Czytaj pod powierzchnią
Czujnik wilgotności gleby zasługuje na miejsce, gdy wiesz, jaki problem rozwiązuje: bazylia więdnąca przed godziną czwartą, pomidory pękające po nierównym podlewaniu, doniczki z terakoty wysychające szybciej, niż zdążysz je sprawdzić. Ta ścieżka opisuje, jak wybrać sondę, skalibrować ją względem własnej gleby i umieścić tam, gdzie korzenie faktycznie pobierają wodę, tak aby każda pompa lub zawór, która z niej korzysta, działała na podstawie rzeczywistych informacji.
Wybierz sondę, która przetrwa sezon
Najtańsze sondy są rezystancyjne: dwa gołe metalowe pręty przepuszczają przez glebę niewielki prąd i mierzą, jak łatwo płynie. Działają od pierwszego dnia, ale prąd stały przez wilgotną glebę powoduje elektrolizę, a pręty w ciągu kilku tygodni korodują na zewnątrz. Odczyty dryfują, a jony metali wypłukują się do grządki.
Sondy pojemnościowe, często sprzedawane jako „capacitive soil moisture sensor v1.2” lub v2.0, mierzą, jak zmieniają się właściwości dielektryczne gleby wraz ze wzrostem zawartości wody. Nic przewodzącego nie dotyka gleby, dlatego służą znacznie dłużej. Jakość różni się między partiami, co jest kolejnym powodem, by kalibrować każdą sondę osobno.
Lista narzędzi i ich przeznaczenie
- Sonda pojemnościowa – mierzy zawartość wody przez pokryte ostrze
- Arduino Uno (10-bitowy, 0–1023) lub ESP32 (12-bitowy, 0–4095) – zamienia sygnał analogowy na liczby
- Trzyżyłowy przewód zewnętrzny – przenosi zasilanie, masę i sygnał
- Rurka termokurczliwa i powłoka ochronna – chroni odsłonięte elementy na górze
- Notatnik – zapisuje odczyty obok tego, co pokazują rośliny
Kalibracja z dwoma słoikami własnej gleby
Surowe liczby nic nie znaczą, dopóki nie wiesz, gdzie twoja gleba znajduje się na skali. Napełnij jeden słoik glebą z grządki, wysuszoną na tacy przez kilka dni, a drugi tą samą glebą nasączoną, aż woda zacznie stać na powierzchni. Wsuń sondę do zaznaczonej linii w każdym z nich, odczekaj trzydzieści sekund i uśrednij dziesięć odczytów. Otrzymasz w ten sposób granice suchą i mokrą, które przeliczysz na skalę 0–100%.
Powietrze i szklanka wody dadzą przybliżony pierwszy zakres, ale glina, piaszczysta glina i kompost bez torfu odczytują się różnie. Twoja własna gleba jest najuczciwszym wzorcem.
W ESP32 użyj pinów ADC1 (GPIO 32–39). ADC2 nie może być odczytywane, gdy Wi-Fi jest włączone, i to właśnie gubi wielu początkujących. Przetwornik ADC w ESP32 jest też mniej liniowy w pobliżu skrajnych wartości, więc uśrednianie i kalibracja liczą się bardziej niż rozdzielczość.
Umieść ją tam, gdzie korzenie piją
Sonda raportuje tylko o glebie, która ją dotyka. Umieść ją w strefie korzeniowej: około 10 cm głęboko dla sałat i ziół, 15–20 cm dla pomidorów i cukinii, a w pojemniku w środkowej trzeciej części, z dala od krawędzi, na której gleba wysycha. Wkładaj pionowo, a potem dociśnij glebę wokół ostrza palcami; szczelina powietrzna zawsze będzie pokazywać suchą glebę.
Nie kładź sondy bezpośrednio pod kroplownikiem, bo pokaże mokro, podczas gdy reszta grządki jest sucha, i unikaj słonecznej krawędzi podniesionej grządki, która wysycha najpierw. Stosuj jedną sondę na strefę podlewania o podobnym nasłonecznieniu, glebie i roślinach. Długa grządka w mieszanym cieniu może potrzebować dwóch.
Zasilanie i trwałość
Zasilaj sondę z pinu GPIO lub małego tranzystora MOSFET tylko w chwili pomiaru. Wilgotność gleby zmienia się powoli, więc jeden odczyt co 15–30 minut w zupełności wystarczy. Na baterii ESP32 w trybie głębokiego uśpienia między odczytami może działać tygodniami na parze ogniw 18650, zwłaszcza z niewielkim dopływem z solarki. Oprogramowanie może być proste, jak szkic Arduino wypisujący dane w monitorze portu szeregowego, albo ESPHome przekazujący odczyty do Home Assistant w celu tworzenia wykresów.
Mały eksperyment czy trwała instalacja?
Sonda na płytce prototypowej w doniczce na parapecie to eksperyment i to całkiem dobry sposób, by zacząć. Zanim będzie sterować wodą na zewnątrz, potrzebuje lutowanych połączeń, odciążenia kabla, pętli ociekowej, dzięki której woda spływa, zanim dotrze do złącza, oraz obudowy o odpowiedniej klasie szczelności. Według normy IEC 60529 IP65 oznacza pyłoszczelność i ochronę przed strumieniami wody; IP67 dodaje krótkotrwałe zanurzenie. Zakopane złącze wymaga tej drugiej klasy.
Najważniejsze: twój kod musi traktować niemożliwe odczyty, na przykład wartość spoza skalibrowanego zakresu lub odłączony pin, jako „nie podlewaj i powiadom mnie”, nigdy jako „bardzo sucho, otwórz zawór”.