라즈베리 파이 피코 토양 수분 센서
이 가이드에서는 Raspberry Pi Pico와 함께 습도 센서를 사용하는 방법을 알아봅니다. 다음 내용을 다룰 것입니다:
- 저항식 및 정전용량식 수분 센서의 차이점
- 정전용량 센서를 사용하여 수분을 측정하기 위해 Raspberry Pi Pico를 프로그래밍하는 단계
- 정전용량 수분 센서를 보정하는 방법
- 토양이 습한지 마른지 판단하는 방법
준비물
| 1 | × | 라즈베리 파이 피코 W | 아마존 | |
| 1 | × | 라즈베리 파이 피코 (또는) | 아마존 | |
| 1 | × | 마이크로 USB 케이블 | 아마존 | |
| 1 | × | 용량성 토양 수분 센서 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 점퍼케이블 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 라즈베리 파이 피코용 스크루 터미널 확장 보드 | 아마존 |
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토양 수분 센서 센서에 대하여
수분 센서는 두 종류가 있습니다.
- 정전식 습도 센서
- 저항식 습도 센서
두 센서는 토양 습도에 대한 정보를 제공하지만, 작동 방식이 다릅니다. 이러한 이유로 용량성 습도 센서 사용을 권장합니다.
- 저항성 토양 수분 센서는 서서히 분해됩니다. 이는 탐침 사이를 흐르는 전류로 인해 전기화학적 부식이 발생하기 때문입니다.
- 정전용량 토양 수분 센서는 시간이 지나도 열화되지 않습니다. 이는 전극이 보호되어 있어 쉽게 부식되지 않기 때문입니다.
이 그림은 시간이 지남에 따라 마모되고 녹슬어버리는 재료로 만들어진 토양용 습도 센서를 보여줍니다.
이 튜토리얼의 나머지 부분에서는 정전식 토양 수분 센서를 사용하는 방법에 집중할 것입니다.
정전용량 토양 수분 센서 핀아웃
정전용량 토양 습도 센서에는 세 개의 핀이 있습니다:
- GND 핀: GND (0V)에 연결합니다.
- VCC 핀: VCC (5V 또는 3.3V)에 연결합니다.
- AOUT 핀: 토양 습도에 따라 변화하는 신호를 전송합니다. Raspberry Pi Pico의 아날로그 입력에 연결합니다.
작동 원리
토양에 물이 많을수록 AOUT 핀의 전압이 낮아집니다.
선연결
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
Raspberry Pi Pico 코드
/*
* 이 라즈베리 파이 피코 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 라즈베리 파이 피코 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/raspberry-pico/raspberry-pi-pico-soil-moisture-sensor
*/
from machine import ADC, Pin
import time
AOUT_PIN = 26 # The Raspberry Pi Pico GP26 (ADC0) pin connected to the moisture sensor
# Initialize the analog pin for reading
moisture_sensor = ADC(Pin(AOUT_PIN))
# Infinite loop
while True:
value = moisture_sensor.read_u16() # Read the moisture level from the sensor
value_12bit = value >> 4 # Convert 16-bit reading to 12-bit (real value from 12-bit ADC)by shifting right 4 bits
print("Moisture: {}".format(value_12bit)) # Print the 12-bit moisture level to the serial monitor
time.sleep(0.5) # Pause the loop for 500 milliseconds
자세한 사용 방법
다음 지침을 단계별로 따르십시오:
- 컴퓨터에 Thonny IDE가 설치되어 있는지 확인하세요.
- Raspberry Pi Pico에 MicroPython 펌웨어가 설치되어 있는지 확인하세요.
- Raspberry Pi Pico를 처음 사용하는 경우, 자세한 안내는 라즈베리 파이 피코 - 시작하기 튜토리얼을 참조하세요.
- 제공된 다이어그램에 따라 Raspberry Pi Pico를 토양 습도 센서에 연결하세요.
- USB 케이블을 사용하여 Raspberry Pi Pico를 컴퓨터에 연결하세요.
- 컴퓨터에서 Thonny IDE를 실행하세요.
- Thonny IDE에서 Tools Options로 이동하여 MicroPython (Raspberry Pi Pico) Interpreter를 선택하세요.
- Interpreter 탭의 드롭다운 메뉴에서 MicroPython (Raspberry Pi Pico)를 선택하세요.
- 정확한 포트가 선택되어 있는지 확인하세요. Thonny IDE가 포트를 자동으로 감지해야 하지만, 수동으로 선택해야 할 수도 있습니다(예: Windows의 COM3 또는 Linux의 /dev/ttyACM0).
- 위의 코드를 복사하여 Thonny IDE의 에디터에 붙여넣으세요.
