Zigbee-датчик влажности почвы для растений (проект modkam.ru)

В этом обзоре мы с вами познакомимся с еще одной разработкой Jagera, автора сайта modkam.ru, широко известного среди энтузиастов умного дома. Это zigbee датчик влажности почвы для растений, функционал которого, при необходимости может быть существенно расширен для других измерений.

Также, пользуясь случаем, хочу выразить благодарность Jager и всем кто приложил свои знания и умения к созданию таких полезных устройств.

Содержание

Где заказать ?

• Заказать в РФ — телеграмм
• Заказать в Украине — производитель датчика из обзора на OLX

О датчике

Информация о первой версии устройства появилась еще в августе 2020 года, как альтернативе Mi Flora, который существенно вырос в цене, хотя пару лет назад стоил меньше 10 долларов. Разработка построена на базе многократно проверенного модуля E18-MS1-PCB и измеряет влажность почвы емкостным методом, что защищает электроды датчика от коррозии, а кроме этого имеет возможность установки еще ряда сенсоров — влажности, давления, освещенности и двух датчиков температуры, включая выносной.

Меньше чем через месяц, благодаря участникам сообщества, свет увидела вторая версия датчика, кстати именно про нее и пойдет речь в этом обзоре. Не отличаясь от первой версии функционально, она была оптимизирована с точки зрения схемотехники, что позволило убрать часть лишних элементов и упростить монтаж.

В конце февраля 2021 года, вышла третья версия датчика. Функциональность не изменилась, главное отличие в том — полностью фабричная сборка. Приложенные к статье исходники для заказа содержат всю необходимую информацию для производства готового устройства, самостоятельно останется установить и припаять держатель элементов питания, прошить и распечатать корпус.

Внешний вид

Итак, как я уже сказал, герой этого обзора — датчик второй версии, оптимизированный. Собран в Украине, и очередная моя благодарность для Александра из Одессы, который собрал и безвозмездно передал мне несколько таких устройств.

Попавшие ко мне датчики рассчитаны на установку двух батареек формата ААА. Здесь важно использовать именно батарейки, так как их напряжение равно 1,5 В, что в сумме дает 3. А напряжение никелевых аккумуляторов в сумме дает около 2,5 В. Также можно заказать на базе круглой батарейки CR2032.

В датчике используется модуль E18-MS1-PCB от EBYTE на базе чипа CC2530 который очень часто используется в подобного рода DIY устройствах.

Эта часть датчика должна находится в почве. Прямого контакта электродов с влажным грунтом нет, что предотвращает коррозию. В моем случае это единственный измеряемый параметр, остальные сенсоры не установлены

В сочетании с высокой энергоэффективностью Zigbee, кстати в данной версии датчик передает данные раз в 30 минут, емкости батареек должно хватить на несколько лет минимум.

На датчике есть кнопка — короткое нажатие принудительно проводит обновление данных, а для синхронизации — нужно около 10 секунд удерживать ее, пока светодиод не начнет мерцать.

SLS gateway

Подключение начнем с SLS шлюза, в котором сразу появляется поддержка всех устройств с modkam. Синхронизация и подключения происходит в штатном режиме, поддержка — полная.

Помним что особенностью работы SLS является то, что сразу после подключения появляются не все объекты устройства. Они отобразятся по мере получения с них каких-то данных, это нормально так и должно быть.

Вот так выглядит перечень всех возможных параметров которые можно получать с шлюза. Влажность воздуха, освещение, тут кстати есть какое-то значение, давление, и два датчика температуры — воздуха и выносной для почвы.

Параметр LastSeen это время последнего отзыва от датчик в Unix формате — количество секунд прошедших от 00:00 01.01.1970

Сущности зеркально пробрасываются в Home Assistant. По мере обновления в SLS — будут появлятся и тут. Обновить их принудительно можно коротким нажатием на кнопку датчика. Из реальных параметров на этой версии — уровень заряда, сигнала и влажность почвы.

