====== Датчик влажности почвы (резистивный): инструкция по использованию и примеры ======
Используйте [[amp>product/soil-moisture-sensor?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|резистивный сенсор влажности почвы]] для создания систем автоматического полива растений. Датчик подойдёт для ухода за комнатными цветками и флоре на огороде. Не дайте своим растениям засохнуть!

{{ :products:sensor-soil-moisture-resistive:sensor-soil-moisture-resistive.3.jpg?nolink |}}

===== Принцип работы =====

Датчик для измерения влажности почвы выполнен в виде вилки с двумя электродами, которыми погружается в грунт на расстояние до 40 мм. При подключении питания на электродах создаёться напряжение. Если почва сухая, её сопротивление велико и через датчик между электродами течёт слабый ток. Если земля влажная — её сопротивление становится меньше, а ток датчика между электродами соответственно увеличивается. По итоговому аналоговому сигналу можно судить о степени увлажнения почвы.

<WRAP center round tip 85%>
Максимальное напряжение на выходе ''S'' не превышает 75% от напряжения питания модуля ''V'', т.е. сигнальный диапазон датчика равен:
  * 0–3,5 В при питании 5 В:
  * 0–2 В при питании 3,3 В. 
</WRAP>

На показания датчика также влияют следующие факторы:

  * Степень погружения датчика в почву.
  * Тип почвы, её химические и физические свойства.
  * Наличие и количество примесей в воде.

<WRAP center round info 85%>
Электроды датчика покрыты золотом, чтобы предотвратить пассивную коррозию, когда он выключен. Избавиться от электролитической коррозии, вызванной протекающим током, невозможно, поэтому сенсор резистивного типа рекомендуется запитывать через [[amp>product/troyka-mosfet-n-channel-v3?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|силовой ключ]]. То есть, включать его только на время измерений, чтобы максимально продлить ресурс. В плане эксплуатации это доставляет неудобство, поэтому рекомендуем обратить внимания на [[products:sensor-soil-moisture-capacitive|ёмкостный датчик влажности почвы]], который в силу своего исполнения неподвержен корозии.
</WRAP>

===== Пример работы для Arduino и XOD =====

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим платформу из серии [[amp>collection/arduino?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|Arduino]], например [[amp>product/arduino-uno?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|Arduino Uno]].

<WRAP center round tip 50%>
  * [[amp>page/arduino-ide?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|Как начать работу с Arduino?]]
  * [[amp>page/xod-ide?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|Как начать работу с XOD?]]
</WRAP>

==== Схема устройства ====

Подключите датчик влажности почвы к аналоговому пину ''A0'' платформы Arduino. Для коммуникации понадобятся 
[[amp>product/wire-fm?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|соединительные провода «мама-папа»]].

{{ :products:sensor-soil-moisture-resistive:sensor-soil-moisture-resistive-example-arduino.png?nolink |}}

Для быстрой сборки и отладки устройства возьмите плату расширения [[amp>product/arduino-troyka-shield?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|Troyka Shield]], которая одевается сверху на Arduino Uno методом бутерброда. Для коммуникации используйте [[amp>product/3-wire-cable-digital-troyka?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|трёхпроводной шлейф «мама-мама»]], который идёт в комплекте с датчиком.

{{ :products:sensor-soil-moisture-resistive:sensor-soil-moisture-resistive-example-arduino-troyka-shield.png?nolink |}}



==== Код для Arduino IDE ====

Прошейте платформу Arduino скетчем приведённым ниже.

<code C sensor-soil-moisture-resistive-arduino-read-data.ino>
// любой GPIO пин с поддержкой АЦП
constexpr auto pinSensor = A0;

void setup() {
  // открываем Serial-порт
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // считываем данные с датчика влажности почвы
  int valueSensor = analogRead(pinSensor);
  // выводим данные в Serial-порт
  Serial.println(valueSensor);
  // ждём 100 мс
  delay(100);
}
</code>

После загрузки скетча, в Serial-порт будут выводиться текущие показания сенсора в 10-битном диапазоне.

  * 0–300: сухая почва;
  * 300–600: влажная почва;
  * 600–750: датчик в воде.