- 스크립트를 Raspberry Pi Pico에 저장하려면:
- 저장 버튼을 클릭하거나 Ctrl+S 키를 사용하세요.
- 저장 다이얼로그에 'This computer'와 'Raspberry Pi Pico' 두 섹션이 표시됩니다. Raspberry Pi Pico를 선택하세요.
- 파일을 main.py로 저장하세요.
- 녹색 Run 버튼을 클릭하거나 F5 키를 눌러 스크립트를 실행하세요. 스크립트가 실행됩니다.
- 센서를 토양에 삽입하고 물을 주거나, 소금물 컵에 천천히 담글 수도 있습니다.
- Thonny 하단의 Shell에 출력된 메시지를 확인하세요.
Shell x
>>> %Run -c $EDITOR_CONTENT
MPY: soft reboot
Moisture: 2324
Moisture: 2324
Moisture: 2300
Moisture: 2264
Moisture: 2224
Moisture: 2188
Moisture: 2156
Moisture: 2120
Moisture: 2084
Moisture: 2052
Moisture: 2024
Moisture: 2000
Moisture: 1980
Moisture: 1968
Moisture: 1960
Moisture: 1956
Moisture: 1952
MicroPython (Raspberry Pi Pico) • Board CDC @ COM29 ≡
스크립트 파일의 이름을 main.py로 지정하고 Raspberry Pi Pico의 루트 디렉터리에 저장하면 Pico가 전원을 켜거나 리셋될 때마다 자동으로 실행됩니다. 이는 전원 공급 직후 즉시 실행되어야 하는 독립 실행형 애플리케이션에 유용합니다. 스크립트 파일의 이름을 main.py가 아닌 다른 이름으로 지정하면 Thonnys's Shell에서 수동으로 실행해야 합니다.
※ 주의:
- 테스트 시 물만 사용하지 마십시오. 물은 전기를 전달하지 않아 센서 측정값에 영향을 주지 않습니다.
- 센서 값은 일반적으로 0으로 떨어지지 않습니다. 예를 들어, 보통 2000에서 2400 사이이며, 이 숫자들은 센서가 토양이나 물 속에 위치한 깊이, 토양 또는 물의 종류, 전원 전압에 따라 달라질 수 있습니다.
- 센서의 회로가 포함된 상부를 토양이나 물에서 분리하여 놓아 센서가 손상되지 않도록 하십시오.
정전식 토양 수분 센서 교정
토양 종류와 보유한 물의 양에 따라 수분 센서의 측정값이 달라집니다. 올바르게 사용하기 위해서는 토양이 젖었는지 건조한지를 나타내는 기준점을 설정하도록 조정해야 합니다.
교정하는 방법:
- Raspberry Pi Pico에서 주어진 코드를 실행합니다.
- 토양에 습도 센서를 배치합니다.
- 천천히 토양에 물을 붓습니다.
- Thonny 하단의 Shell 창을 확인합니다.
- 토양이 건조에서 습기로 바뀔 때의 값을 기록합니다. 이 값을 THRESHOLD라고 합니다.
토양이 젖었는지 마른지 판별
캘리브레이션 후 기록해둔 THRESHOLD 값을 이 새 코드로 업데이트하세요. 이 코드는 토양이 젖었는지 마른지를 판단합니다.
/*
* 이 라즈베리 파이 피코 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 라즈베리 파이 피코 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/raspberry-pico/raspberry-pi-pico-soil-moisture-sensor
*/
from machine import ADC, Pin
import time
AOUT_PIN = 26 # The Raspberry Pi Pico GP26 (ADC0) pin connected to the moisture sensor
THRESHOLD = 2120 # Set threshold value for moisture level
# Initialize the analog pin for reading
moisture_sensor = ADC(Pin(AOUT_PIN))
# Infinite loop
while True:
value = moisture_sensor.read_u16() # Read the moisture level from the sensor
value_12bit = value >> 4 # Convert 16-bit reading to 12-bit by shifting right 4 bits
if value_12bit > THRESHOLD: # Compare sensor reading to threshold
print("The soil is DRY ({})".format(value_12bit)) # Print dry status if above threshold
else:
print("The soil is WET ({})".format(value_12bit)) # Print wet status if below threshold
time.sleep(0.5) # Wait for half a second before next read
Thonny 하단의 Shell에 표시된 결과
Shell x
>>> %Run -c $EDITOR_CONTENT
MPY: soft reboot
The soil is DRY (2324)
The soil is DRY (2300)
The soil is DRY (2264)
The soil is DRY (2188)
The soil is DRY (2156)
The soil is WET (2084)
The soil is WET (2052)
The soil is WET (1968)
The soil is WET (1952)
MicroPython (Raspberry Pi Pico) • Board CDC @ COM29 ≡
동영상
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