{"id":6135,"date":"2022-07-22T17:21:17","date_gmt":"2022-07-22T20:21:17","guid":{"rendered":"https:\/\/www.usinainfo.com.br\/blog\/?p=6135"},"modified":"2023-06-07T09:07:01","modified_gmt":"2023-06-07T12:07:01","slug":"projeto-sensor-condutividade-solo-thc-s-com-arduino","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.usinainfo.com.br\/blog\/projeto-sensor-condutividade-solo-thc-s-com-arduino\/","title":{"rendered":"Projeto Sensor Condutividade Solo THC-S com Arduino"},"content":{"rendered":"

Neste tutorial, vamos aprender como fazer nosso pr\u00f3prio medidor de EC e salinidade do solo usando basicamente o Arduino, o Sensor Condutividade do Solo RS485 THC-S<\/a><\/strong>, um Conversor de dados TTL para RS485 e alguns jumpers para fazer as devidas conex\u00f5es. Antes vamos aprender algumas coisas.<\/p>\n

A condutividade el\u00e9trica do solo\u00a0(EC) \u00e9 uma medida da quantidade de sais no solo (salinidade do solo). Ela \u00e9 um importante indicador da\u00a0sa\u00fade do solo, capaz de afetar o rendimento das culturas, a adequa\u00e7\u00e3o, a disponibilidade de nutrientes e a atividade dos microrganismos. A salinidade\u00a0\u00e9 uma medida de\u00a0sais sol\u00faveis\u00a0no solo ou na \u00e1gua, onde as mol\u00e9culas de sal compreendem um c\u00e1tion de\u00a0s\u00f3dio,\u00a0pot\u00e1ssio\u00a0,\u00a0c\u00e1lcio e um \u00e2nion de cloreto ou sulfato. O excesso de sais impede o crescimento das plantas, afetando o equil\u00edbrio \u00e1gua-solo.<\/p>\n

Embora a EC\u00a0n\u00e3o forne\u00e7a uma medi\u00e7\u00e3o direta de \u00edons espec\u00edficos ou compostos de sal, ela se correlaciona com as concentra\u00e7\u00f5es de nitratos, pot\u00e1ssio, s\u00f3dio, cloreto, sulfato e am\u00f4nia.\u00a0Esta \u00e9 a raz\u00e3o pela qual a medi\u00e7\u00e3o da\u00a0Condutividade El\u00e9trica do Solo\u00a0e\u00a0Salinidade do Solo\u00a0\u00e9 importante.\u00a0A EC do solo pode ser medida atrav\u00e9s de eletrodos inseridos diretamente no solo ou extraindo a \u00e1gua do solo usando um\u00a0lis\u00edmetro<\/a>.<\/strong><\/p>\n

 <\/p>\n

\"Projeto<\/a>

Projeto Sensor Condutividade, Umidade e Temperatura do Solo RS485 THC-S com Arduino Nano<\/p><\/div>\n

 <\/p>\n

Neste sistema proposto, mediremos o EC e Salinidade do Solo usando nosso pr\u00f3prio Medidor de EC do Solo DIY Arduino. O tipo de sensor de condutividade el\u00e9trica do solo que usaremos \u00e9 o Sensor Condutividade, Umidade e Temperatura do Solo RS485 THC-S. O sensor funciona no protocolo Modbus. Usando algum comando Modbus, podemos solicitar o valor de EC a salinidade do Solo medida pelo sensor.<\/p>\n

Exibiremos o valor de EC do solo e o valor de salinidade em um Display Oled 0,96<\/a>. Anteriormente, discutimos a medi\u00e7\u00e3o do valor NPK do solo e do valor do pH do solo usando um sensor baseado em Modbus semelhante. Usaremos uma abordagem semelhante agora para calcular a salinidade do solo e a condutividade do Solo . O Sensor EC do Solo junto com o Arduino pode fornecer leitura digital de EC e Salinidade.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"Valor<\/a>

Valor de EC do solo e o valor de salinidade no display OLED de 0,96.jpg<\/p><\/div>\n

 <\/p>\n

Significado de Condutividade El\u00e9trica e Salinidade do Solo<\/strong><\/h2>\n

