Датчик влажности почвы: автоматический полив растений на Arduino

Датчик влажности почвы — простой датчик, который измеряет, насколько влажная земля в горшке или на грядке. На нём строится множество проектов: от лампочки-сигнала, что растение хочет пить, до системы, которая поливает цветы, пока ты в отпуске. Он дешёвый, подключается к Arduino тремя проводами, а если добавить реле и маленький насос, получится по-настоящему полезная автоматика.

Как работает датчик влажности почвы?

Вода в почве меняет то, насколько хорошо она проводит ток и накапливает заряд. Резистивные датчики измеряют сопротивление между двумя металлическими щупами, воткнутыми в землю: чем влажнее почва, тем ниже сопротивление. Ёмкостные датчики измеряют ёмкость вокруг электрода с покрытием; металл вообще не касается земли. У большинства модулей показание высокое, когда почва сухая, и низкое, когда она влажная.

Подключение

Чтение влажности на Arduino и калибровка

Каждый датчик и каждая почва дают разные значения, поэтому сначала откалибруй свой датчик: запиши показание, когда датчик на воздухе (полностью сухо) и когда он опущен в стакан с водой (полностью мокро). Затем с помощью map() переведи этот диапазон в проценты от 0 до 100. Замени DRY и WET в коде на свои значения:

1const int SENSOR_PIN = A0;
2const int POWER_PIN = 7;       // sensörü yalnızca ölçerken besle / power only while measuring
3const int DRY = 850;           // havadayken okunan / reading in air (kendin ölç / measure yours)
4const int WET = 380;           // sudayken okunan / reading in water (kendin ölç / measure yours)
5
6void setup() {
7  pinMode(POWER_PIN, OUTPUT);
8  Serial.begin(9600);
9}
10
11int readMoisture() {
12  digitalWrite(POWER_PIN, HIGH);
13  delay(10);                                              // değerin oturmasını bekle / let it settle
14  int raw = analogRead(SENSOR_PIN);
15  digitalWrite(POWER_PIN, LOW);
16  return constrain(map(raw, DRY, WET, 0, 100), 0, 100);   // % nem / % moisture
17}
18
19void loop() {
20  int moisture = readMoisture();
21  Serial.print("Toprak nemi / Soil moisture: %");
22  Serial.println(moisture);
23  delay(2000);
24}

Автополив: реле и насос

Теперь превратим показание в реальное действие: когда влажность почвы падает ниже 30%, включаем насос на 4 секунды, а затем ждём 1 минуту, чтобы вода разошлась по земле, и только потом измеряем снова. Эта пауза не даёт насосу работать без остановки и залить горшок только потому, что вода ещё не дошла до датчика. Насос нельзя питать напрямую от пина Arduino: управляй им через реле или MOSFET. Про подключение реле читай в статье Что такое модуль реле?

1const int SENSOR_PIN = A0, POWER_PIN = 7, PUMP_PIN = 8;   // PUMP_PIN → röle IN / relay IN
2const int DRY = 850, WET = 380;
3const int START_BELOW = 30;          // %30'un altında sula / water below 30%
4const unsigned long PUMP_MS = 4000;  // her seferde 4 sn / 4 s per run
5const unsigned long SOAK_MS = 60000; // suyun yayılması için bekle / wait for the water to soak in
6
7int readMoisture() {
8  digitalWrite(POWER_PIN, HIGH);
9  delay(10);
10  int raw = analogRead(SENSOR_PIN);
11  digitalWrite(POWER_PIN, LOW);
12  return constrain(map(raw, DRY, WET, 0, 100), 0, 100);
13}
14
15void setup() {
16  pinMode(POWER_PIN, OUTPUT);
17  pinMode(PUMP_PIN, OUTPUT);
18  digitalWrite(PUMP_PIN, HIGH);      // aktif LOW röle: kapalı başla / active-LOW relay: start off
19}
20
21void loop() {
22  if (readMoisture() < START_BELOW) {
23    digitalWrite(PUMP_PIN, LOW);     // pompayı çalıştır / pump on
24    delay(PUMP_MS);
25    digitalWrite(PUMP_PIN, HIGH);    // pompayı durdur / pump off
26    delay(SOAK_MS);                  // tekrar ölçmeden önce bekle / wait before measuring again
27  }
28  delay(5000);
29}

Влажность почвы на ESP32 и Raspberry Pi Pico

На ESP32 подключай датчик к одному из пинов ADC1 (GPIO 32–39): они работают и при включённом Wi-Fi. Значения идут от 0 до 4095, поэтому калибровку нужно сделать заново. С ESP32 можно отправлять уровень влажности на телефон уведомлением или собрать датчик для горшка, который раз в час просыпается из глубокого сна, делает замер и месяцами работает от батареек. Чтение на Pico с MicroPython выглядит так:

1from machine import ADC, Pin
2import time
3
4sensor = ADC(26)               # GP26 → AOUT
5power = Pin(15, Pin.OUT)       # sensörü yalnızca ölçerken besle / power only while measuring
6DRY, WET = 52000, 24000        # kendi değerlerinle değiştir / replace with your readings
7
8def moisture():
9    power.value(1)
10    time.sleep_ms(10)
11    raw = sensor.read_u16()
12    power.value(0)
13    pct = (DRY - raw) * 100 // (DRY - WET)
14    return max(0, min(100, pct))
15
16while True:
17    print("Toprak nemi / Soil moisture: %", moisture())
18    time.sleep(2)

Какой должна быть влажность почвы?

Эти проценты отсчитываются от диапазона «сухо — мокро» твоего датчика; это не научное содержание воды в почве. Лучший порог находят, если несколько дней наблюдать, что показывает датчик, когда растению действительно пора на полив.

Идеи проектов с датчиком влажности почвы

• Автополив горшка: система, которая сама поливает цветы, даже когда ты в отпуске.
• Сигнал «Хочу пить»: светодиод загорается или зуммер пищит, когда земля пересыхает.
• Уведомление на телефон: ESP32 отправляет сообщение в Telegram, когда влажность падает.
• Полив нескольких горшков: поливай растения по отдельности, дав каждому горшку свой датчик и маленький клапан.
• Мини-теплица: измеряй ещё и влажность воздуха датчиком DHT11, освещённость — фоторезистором (LDR) и выводи всё на один дисплей.
• Умный сад: автоматически пропускай полив, когда датчик дождя фиксирует осадки.

Частые ошибки и как их исправить

• Значение всегда 1023 или всегда 0: читается пин DO вместо AO, нет питания или оборван провод к плате датчика.
• Щупы покрылись коррозией, показания бессмысленные: резистивный датчик питался постоянно; питай его от пина или перейди на ёмкостную модель.
• Показания со временем «плывут»: проводимость меняется, когда почва уплотняется или в неё вносят удобрения; время от времени калибруй заново.
• Насос не выключается: реле с активным LOW, а HIGH/LOW в коде перепутаны, или замер повторяется до того, как вода впиталась; добавь паузу между измерениями.
• Ёмкостный датчик выдаёт странные значения: намокла электроника сверху; защити плату от воды.
• На ESP32 показания портятся при включении Wi-Fi: датчик стоит на пине ADC2; перенеси его на пин между GPIO 32 и 39.

Датчик влажности почвы может стать твоим первым проектом, который не просто измеряет, а действительно что-то меняет в реальном мире. В приложении BlueGrays есть проект умной станции полива — пошагово, со схемой и кодом.