Напомню — интервал между передачей показания датчика — составляет 30 минут, для растений этого вполне достаточно.

Zigbee2mqtt

Это устройство поддерживается и в zigbee2mqtt — без применения внешних конвертеров и необходимости ставить версию для разработчиков. Сопряжение — тоже стандартное без каких-то специальных действий.

Поддержка полная, включая корректное изображение устройства. На всякий случай уточню — датчик является конечным устройством и не передает данные от других участников сети.

Чтобы данные датчика не исчезали после перезагрузки инстанса — в меню настроек нужно поставить галочку retain, тогда все данные в топике mqtt будут сохранятся.

Все основные параметры датчика тут те же самые что и в SLS — главный — влажность почвы, данные устройства — уровень заряда и сигнала и опциональные — влажность воздуха, давление, освещение и две температуры.

Корпус

Для этого датчика обязательно нужен какой-то корпус, по крайней мере для защиты от брызг при поливе. К вопросу можно подойти с фантазией — например корпуса в виде грибка, которые мне прислали вместе с датчиками.

Шляпка съемная — она открывает доступ внутрь ножки гриба, в которой и находится электронная часть датчика. Кроме этого она выполняет роль зонтика, защищающего датчик от попадания брызг.

На одной из стороны предусмотрено отверстие, через которое можно вывести например выносной датчик температуры.

Нижняя часть датчика с электродами, которую нужно погружать в грунт, выводится через прорезь в нижней части ножки гриба.

Кроме защиты от брызг, корпус выполняет и эстетическую функцию. Грибок в горшке с растением — смотрится оригинально и не чужеродно.

Mi Flora

А так выглядит датчик в грибном корпусе по соседству с заводским решением от Xiaomi Mi Flora. Лично мне больше симпатичен гриб.

Вот сравнение показаний датчиков сразу после полива. Емкостной сенсор Zigbee устройства показывает 100%, а miflora — 76%. Мне кажется что тут ближе к правде Zigbee устройство, так как верхний слой почвы полностью пропитан водой. Кстати хочу отметить что с последним обновлением интеграции Xiaomi gateway 3 — mi flora стала намного чаще отдавать показания, раньше было намного инертнее.

Показания примерно через час. Оба сенсора показывают снижение уровня влаги, но miflora — на 20 с лишним процентов, что как-то много, а Zigbee — всего на 6%.

А тут показания двух рядом стоящих датчиков в другом горшке, менее чем через сутки после полива. MiFlora показывает всего 11%, хотя земля чувствительно влажная на ощупь. При этом грибок считает что влажность — 76% и это больше похоже на правду.

Всего у меня в системе три таких датчика, как раз по количеству горшков в комнате.

Так они выглядят на карте сети. Они находятся в одной комнате с координатором, здесь это USB Zigbee Stick CC2652 и считают оптимальным подключаться прямо к нему.

Выводить в интерфейс мне удобнее всего при помощи кастомной карты Multiple Entity Row, она позволяет несколько значений выводить одной строкой. Я вывожу все что дает этот датчик — влажность почвы, уровень заряда и сигнала.

Видео версия обзора

Вывод

Говоря о достоинствах этого датчика — в первую очередь стоит упомянуть интерфейс, на мой взгляд Zigbee наиболее подходящий для таких устройств и возможность установки емкого источника питания в виде батареек ААА. Более адекватная, на мой взгляд, методика измерения влажности почвы, по крайней мере она более логичная.

Так же мне очень понравился корпус, но это уже немного другая история, так как его печать не связана с производством датчика, который, напоминаю, в третьей версии можно заказать сразу в сборе, либо приобрести локально с уже установленной прошивкой и элементами питания по одной из указанных мной ссылок.

Источник

Инструкции и советы по применению приборов для анализа почвы

Измерители влажности, кислотности PH, плодородия NPK и освещённости почвы.
Как пользоваться приборами. Инструкция по применению.