A condutividade el\u00e9trica do solo (CE) \u00e9 a medida da capacidade da \u00e1gua do solo de transportar\u00a0corrente el\u00e9trica<\/strong>.\u00a0A condutividade el\u00e9trica \u00e9 um\u00a0processo eletrol\u00edtico\u00a0que ocorre principalmente atrav\u00e9s de poros cheios de \u00e1gua. Os\u00a0c\u00e1tions\u00a0como\u00a0Ca2+, Mg2+, K+, Na+ & NH4+<\/em>\u00a0e\u00a0\u00e2nions\u00a0como\u00a0SO42-, Cl-, NO3 \u2013 & HCO3 \u2013<\/em>\u00a0dos sais dissolvidos carregam\u00a0cargas el\u00e9tricas.\u00a0As cargas el\u00e9tricas s\u00e3o respons\u00e1veis \u200b\u200bpela condu\u00e7\u00e3o da\u00a0corrente el\u00e9trica.\u00a0Assim, a\u00a0concentra\u00e7\u00e3o de \u00edons\u00a0determina a CE dos solos.<\/p>\n

\"Condutividade<\/a>

Condutividade El\u00e9trica e Salinidade do Solo<\/p><\/div>\n

 <\/p>\n

Na agricultura, a EC \u00e9 usada principalmente como medida de salinidade do solo.\u00a0A salinidade do solo \u00e9 uma medida dos minerais e sais que podem ser dissolvidos na \u00e1gua.\u00a0A EC \u00e9 expressa em\u00a0Siemens por metro (S\/m),\u00a0enquanto a Salinidade \u00e9 expressa em\u00a0mg\/Kg.<\/p>\n

 <\/p>\n

Condutividade El\u00e9trica do Solo (EC) e Sensor de Salinidade THC-S<\/strong><\/h2>\n

O Sensor Condutividade, Umidade e Temperatura do Solo RS485 THC-S \u00e9 um sensor de solo de baixo custo para aplica\u00e7\u00e3o de medi\u00e7\u00e3o de EC e salinidade. Ele \u00e9 projetado com os padr\u00f5es da ind\u00fastria, apresentando alta precis\u00e3o, alta sensibilidade e durabilidade. Voc\u00ea pode usar este sensor para a avalia\u00e7\u00e3o das condi\u00e7\u00f5es do solo. Pode testar rapidamente a condutividade e a salinidade de diferentes tipos de solo. Existem v\u00e1rios sensores de condutividade el\u00e9trica e salinidade do solo. Mas este sensor \u00e9 o melhor para aplica\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"Sensor<\/a>

Sensor Condutividade, Umidade e Temperatura do Solo RS485 THC-S 3 em 1<\/p><\/div>\n

 <\/p>\n

O interior do sensor possui um chip de alta qualidade, com baixo consumo de energia, apresentando alta sensibilidade e estabilidade. A sonda do sensor \u00e9 feita usando a\u00e7o inoxid\u00e1vel 316 como mat\u00e9ria-prima. \u00c9 por isso que o sensor tem resist\u00eancia antiferrugem, resist\u00eancia \u00e0 eletr\u00f3lise, sal e resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o alcalina<\/em>.\u00a0Isso garante\u00a0a opera\u00e7\u00e3o a longo prazo\u00a0do solo e \u00e9 adequado para v\u00e1rios tipos de solo.<\/p>\n

Voc\u00ea pode usar este sensor em experimentos cient\u00edficos, irriga\u00e7\u00e3o com economia de \u00e1gua, jardinagem, estufas, agricultura ao ar livre, horticultura e gerenciamento de grama.\u00a0O sensor tamb\u00e9m \u00e9 mais adequado para aplica\u00e7\u00f5es como silvicultura, agricultura de precis\u00e3o e outros cen\u00e1rios profissionais de monitoramento ambiental.<\/p>\n


\nCaracter\u00edsticas do <\/strong>Sensor Condutividade THC-S<\/h2>\n
    \n
  1. Sensor e chips EC de solo de alta qualidade;<\/li>\n
  2. Sensor com projeto especial, com grande penetra\u00e7\u00e3o no solo;<\/li>\n
  3. Tecnologia de detec\u00e7\u00e3o \u00fanica, com uma ampla faixa de trabalho;<\/li>\n
  4. Sensor de salinidade do solo de alta qualidade com capacidade de detec\u00e7\u00e3o est\u00e1vel;<\/li>\n
  5. Design port\u00e1til e teste f\u00e1cil;<\/li>\n
  6. Baixo consumo de energia;<\/li>\n
  7. Caixa IP68, com fun\u00e7\u00e3o totalmente \u00e0 prova d’\u00e1gua.<\/li>\n<\/ol>\n