==== Патч для XOD ====
  - Создайте новый патч
  - Добавьте в патч ноду ''analog-sensor'' и установите ей в инспекторе PORT значение ''A0''.
  - Добавьте ноду ''watch'' и подключите её к ноде ''analog-sensor'' к пину ''VAL''.
  - Прошейте платформу Arduino с режимом отладки.
{{ :products:sensor-soil-moisture-resistive:sensor-soil-moisture-resistive-xod-read-data.png?nolink |}}

После загрузки прошивки, в отладочной ноде ''watch'' будут выводиться текущие показания сенсора в диапазоне от 0 до 0,75:

  * 0–0,3: сухая почва;
  * 0,3–0,6: влажная почва;
  * 0,6–0,75: датчик в воде.
===== Пример для Espruino =====

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим платформы из серии [[amp>collection/espruino?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|Espruino]], например [[amp>product/iskra-js?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|Iskra JS]].

<WRAP center round tip 50%>
[[:js:ide|Как начать работу с Espruino?]]
</WRAP>

==== Схема устройства ====

Подключите датчик влажности почвы к аналоговому пину ''A0'' платформы Iskra JS. Для коммуникации понадобятся 
[[amp>product/wire-fm?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|соединительные провода «мама-папа»]].

{{ :products:sensor-soil-moisture-resistive:sensor-soil-moisture-resistive-example-espruino.png?nolink |}}

Для быстрой сборки и отладки устройства возьмите плату расширения [[amp>product/arduino-troyka-shield?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|Troyka Shield]], которая одевается сверху на Iskra JS методом бутерброда. Для коммуникации используйте [[amp>product/3-wire-cable-digital-troyka?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|трёхпроводной шлейф «мама-мама»]], который идёт в комплекте с датчиком.

{{ :products:sensor-soil-moisture-resistive:sensor-soil-moisture-resistive-example-espruino-troyka-shield.png?nolink |}}

==== Исходный код ====

Прошейте платформу Iskra JS скриптом приведённым ниже.

<code javascript sensor-soil-moisture-resistive-espruino-read-data.js>
// выводим показания датчика на пине A0 каждые 100 мс
setInterval(function() {
  var valueSensor = analogRead(A0) * 100;
  print('Value sensor: ', Math.round(valueSensor), '%');
}, 100);
</code>

После загрузки скрипта, в консоль будут выводиться текущие показания сенсора в диапазоне от 0 до 75%.

  * 0–30%: сухая почва;
  * 30–60%: влажная почва;
  * 60–75%: датчик в воде.

===== Пример для Raspberry Pi =====

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим одноплатные компьютеры [[amp>collection/raspberry-pi?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|Raspberry Pi]], например [[amp>product/raspberry-pi-4-model-b-4-gb?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|Raspberry Pi 4]].

<WRAP center round tip 50%>
[[articles:rpi-guide|Подготовьте Raspberry Pi]]
</WRAP>

==== Схема устройства ====
<WRAP center round info 85%>
К сожалению в компьютере Raspberry Pi нет встроеенного аналого-цифрового преобразователя. Используйте плату расширения [[amp>product/raspberry-troyka-cap?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|Troyka Cap]], которое добавит малине аналоговые пины.
</WRAP>

Подключите датчик влажности почвы к Raspberry Pi через плату расширения [[amp>product/raspberry-troyka-cap?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|Troyka Cap]] к ''3'' пину. Для коммуникации используйте [[amp>product/3-wire-cable-digital-troyka?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|трёхпроводной шлейф «мама-мама»]], который идёт в комплекте с датчиком.

{{ :products:sensor-soil-moisture-resistive:sensor-soil-moisture-resistive-example-raspberry-pi.png?nolink |}}

==== Программная настройка ====

  - [[articles:rpi-guide|Подготовьте Raspberry Pi]]
  - [[продукты:raspberry-troyka-cap|Настройте плату расширения Troyka Cap]]
==== Исходный код ====

Запустите скрипт на малине приведённым ниже.

