.
• آبیاری بر اساس یک خواندن: بلافاصله بعد از آب دادن، آب هنوز در خاک پخش نشده. بین دو آبیاری چند دقیقه صبر کن وگرنه گلدان غرق می‌شود.

آموزش‌های مرتبط

• سنسور رطوبت خاک و آبیاری خودکار گلدان
• گلخانه هوشمند با ESP32
• رله برای روشن کردن پمپ آب
• ۴۰ مدار آردوینو برای ووکوی، از جمله آبیاری خودکار

سؤال‌های رایج

چرا سنسور رطوبت خاک بعد از مدتی خراب می‌شود؟

در نوع مقاومتی، جریان دائمی از خاک باعث خوردگی شاخه‌های فلزی می‌شود. سنسور را فقط هنگام خواندن روشن کن یا از نوع خازنی استفاده کن.

عدد سنسور رطوبت خاک را چطور به درصد تبدیل کنم؟

عدد سنسور را یک بار در هوای خشک و یک بار در آب بخوان، با map بین این دو عدد مقدار را به ۰ تا ۱۰۰ درصد تبدیل کن و با constrain بیرون‌زدگی را ببر.

ووکوی سنسور رطوبت خاک دارد؟

تا جایی که می‌دانیم نه. یک پتانسیومتر روی A0 جای خروجی AO را می‌گیرد. خود سنسور در تینکرکد فارسی رایگان شبیه‌سازی می‌شود.

آموزش‌هایی که از این قطعه استفاده می‌کنند

قطعه‌های دیگرِ سنسورها

همه‌ی ۱۰۵ قطعه ← · آموزش مدار