    \nEspecifica\u00e7\u00f5es <\/strong>do <\/strong>Sensor Condutividade THC-S<\/h2>\n
      \n
    1. Fonte de alimenta\u00e7\u00e3o:\u00a05-30VDC;<\/li>\n
    2. Sinal de sa\u00edda: Modbus\u00a0RS485;<\/li>\n
    3. Faixa de temperatura de trabalho:\u00a0-40\u2103 a 80\u2103;<\/li>\n
    4. Faixa de medi\u00e7\u00e3o de condutividade el\u00e9trica:\u00a00-10000us\/cm;<\/li>\n
    5. Resolu\u00e7\u00e3o de condutividade:\u00a010us\/cm;<\/li>\n
    6. Tempo de resposta:\u00a0<1s;<\/li>\n
    7. N\u00edvel de prote\u00e7\u00e3o:\u00a0Caixa imperme\u00e1vel\u00a0IP68.<\/li>\n<\/ol>\n

       <\/p>\n


      \n<\/strong>Pinagem do Sensor Condutividade THC-S<\/h2>\n

      O Sensor possui 4 pinos como VCC, GND, 485-A e 485-B . O Sensor opera com tens\u00e3o de 5V a 30VDC. Voc\u00ea n\u00e3o obter\u00e1 nenhuma sa\u00edda se fornecer algo menor que 5V. Interface do Sensor Condutividade, Umidade e Temperatura do Solo RS485 THC-S.<\/p>\n

      \"Sensor<\/a><\/p>\n

       <\/p>\n

      Agora, vamos fazer a interface do Sensor de Salinidade EC do Solo THC-S com a Placa Arduino Nano usando o Conversor de dados TTL para RS485<\/a>. O diagrama de conex\u00e3o \u00e9 dado abaixo:<\/p>\n

      \"Esquem\u00e1tico<\/a><\/p>\n

      Esquem\u00e1tico Projeto Sensor Condutividade do Solo Arduino<\/p>\n

       <\/p>\n

      Conecte o pino\u00a0R0 e DI\u00a0do Modbus ao\u00a0D2 e \u200b\u200bD3\u00a0do Arduino usando o Software Serial.\u00a0Da mesma forma, temos que habilitar\u00a0DE e RE\u00a0high, o que \u00e9 feito conectando-os aos pinos\u00a0D7 e D8\u00a0do Arduino.\u00a0O Sensor EC tem 4 fios.\u00a0O\u00a0marrom\u00a0\u00e9 VCC que precisa de uma\u00a0fonte de alimenta\u00e7\u00e3o.\u00a0O pino GND que \u00e9 de cor\u00a0preta\u00a0precisa ser conectado ao GND do Arduino.\u00a0Conecte o\u00a0fio azul\u00a0que \u00e9 o pino B ao pino B do MAX485.\u00a0Conecte tamb\u00e9m o\u00a0fio amarelo\u00a0que \u00e9 o pino A ao pino A do MAX485.<\/p>\n

      O display OLED SSD1306 de 0,96\u2033 \u00e9 um m\u00f3dulo I2C. Conecte o pino OLED Display VCC e GND ao 3.3V e GND do Arduino. Da mesma forma, conecte os pinos OLED SDA e SCL aos pinos A4 e A5 do Arduino. Voc\u00ea pode seguir o diagrama de circuito e montar o circuito em uma placa de ensaio (protoboard).<\/p>\n

       <\/p>\n

      Comando Modbus para Sensor EC de Solo<\/strong><\/h2>\n

      Os comandos Modbus podem instruir um dispositivo Modbus a:<\/p>\n

      1. Alterar o valor em um de seus registros, que \u00e9 escrito nos registros Coil and Holding;
      \n2. Ler uma porta de E\/S : Ler dados das portas Discrete e Coil;
      \n3. Comandar o dispositivo para enviar de volta um ou mais valores contidos em seu registro Coil and Holding.<\/p>\n

      Um comando Modbus cont\u00e9m o endere\u00e7o Modbus do dispositivo ao qual se destina (\u00a01 a 247 ).\u00a0Apenas o dispositivo endere\u00e7ado responder\u00e1 e agir\u00e1 no comando, mesmo que outros dispositivos possam receb\u00ea-lo.<\/p>\n

      O Sensor EC do Solo possui 3 diferentes para leitura do valor de EC do Solo e Salinidade do Solo. Voc\u00ea pode obter o endere\u00e7o do bit de consulta na Documenta\u00e7\u00e3o Sensor THC-S<\/a>.<\/p>\n

       <\/p>\n

      Valor EC do Solo<\/strong><\/h3>\n

      O\u00a0quadro de consulta\u00a0para o Valor EC do Solo \u00e9:<\/p>\n

      \"\"<\/a>
      \nVoc\u00ea receber\u00e1 o seguinte como resposta:<\/p>\n

      \"\"<\/a><\/p>\n

      Voc\u00ea pode calcular a condutividade do solo a partir da\u00a0resposta\u00a0que voc\u00ea recebe.\u00a0Por exemplo, se voc\u00ea receber 5DC como resposta, o Valor EC do Solo ser\u00e1:
      \n5DC H(hexadecimal) =1500 (Decimal) => Condutividade =1500us\/cm<\/p>\n

       <\/p>\n

      Valor da salinidade do solo
      \n<\/strong><\/h3>\n

      O\u00a0quadro de consulta\u00a0para o valor da salinidade do solo \u00e9:
      \n      \"\"<\/a>
      \nVoc\u00ea receber\u00e1 o seguinte como resposta:<\/p>\n

      \"\"<\/a><\/p>\n

      Voc\u00ea pode calcular a salinidade do solo a partir da\u00a0resposta\u00a0que voc\u00ea recebe.\u00a0Por exemplo, se voc\u00ea receber 69 como resposta, o Valor da Salinidade do Solo ser\u00e1:
      \n69 H(hexadecimal) =105 (Decimal) => Salinidade = 105mg\/L<\/p>\n

      <\/h3>\n

      <\/h3>\n


      \nC\u00f3digo de Programa\u00e7\u00e3o do THC-S
      \n<\/strong><\/h3>\n

      Aqui est\u00e1 o c\u00f3digo-fonte para a interface do Sensor de Salinidade do Solo com o Arduino. Voc\u00ea pode usar este c\u00f3digo com sensor e o Arduino para recuperar o valor da condutividade el\u00e9trica do solo e o valor da Salinidade do Solo atrav\u00e9s do comando Modbus. Voc\u00ea pode enviar o comando e recuperar o valor em c\u00f3digo HEX. O c\u00f3digo HEX precisa ser convertido em decimal para obter os dados de conte\u00fado de nutrientes do solo medidos.<\/p>\n

      Como estamos usando o display OLED para exibir o valor de EC e salinidade do solo, voc\u00ea precisar\u00e1 da biblioteca OLED.\u00a0Baixe a seguinte biblioteca OLED e adicione-a ao Arduino IDE.<\/p>\n

      1.\u00a0Biblioteca Adafruit SSD1306<\/strong><\/a>
      \n2.\u00a0      Biblioteca Adafruit GFX<\/strong><\/a><\/p>\n

      Aqui est\u00e1 o c\u00f3digo fonte completo. Compile o c\u00f3digo e fa\u00e7a o upload para a placa Arduino Nano.<\/p>\n

