یک سنسور مقاومتی رطوبت خاک با استفاده از رابطه بین مقاومت الکتریکی و مقدار آب برای اندازه گیری سطوح رطوبت خاک کار می کند. این سنسورها دارای دو پراب در معرض دید هستند که مستقیماً در نمونه خاک قرار می گیرند.
جریان الکتریکی از یک پراب به پراب دیگر ارسال می شود که به سنسور اجازه می دهد مقاومت خاک بین آنها را اندازه گیری کند.
وقتی مقدار آب در خاک زیاد باشد، خاک رسانایی بیشتری دارد (آب رسانای خوبی برای الکتریسیته است). از این رو، مقدار مقاومت کمتری به دست می آید که نشان دهنده رطوبت بالای خاک است.
هنگامی که مقدار آب در خاک کم باشد، خاک رسانایی کم تری دارد. از این رو، مقاومت بالاتری به دست می آید که نشان دهنده رطوبت کم خاک است.
ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture
ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture میزان رطوبت خاک را با اندازه گیری تغییرات ایجاد شده در مقاومت الکتریکی تعیین میکند. این ماژول از مقاومت الکتریکی برای تعیین مقدار آب خاک استفاده می کند و دارای خروجی آنالوگ از رطوبت و خروجی دیجیتالی مقایسه کننده ماژول است.
این سنسور دارای دو ولتاژ کاری 3V3 و 5 ولت میباشد کاربران می توانند به راحتی مقدار مورد نظر خود را از طریق جامپر سلکتور تعبیه شده روی برد، انتخاب نمایند. این ویژگی به استفاده از طیف گسترده ای از میکروکنترلرها برای ارتباط با این ماژول کمک می کند.
شایان ذکر است که ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture به گونه‌ایی طراحی شده است که کاربران میتوانند درصورت نیاز، بخش کنترل سنسور و بخش مقاومتی سنسور را از هم جدا کرده و با استفاده از دو پین هدر Right angel و سیم، بین این دو بخش ارتباط برقرا کنند.
برای بررسی دیتاهای خروجی، کافیست ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture را در BreadBoard قرار داده سپس با اعمال ولتاژ مناسب ، ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture را با هریک از برد های اردوینو، رزبری پای ، دیسکاوری و مخصوصا ماژول GebraBit STM32F303 یا GebraBit ATMEGA32 که پیشنهاد ما استفاده از ماژول های توسعه میکروکنترلری GebraBit هست،راه اندازی و دیتا را دریافت کنید.
دلیل پیشنهاد ما در راه اندازی ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture با ماژول های توسعه میکروکنترلری GebraBit مانند GebraBit STM32F303 یا GebraBit ATMEGA32 ، وجود رگولاتور 3V3 و سازگاری ترتیب پین های همه ماژول های GebraBit با هم بوده(استاندارد GEBRABUS) که فقط کافیست ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture را مانند تصویر بالا در سوکت مربوطه قرار داده و بدون نیاز به سیم کشی ،ماژول سنسور مورد نظر را توسعه دهید.
ویژگی‌های ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture
Selectable module power supply voltage between3V3 and 5V
On Board, ON/OFF LED indicator
Board LED indicator for sensor interrupt
GEBRABIT Pin Compatible with GEBRABUS
It can be used as a daughter board of GEBRABIT MCU Modules
Featuring Castellated pad (Assembled as SMD Part)
Separatable screw parts to reduce the size of the board
Package: 36.29mm x 107.72mm
معرفی بخش های ماژول
سنسور مقاومتی رطوبت
این سنسور از دو پراب تشکیل شده است که برای اندازه گیری میزان آب استفاده می شود. با عبور جریان از یک پراب به پراب دیگر، مقدار مقاومت خاکِ بین دو پراب، بدست می‌آید.
هر چه میزان آب موجود در خاک بیشتر باشد، رسانایی الکتریکی نیز افزایش می‌یابد (آب یک هادی خوب برق است). از این رو ، مقاومت کمتری به دست می آید که این بدان معنیست که خاک رطوبت بالایی دارد.