Приборы ЭПА-101, ЭПА-102 и ЭПА-103 созданы для анализа свойств почвы, наделены чувствительными электронными датчиками, способными определять характеристики грунта и химический состав почвы.

Измерительные приборы ЭПА-101, ЭПА-102 и ЭПА-103 не требуют для своей работы батареек и других элементов питания. Точность измерений приборов очень высокая. Отклонение показаний приборов от дорогостоящих лабораторных анализов не более 3%.

Помните, что эти приборы были разработаны специально для анализа почвы и точность измерений в любой другой среде не гарантируется.

Измерительные приборы очень простые в использовании. Выбираете на приборе переключателем ту опцию, которую вы хотите измерить, погружаете прибор в грунт на глубину 10-15 см (не прикладывая чрезмерных усилий). Подождите 1-2 минуты и снимите показания с прибора.

Внимание. ПЕРЕД КАЖДЫМ ИЗМЕРЕНИЕМ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЩУПЫ ПРИБОРА ТЩАТЕЛЬНО ЗАЧИСТИТЬ МЕЛКОЙ НАЖДАЧНОЙ БУМАГОЙ .

Для измерения PH и плодородия почвы, обильно полить почву в том месте, куда будите погружать прибор. Оптимально делать не менее 3-4 измерений в разных местах, среднее арифметическое и будет точным значением PH или плодородности вашей почвы, в зависимости от того что вы хотите измерить. После каждого измерения очищайте зонды приборов влажной салфеткой.

ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ ПРИБОРАМИ ЭПА-101 и ЭПА-103
(прибор ЭПА-103 перевести переключатель в положение MOIST ).

Показания считываются по стрелочному индикатору в диапазоне от 1 до 10.
КРАСНАЯ ЗОНА 1-3 (сухая почва): Оптимальная влажность почвы для растений: Алоэ, Кактус, Молочай, Инжир, Фиговое дерево, Герань, Гибискус, Плющ, Мускус, Пуансеттия, Суккуленты и других растений засушливых зон.

ЗЕЛЁНАЯ ЗОНА 4-5 (чуть влажная почва): Оптимальная влажность почвы для растений: Бромелиад, Агава, Эхеверия, Пеперомия, Криптантус, Денежное дерево (Толстянка), Филодендро, Фикус, Хойя, газонные травы, ландшафтные растения, кустарники, деревья, томаты, картофель, зеленные культуры.

ЗЕЛЁНАЯ ЗОНА 5-6 (влажная почва): Оптимальная влажность почвы для растений: Фиалка, Ардисия, Самшит, Филодендрон, Кукуруза, Диффенбахия, Коланхойэ, Колеус, Кротон, Шеффлера, Сципдантус, Спатифиллум, Фиттония, Бересклет, Хойя, Импатиенс, Арбуз, Дыня, и большинство овощей…

ЗЕЛЁНАЯ ЗОНА 6-7 (очень влажная почва): Оптимальная влажность почвы для растений: Лилия, Азалия, Аралия, Аглаонемы, Бегония, Гардения, Каладиум, Каллы, Камелия, Колеус, Кротон, Драцена, Ирис, Папоротники, Календула, Фуксия, Жасмин, Каланхоэ, Орхидеи, Кофе, Олеандр, Барвинок, Маранта, Камнеломка, Вербена, Подокарп, Пальмы, Арека, Бамбук, Кентия, большинство тропических растений и произрастающих на болотистой почве.

СИНЯЯ ЗОНА 8-10 (почва насыщена водой): Полив не требуется, почва влажная.

ИЗМЕРЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ ПОЧВЫ PH ПРИБОРАМИ ЭПА-102 и ЭПА-103
(перевести переключатель приборов в положение PH ).

Снять верхний слой почвы на глубину 5 см, разрыхлить почву на глубину до 15 см и очистить от органических примесей, которые будут влиять на результат измерений, такие как листья, корни, и т.д.

Обильно полить почву до насыщения влагой. Лучше использовать дождевую воду.

Погрузить зонды прибора в грунт на глубину 10-15 см, не прикладывая чрезмерных усилий. Показания считываются через 1-2 минуты.

После каждого измерения тщательно очищайте зонды приборов влажной салфеткой.

Сняв показания с прибора, сопоставляем их с оптимальными значениями PH . Если значения отличные от оптимальных, то производим корректировку кислотности почвы:
Для того, чтобы понизить кислотность почвы, необходимо добавить в почву известь, гашёную известь из расчёта: 150 гр. извести на 1 кв.м. одна единица уровня PH.
Для того, чтобы повысить кислотность почвы, необходимо добавить удобрения, содержащие кислоты: суперфосфат, сернокислый амоний из расчёта: 80 гр. на 1 кв.м. одна единица уровня PH, куриный помёт, неперепревший навоз, перегной.

Оптимальные значения PH для некоторых видов растений :

Томаты, Помидор 5,5-7,5 Фиалки 5,0-7,5 Абелия 6,0-8,0 Вишня 6,0-7,5 Картофель 5,5-6,0 Аглаонемы 5,0-6,0 Нарцисс 6,0-6,5 Абрикос 6,0-7,0 Свекла 6,0-7,5 Амарилис 5,5-6,5 Акация 6,0-8,0 Малина 5,0-6,5 Кабачки 5,5-7,0 Антуриум 5,0-6,0 Шафран 6,0-8,0 Виноград 6,0-7,0 Тыква 5,5-7,5 Афеландра 5,0-6,0 Акантовые 6,0-7,0 Белая смородина 6,0-8,0 Дыня 5,5-6,5 Араукария 5,0-6,0 Адонис 6,0-8,0 Чёрная смородина 6,0-8,0 Арбуз 5,5-6,5 Аспидистра 4,0-5,5 Айлант 6,0-7,5 Красная смородина 5,5-7,0 Лук 6,0-7,0 Азалия 4,5-6,0 Шток-роза, Мальва 6,0-7,5 Нектарин 6,0-7,5 Чеснок 5,5-7,5 Африканская фиалка 6,0-7,0 Альтея 6,0-7,5 Груша 6,0-7,5 Морковь 5,5-7,0 Бегония 5,5-7,0 Бурачок 6,0-7,5 Персик 6,0-7,5 Капуста 6,0-7,5 Бромелиевые 5,0-7,5 Амарант 6,0-6,5 Клубника 5,0-7,5 Цветная капуста 5,5-7,5 Кактусы 4,5-6,0 Анютины глазки 5,5-7,0 Арбуз 5,5-6,5 Горох 6,0-7,5 Кофейное дерево 5,0-6,0 Анемон 6,0-7,5 Клюква 5,5-6,5 Укроп 5,0-6,0 Каладиум 6,0-7,5 Арбутус 4,0-6,0 Ежевика 5,0-6,0 Огурец 5,5-7,5 Кальцеолярия 6,0-7,0 Армерия 6,0-7,5 Айва 6,0-7,5 Перец 5,5-7,0 Каллы 6,0-7,0 Арника 5,0-6,5 Лимон 6,0-7,0 Редис 6,0-7,0 Камелия 4,5-5,5 Астра 5,5-7,5 Грейпфрут 6,0-7,5 Хрен 6,0-7,0 Колокольчики 5,5-6,5 Обриета 6,0-7,5 Хмель 6,0-7,5 Подсолнечник 6,0-7,5 Цикламен 6,0-7,0 Авена 6,0-7,5 Ревень 5,5-7,0 Салат 6,0-7,0 Цинерария 5,5-7,0 Азалия 4,5-6,0 Нефелиум, Личи 6,0-7,0 Сельдерей 6,0-7,0 Кливия 5,5-6,5 Падуб 5,0-6,5 Авокадо 6,0-7,5 Артишок 6,5-7,5 Колеус 6,0-7,0 Календула 5,5-7,0 Шелковица 6,0-7,5 Розмарин 5,0-6,0 Кротон 5,0-6,0 Подснежник 6,0-8,0 Ананас 5,0-6,0 Салат-латук 6,0-7,0 Драцена 5,0-6,0 Пушница 6,0-8,0 Банан 5,0-7,0 Лук порей 6,0-8,0 Эвкалипт 6,0-8,0 Селосия 6,0-7,0 Манго 5,0-6,0 Арахис 5,0-6,5 Бересклет 5,5-7,0 Хризантемы 6,0-7,0 Оливки 5,5-6,5 Фрезия 6,0-7,5 Наперстянка 6,0-7,5 Брокколи 6,0-7,0 Гардения 5,0-6,0 Гвоздика 6,0-7,5 Брюссельская капуста 6,0-7,5 Герань 6,0-8,0 Вересковые 4,5-6,0 Калабрис 6,5-7,5 Дрок 6,5-7,5 Фуксия 5,5-6,5 Лук шалот 5,5-7,0 Глоксиния 5,5-6,5 Гладиолус 6,0-7,0 Пастернак 5,5-7,5 Гревиллия 5,5-6,5 Гипсофила 6,0-7,5 Цикорий 5,0-6,5 Плющ 6,0-7,5 Морозник 6,0-7,5 Грибы 6,5-7,5 Гибискус 6,0-8,0 Плющ 6,0-7,5 Спаржа 6,0-8,0 Хоя 5,0-6,5 Гортензия синяя 4,0-5,0 Шпинат 6,0-7,5 Импатиенс, Бальзамин 5,5-6,5 Гортензия белая 6,5-8,0 Фасоль, бобы 6,0-7,5 Джакаранды 6,0-7,5 Гортензия розовая 6,0-7,0 Имбирь 6,0-8,0 Жасмин 5,5-7,0 Зверобой 5,5-7,0 Мята 5,5-7,5 Каланхое 6,0-7,5 Ирис 5,0-6,5 Чечевица 5,5-7,0 Клещевина 5,5-6,5 Гиацинт 6,5-7,5 Базилик 5,5-6,5 Мимоза 5,0-7,0 Лаванда 6,5-7,5 Душица 6,0-8,0 Мирт 6,0-8,0 Лобелия 6,0-7,5 Кукуруза 5,5-7,5 Кислица 6,0-8,0 Лавровые 5,0-6,0 Горчица 6,0-7,5 Филодендрон 5,0-6,0 Жимолость 6,0-7,5 Репа 5,5-7,0 Камнеломка 6,0-8,0 Магнолия 5,0-6,0 Просо 6,0-6,5 Маргаритка 6,0-7,5 Паприка 7,0-8,5 Мох 6,0-8,0 Фисташка 5,0-6,0 Незабудка 6,0-7,0 Китайская капуста 6,0-7,5 Нарцисс 6,0-7,5 Рис 5,0-6,5 Лилия 5,5-6,5 Петрушка 5,0-7,0 Мак 6,0-7,5 Соя 5,5-6,5 Петуния 6,0-7,5 Сорго 5,5-7,5 Портулак 5,5-7,5 Тимьян 5,5-7,0 Примула 6,0-7,5 Шалфей 6,0-7,5 Тамариска 6,5-8,0 Табак 5,5-7,5 Триллиума 5,0-6,5 Тюльпан 6,0-7,0 Дикий виноград 5,0-7,5 Можжевельник 5,0-6,5 Подсолнечник 6,0-7,5

ИЗМЕРЕНИЕ ОСВЕЩЁННОСТИ ПРИБОРОМ ЭПА-103
(перевести переключатель прибора в положение LIGHT )

Зонд прибора воткнуть в землю около растения или на месте предполагаемой высадки. Направить лицевой стороной прибор в сторону света и при измерении не загораживать руками.

Источник