Cảm biến độ ẩm đất
hiệu chuẩn theo đúng loại đất, độ sâu và chiếc cảm biến đang dùng

Tôi không cho học sinh bắt đầu bằng câu “đất này 63 %”. Cảm biến phổ thông chưa cho phần trăm độ ẩm theo nghĩa khoa học nếu chưa có quy trình hiệu chuẩn. Trước hết, ta chỉ xếp ba trạng thái: khô hơn, vừa ẩm và ướt hơn.

Sau bài này học sinh làm được

• Đọc tín hiệu analog từ cảm biến độ ẩm đất điện dung.
• Thiết kế ba mẫu đất có điều kiện được kiểm soát.
• Lấy trung bình nhiều phép đọc để giảm dao động.
• Chọn mốc báo khô từ dữ liệu, không chép con số có sẵn.
• Nêu được vì sao loại đất và độ sâu cắm làm thay đổi kết quả.

Điện dung thay đổi theo môi trường quanh đầu dò

Hai bản dẫn nằm dưới lớp phủ của đầu dò tạo thành một tụ điện. Đất và nước quanh nó làm điện dung thay đổi. Mạch trên cảm biến biến thay đổi ấy thành điện áp để ESP32 đọc. Vì không cần hai điện cực kim loại trần chạm đất, loại điện dung thường bền hơn loại điện trở.

Số ADC không phải phần trăm độ ẩm

Số đọc phụ thuộc chiếc cảm biến, điện áp cấp, đất cát hay đất mùn, lượng muối, độ chặt và độ sâu cắm. Có thể quy đổi tương đối giữa mốc khô và mốc ướt, nhưng không nên gọi đó là phần trăm độ ẩm khối lượng khi chưa đối chiếu phương pháp chuẩn.

Chuẩn bị mẫu trước, cắm điện sau

1. Chia cùng khối lượng đất vào ba cốc và ghi nhãn.
2. Giữ một cốc khô; thêm lượng nước đã đo vào hai cốc còn lại rồi trộn đều.
3. Đánh dấu một vạch trên đầu dò để mọi lần cắm có cùng độ sâu.
4. Nối VCC → 3V3, GND → GND, AOUT → GPIO34.
5. Lắp LED ở GPIO23 qua điện trở 220 Ω.

Mã dùng MicroPython cho ESP32. Dùng cảm biến điện dung cấp 3,3 V; không để đất hoặc nước chạm phần đầu nối và linh kiện.

# Lay trung binh 20 mau de giam dao dong
from machine import ADC, Pin
import time

cam_bien = ADC(Pin(34))
cam_bien.atten(ADC.ATTN_11DB)

def doc_trung_binh():
    tong = 0
    for lan in range(20):
        tong += cam_bien.read()
        time.sleep_ms(50)
    return tong // 20

print("Trung binh:", doc_trung_binh())

Cắm tới đúng vạch, chờ 10 giây rồi mới lấy 20 mẫu. Nhấc đầu dò lên, lau sạch nhẹ nhàng và chuyển sang cốc kế tiếp. Không xoay đầu dò trong lúc đo.

# Bai 16 - Cam bien do am dat dien dung
from machine import ADC, Pin
import time

# ===== CẤU HÌNH =====
CHAN_DO_AM = 34
CHAN_LED = 23
MOC_KHO = 2600        # thay bang moc cua dat va cam bien dang dung
CHU_KY_MS = 1000
# ====================

cam_bien = ADC(Pin(CHAN_DO_AM))
cam_bien.atten(ADC.ATTN_11DB)
led = Pin(CHAN_LED, Pin.OUT)

while True:
    do_am = cam_bien.read()
    print("Do am dat:", do_am)

    # Voi cam bien cua bai nay, so lon hon thuong la kho hon.
    if do_am > MOC_KHO:
        led.on()
    else:
        led.off()

    time.sleep_ms(CHU_KY_MS)

Thay MOC_KHO bằng giá trị nằm giữa vùng đất khô và vùng vừa ẩm của nhóm. Bài này chỉ cảnh báo; chưa điều khiển bơm để tránh mở rộng sang tải công suất.

Ba mốc trên cùng một loại đất

Danh sách kiểm

• Cảm biến dùng 3,3 V và AOUT nối GPIO34.
• Ba cốc dùng cùng loại và cùng lượng đất.
• Đầu dò cắm tới cùng vạch, chờ cùng thời gian.
• Mốc khô lấy từ số trung bình của nhóm.
• Không gọi số ADC là phần trăm độ ẩm tuyệt đối.

Sinh học — cảm biến không thay thế quan sát cây

Độ ẩm đất chỉ là một yếu tố. Loài cây, giai đoạn phát triển, khả năng thoát nước và thời tiết cùng quyết định nhu cầu tưới. Học sinh nên đối chiếu số đo với trạng thái đất và cây, không biến một ngưỡng thành quy tắc chung cho mọi chậu.

Toán — chuẩn hoá tương đối

Có thể đặt mốc khô là 0 và mốc ướt là 100 để tạo một thang tương đối. Nhóm phải ghi rõ đây là thang của chính cảm biến và loại đất ấy, không phải độ ẩm tuyệt đối.