      #include <SoftwareSerial.h>\r\n#include <Wire.h>\r\n#include <Adafruit_GFX.h>\r\n#include <Adafruit_SSD1306.h>\r\n\r\n#define RE 8\r\n#define DE 7\r\n\r\nconst byte ec[] = {0x01, 0x03, 0x00, 0x15, 0x00, 0x01, 0x95, 0xCE};\r\nconst byte salinity[] = {0x01, 0x03, 0x00, 0x14, 0x00, 0x01, 0xC4, 0x0E};\r\nbyte values[8];\r\n\r\nSoftwareSerial mod(2, 3);\r\n\r\n#define SCREEN_WIDTH 128 \/\/ OLED display width, in pixels\r\n#define SCREEN_HEIGHT 64 \/\/ OLED display height, in pixels\r\n#define OLED_RESET -1 \/\/ Reset pin # (or -1 if sharing reset pin)\r\nAdafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);\r\n\r\nvoid setup()\r\n{\r\nSerial.begin(9600);\r\nmod.begin(9600);\r\npinMode(RE, OUTPUT);\r\npinMode(DE, OUTPUT);\r\nif (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C))\r\n{\r\nSerial.println(F(\"SSD1306 allocation failed\"));\r\nfor (;;); \/\/ Don't proceed, loop forever\r\n}\r\ndisplay.display();\r\ndelay(100);\r\ndisplay.clearDisplay();\r\n\r\ndisplay.setTextColor(WHITE);\r\ndisplay.setTextSize(1);\r\ndisplay.setCursor(20, 30);\r\ndisplay.print(\"Soil Analysis\");\r\ndisplay.display();\r\ndelay(2000);\r\n}\r\n\r\nvoid loop()\r\n{\r\n\/**************Soil EC Reading*******************\/\r\ndigitalWrite(DE, HIGH);\r\ndigitalWrite(RE, HIGH);\r\ndelay(10);\r\n\r\nif (mod.write(ec, sizeof(ec)) == 8)\r\n{\r\ndigitalWrite(DE, LOW);\r\ndigitalWrite(RE, LOW);\r\nfor (byte i = 0; i < 7; i++)\r\n{\r\nvalues[i] = mod.read();\r\nSerial.print(values[i], HEX);\r\n}\r\nSerial.println();\r\n}\r\nint soil_ec = int(values[3]<<8|values[4]);\r\ndelay(1000);\r\n\/**************Soil Salinity Reading*******************\/\r\ndigitalWrite(DE, HIGH);\r\ndigitalWrite(RE, HIGH);\r\ndelay(10);\r\nif (mod.write(salinity, sizeof(salinity)) == 8)\r\n{\r\ndigitalWrite(DE, LOW);\r\ndigitalWrite(RE, LOW);\r\nfor (byte i = 0; i < 7; i++)\r\n{\r\nvalues[i] = mod.read();\r\nSerial.print(values[i], HEX);\r\n}\r\nSerial.println();\r\n}\r\nint soil_salinity = int(values[4]);\r\ndelay(1000);\r\n\r\nSerial.print(\"Soil EC: \");\r\nSerial.println(soil_ec);\r\n\r\nSerial.print(\"Soil Salinity: \");\r\nSerial.println(soil_salinity);\r\n\r\ndisplay.clearDisplay();\r\ndisplay.setTextSize(2);\r\ndisplay.setCursor(0,10);\r\ndisplay.print(\"EC:\");\r\ndisplay.print(soil_ec);\r\ndisplay.setTextSize(1);\r\ndisplay.print(\" us\/cm\");\r\n\r\ndisplay.setTextSize(2);\r\ndisplay.setCursor(0,40);\r\ndisplay.print(\"SL:\");\r\ndisplay.print(soil_salinity);\r\ndisplay.setTextSize(1);\r\ndisplay.print(\" mg\/L\");\r\n\r\ndisplay.display();\r\n\r\ndelay(2000);\r\n}<\/pre>\n
       <\/p>\n
      Monitorando Dados de EC e Salinidade do Solo no Display OLED<\/strong><\/h2>\n
      Depois de fazer o upload do c\u00f3digo para a placa Arduino Nano, o OLED ser\u00e1 inicializado junto com o sensor.\u00a0O sensor levar\u00e1 algum tempo para se estabilizar e a leitura pode ficar incorreta por alguns segundos.<\/p>\n
      Assim que o sensor estiver estabilizado, voc\u00ea pode mergulhar o sensor no solo para obter a leitura de EC e salinidade do solo.\u00a0O display OLED exibir\u00e1 o valor EC em micro Simens por cent\u00edmetro (us\/cm) e o valor de salinidade em miligramas por quilograma (mg\/kg).<\/p>\n
       <\/p>\n
      \"Monitorando<\/a>
      Monitorando dados de EC e Salinidade do Solo no Display OLED<\/p><\/div>\n
       <\/p>\n
      Ent\u00e3o \u00e9 assim que voc\u00ea conecta o Sensor de Salinidade EC do Solo com o Arduino e obt\u00e9m as Leituras de Salinidade EC do Solo. Da mesma forma, coloque o sensor em diferentes amostras de solo. Voc\u00ea ver\u00e1 uma varia\u00e7\u00e3o no valor de EC\/salinidade dependendo do tipo de solo.<\/p>\n
      Post original em:\u00a0 https:\/\/how2electronics.com\/diy-soil-ec-salinity-meter-using-arduino-soil-ec-sensor\/<\/a><\/p>\n
      Escrito por Alex Newton.
      \n(Texto traduzido e adaptado).<\/p>\n
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      Neste tutorial, vamos aprender como fazer nosso pr\u00f3prio medidor de EC e salinidade do solo usando basicamente o Arduino, o Sensor Condutividade do Solo RS485 THC-S, um Conversor de dados TTL para RS485 e alguns jumpers para fazer as devidas conex\u00f5es. Antes vamos aprender algumas coisas. A condutividade el\u00e9trica do solo\u00a0(EC) \u00e9 uma medida da quantidade de sais no solo (salinidade do solo). Ela \u00e9 um importante indicador da\u00a0sa\u00fade do solo, capaz de afetar o rendimento das culturas, a adequa\u00e7\u00e3o, a disponibilidade de nutrientes e a atividade dos microrganismos. A salinidade\u00a0\u00e9 uma medida de\u00a0sais sol\u00faveis\u00a0no solo ou na \u00e1gua, onde as mol\u00e9culas de sal compreendem um c\u00e1tion de\u00a0s\u00f3dio,\u00a0pot\u00e1ssio\u00a0,\u00a0c\u00e1lcio e um \u00e2nion de cloreto ou sulfato. 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