هر چه میزان آب موجود در خاک کمتر باشد، رسانایی الکتریکی نیز کاهش می‌یابد. از این رو ، مقاومت بیشتری به دست می آید که این بدان معنیست که خاک رطوبت کمی دارد.
مبدل LM393
در ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture از یک اپ امپ LM393 استفاده شده که وظیفه اصلی این آپ امپ تبدیل سیگنال آنالوگ ورودی از پراب سنسور به سیگنال دیجیتال است.
پتانسیومتر تعیین حساسیت
در طراحی مدار سنسور GebraBit Resistive Soil Moisture از یک پتانسیومتر، برای تعیین آستانه حساسیت سنسور استفاده شده است.
ال ای دی out
هنگامیکه میزان رطوبت خاک از آستانه تعیین شده بالاتر یا پایین تر رود وضعیت این ال ای دی نیز تغییر میکند.
جامپرسلکتور VCC SEL
با توجه به وضعیت مقاومت 0R این جامپر ، ولتاژ اصلی تغذیه سنسور از بین “5V” و “3V3” انتخاب میشود.
LED تغذیه
با توجه به وضعیت جامپر VCC SEL و اعمال ولتاژ به ماژول توسط پین مربوطه، LED ماژول روشن می شود.
پین‌های ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture
پین‌های تغذیه
- 5V و 3V3: این پین‌ها می توانند با توجه به وضعیت جامپرسلکتور VCC SEL، تغذیه اصلی سنسور را تامین کنند.
- GND : این پین، پین زمین برای تغذیه سنسور می باشد.
پین‌های خروجی
- AO : این پین،پین خروجی آنالوگ ماژول است که برای دریافت مقدار رطوبت خاک به صورت خروجی آنالوگ استفاده می شود.
- DO: خروجی دیجیتال مقایسه کننده‌ی روی ماژول از طریق این پین در دسترس است. با تغییر رطوبت خاک خروجی لاجیک (0و1) نیز تغییر میکند.
اتصال به پردازنده
اتصال به GebraBit STM32F303
به دلیل سازگاری ترتیب پین های ماژول های GebraBit با یکدیگر (استاندارد GEBRABUS)، برای راه اندازی و دریافت دیتاهای خروجی ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture با ماژول‌میکروکنترلری GebraBit STM32F303 ، کافیست ، ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture را به راحتی به صورت Pin to Pin بر روی ماژول GebraBit STM32F303 قرار داده و با دادن ولتاژ مناسب ماژول را راه اندازی کنید. در اینجا برای درک بهتر، اتصال جداگانه این دو ماژول نشان داده شده است.
اتصال به GebraBit ATMEGA32A
به دلیل سازگاری ترتیب پین های ماژول های GebraBit با یکدیگر (استاندارد GEBRABUS)، برای راه اندازی و دریافت دیتاهای خروجی ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture با ماژول میکروکنترلری GebraBit ATMEGA32A ، کافیست ، ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture را به راحتی به صورت Pin to Pin بر روی ماژول GebraBit ATMEGA32A قرار داده و با دادن ولتاژ مناسب ماژول را راه اندازی کنید. در اینجا برای درک بهتر،اتصال جداگانه این دو ماژول نشان داده شده است.
توجه: در صورت استفاده از ماژول‌های میکروکنترلری GebraBit توجه داشته باشید که جامپر سلکتورVCC SEL ماژول GebraBit Resistive Soil Moistureروی “3V3” باشد تا راحت تر بتوانید با گرفتن ولتاژ”3V3” از ماژول میکروکنترلری، ماژول مورد نظر را استفاده کنید.
اتصال به ARDUINO UNO
برای اتصال ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture به ARDUINO UNO مراحل زیر را دنبال کنید:
- پین “5V” ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture را به پین “5V” خروجی برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین “GND” ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture را به پین “GND” برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین “DO” ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture را به یکی از پین‌های دیجیتال برد (مثلا D10) ARDUINO UNOمتصل کنید.(سیم آبی)
- پین “AO” ماژول GebraBit Resistive Soil Moisture را به یکی از پین‌های آنالوگ برد (مثلا A0) ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم نارنجی)
نحوه اتصال موارد ذکر شده در بالا،در این تصویر مشاهده می شود: