Датчик влажности почвы на Arduino: подключение и полив

Ёмкостный против резистивного: почему один ржавеет, а второй нет

Резистивный щуп меряет сопротивление грунта между двумя оголёнными электродами. Между ними течёт ток, а грунт с водой — электролит: электроды электролизуются и покрываются окислом, сопротивление растёт, и через пару месяцев «мокрый» горшок выглядит сухим. Показания к тому же зависят от удобрений и кислотности. Ёмкостный щуп меряет ёмкость: плата залита изолятором, гальванического контакта с грунтом нет, изнашивается только защитный слой. Модуль питается от 3,3-5,5 В, выход аналоговый — читается голым analogRead без единой библиотеки. Важная честная оговорка: направление шкалы зависит от модуля. У резистивных щупов сухо — значения высокие (разомкнутая цепь с подтяжкой), у ёмкостных встречаются обе полярности. В симуляторе шкала такая: сухо (0 %) даёт 850, вода (100 %) даёт 300. Снимите два эталона своим щупом — и пороги в скетче подставите свои.

Подключение: три провода и A0

• VCC — на 5 В (3,3 В тоже работает, шкала чуть уже), GND — на землю.
• AOUT — на любой аналоговый вход, A0-A5; дальше только analogRead.
• Не втыкайте щуп глубже электронного блока: мочить плату с компонентами нельзя, рабочая зона — заштрихованная часть штыря.
• Провод до платы делайте коротким: аналоговый вход на длинном проводе ловит помехи от помпы и подсветки.

Калибровка: два замера и здравый смысл

Калибровка ёмкостного щупа — это два числа, снятые вашим экземпляром: щуп в воздухе (эталон «сухо») и щуп в стакане воды (эталон «вода»). Всё между ними — грунт разной мокрости. Дальше здравый смысл: свежеполитый горшок стоит примерно на трети пути от воды к сухому, а «полить уже» — ближе к сухому краю. В симуляторе шкала зашита линейно: raw = 850 − влажность × 5,5, и таблица ниже показывает, какие числа ждать на каких ползунках.

Пороги с гистерезисом: чтобы реле не трещало без остановки

Влага в горшке распределяется неровно, и показания дрожат на десяток-другой единиц, когда вода впитывается. Если писать «raw больше 650 — поливай», реле будет щёлкать туда-сюда у самой границы: включили — грунт намок — выключили — подсох — включили. Рабочая пара порогов выглядит так: полив включаем, когда raw выше 700 (сухо), а выключаем, когда он опустился ниже 650 (мокро). Зона в 50 единиц шире дрожи, реле щёлкает дважды за полив, а не пятьдесят раз в минуту. Тот же приём разобран в аквариумном термостате — там гистерезис спасает компрессор, тут — помпу.

Скетч: поливалка с гистерезисом

В симуляторе добавьте из палитры «Макетка» карточку «Датчик влажности почвы»: она привяжется к A0 по первому analogRead (авто-детект ищет в скетче analogRead и слова soil, moist или влажн). Двигайте ползунок: 0 % — raw 850, помпа включается; 60 % — raw 520, помпа выключается. Помпу на реальной плате вешайте только через реле-модуль: ножка Arduino отдаёт максимум 40 мА, мотору этого мало и опасно.

const byte PIN_SOIL  = A0;   // ёмкостный щуп
const byte PIN_POMPA = 8;    // реле помпы
const int  SUHO  = 700;      // суше этого — поливаем
const int  ZAPAS = 50;       // гистерезис: мокрее SUHO - ZAPAS — стоп
 
void setup() {
  pinMode(PIN_POMPA, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
  int raw = analogRead(PIN_SOIL);
 
  if (raw > SUHO)         digitalWrite(PIN_POMPA, HIGH);  // сухо — поливаем
  if (raw < SUHO - ZAPAS) digitalWrite(PIN_POMPA, LOW);   // мокро — стоп
 
  Serial.print("raw=");
  Serial.print(raw);
  if (digitalRead(PIN_POMPA) == HIGH) Serial.println(" poliv ON");
  else Serial.println(" poliv OFF");
  delay(500);
}

Направление шкалы не влияет на логику: если ваш щуп в воде даёт большие значения, поменяйте сравнения местами или подставьте свои пороги — структура скетча та же. Дальше по проекту два пути: расписание и зоны — в уроке про автополив на RTC, реле и датчике почвы, а вся система с насосом и баком — в лендинге про автополив целиком. Порог с кнопки удобно крутить ручкой: у нас есть лендинг про энкодер KY-040.

Частые вопросы