<code python sensor-soil-moisture-resistive-raspberry-pi-read-data.py>
# библиотека для работы со временем и задержками
import time
# библиотека для работы с расширителем портов GPIO Expander на плате Troyka Cap
import gpioexp
# создаём объект для работы с расширителем портов
exp = gpioexp.gpioexp()

# пин к которому подключен датчик влажности почвы
# любой GPIO пин платы расширения Troyka Cap
pinSensor = 3

while True:
    # считываем состояние датчика влажности почвы
    valueSensor = exp.analogRead(pinSensor) * 100
    # выводим показания датчика
    print('Value sensor: ', round(valueSensor), ' %')
    # ждём 100 мс
    time.sleep(0.1)
</code>

После загрузки скрипта, в консоль малины будут выводиться текущие показания сенсора в диапазоне от 0 до 75%.

  * 0–30%: сухая почва;
  * 30–60%: влажная почва;
  * 60–75%: датчик в воде.
===== Элементы платы =====

{{ :products:sensor-soil-moisture-resistive:sensor-soil-moisture-resistive-annotation.png?nolink |}}
==== Измерительные электроды ====

Датчик построен на основе транзисторного усилителя тока. Для измерения влажности почвы на датчике расположены два электрода, которые для проведения измерений необходимо воткнуть в почву. Электроды подключены в цепь между коллектором (точка SP) и базой (точка SN) встроенного транзистора на плате {{ :products:sensor-soil-moisture-resistive:mmbt2222alt1g-datasheet.pdf |MMBT2222ALT1G}}.

При изменении влажности почвы, меняется сопротивление между базой и коллектором, к которому подключен положительный полюс источника питания. Соответственно меняется и протекающий ток от коллектора через эмиттер на землю. В результате изменяется и выходное аналоговое напряжение сенсора (точка OUT). Подробности найдёте на [[#принципиальная_и_монтажная_схемы|принципиальной схеме датчика]].
==== Troyka-контакты ====

Датчик подключается к управляющей электронике через три провода.

  * Сигнальный (S) — выходной сигнал сенсора. Напряжение на выходе датчика прямо пропорционально уровню измеренной электропроводности: чем выше влажность почвы, тем выше уровень сигнала на выходе датчика и соответственно наоборот. Максимальное выходное значения 75% от напряжения питания. Подключите к аналоговому пину микроконтроллера.
  * Питание (V) — соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.
  * Земля (G) — соедините с землёй микроконтроллера.



===== Принципиальная и монтажная схемы =====

{{:products:sensor-soil-moisture-resistive:sensor-soil-moisture-resistive-schematic.png?direct&320 |}}
{{ :products:sensor-soil-moisture-resistive:sensor-soil-moisture-resistive-layout-top.png?direct&350|}}
{{ :products:sensor-soil-moisture-resistive:sensor-soil-moisture-resistive-layout-bottom.png?direct&350|}}

<WRAP clear></WRAP>

===== Габаритный чертёж =====
[[this>_media/products:sensor-soil-moisture-resistive:sensor-soil-moisture-resistive-dimensions.pdf|{{:products:sensor-soil-moisture-resistive:sensor-soil-moisture-resistive-dimensions.png}}]]

===== Характеристики =====

  * Тип датчика влажности почвы: резистивный
  * Напряжение питания: 3,3 / 5 В
  * Потребляемый ток: 
    * При питании 5 В: до 34 мА
    * При питании 3,3 В: до 18 мА
  * Интерфейс: аналоговый сигнал
  * Диапазон выходного сигнала: 
    * При питании 5 В: 0–3,5 В
    * При питании 3,3 В: 0–2 В
  * Глубина погружения в почву: до 40 мм
  * Габариты: 60×20×7,6 мм

===== Ресурсы =====
  * [[amp>product/soil-moisture-sensor?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|Датчик влажности почвы (резистивный)]] в магазине.
  * [[amp>product/sensor-soil-moisture-capacitive?utm_source=man&utm_campaign=sensor-soil-moisture-resistive&utm_medium=wiki|Датчик влажности почвы (ёмкостный)]] в магазине.
  * [[https://github.com/amperka/hardware-drawings/blob/master/sensor-soil-moisture-resistive.svg|Векторное изображение датчика]]