BNC-MEC10 토양 전도도 센서 (LCD16X2 키패드실드)

본 절은 [BNC-MEC10] 아두이노 센서를 사용하기 위해 알아야 할 내용과 실습 방법에 대해 설명한다. 아두이노 센서의 특징, 동작원리, 사양, 연결 핀 배열, 출력 값, 주의사항을 알아본다. 아두이노와 센서를 연결하고, 간단한 코딩으로 센서를 쉽게 실습할 수 있다. 

 

목차

 

 

 

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BNC-MEC10 토양 전도도 센서 (LCD16X2 키패드실드)

 

토양 수분은 토양에 저장된 물을 의미한다. 토양 온도는 토양의 따뜻함을 의미한다. 토양 전기 전도도 (EC)는 토양의 염분 (염분) 수준을 의미한다. 이러한 환경 변수는 결과적으로 식물의 생육 환경에 영향을 준다. 식물이 자라는데 영향을 미치는 토양 비옥도와 건강은 매우 중요한 지표로 활용된다. 

식물은 토양 수분, 온도 및 EC 수준의 최적 범위에서 선호하는 환경에서 가장 잘 자란다. 재배자가 이러한 환경에 대한 데이터를 얻을 수 있다면, 식물 건강과 더 높은 수확량을 보장하기 위해 어떻게 해야할지 판단할 수 있다. 

 

 

 

 

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BNC-MEC10 센서란? Industrial Soil Moisture & Temperature
& EC Sensor MODBUS-RTU RS485 (S-Soil MTEC-02A)

BNC-MEC10 3in1 산업용 토양 습도, 온도, 전기전도성 측정 센서다. 토양 수분 및 온도 및 EC 센서 MODBUS-RTU RS485는 고정밀, 고감도 및 내구성을 특징으로하는 산업 표준으로 설계되었다. 3 개의 센서 (토양 수분 센서, 토양 온도 센서, 토양 전기 전도도)를 하나로 통합하여 자동 온도 보상 기능을 갖춘이 센서이며, 환경 변화에 관계없이 측정의 정확성을 보장한다. 

 

 

 

다음은 datasheet 이다.

RS485 Soil Moisture & Temperature & EC Sensor (S-Temp&VWC&EC-02A).pdf

0.58MB

Soil Moisture&Temperature&EC Sensor User Manual-S-Temp&VWC&EC-02.pdf

0.80MB

 

 

 

토양 수분 모니터링, 과학 실험, 물 절약 관개, 온실, 꽃과 채소, 초원 목초지, 토양 속도 측정, 식물 재배, 하수 처리, 정밀 농업 등에 사용할 수 있는 센서다.

(1) 토양, 물, 비료 용액, 기타 영양소 및 기질 전도도를 직접 측정 할 수 있다.
(2) 합금 재료의 특수 처리 된 전극은 강한 외부 충격을 견딜 수 있으며 손상되기 쉽다.
(3) 완전히 밀봉, 산 및 알칼리 부식, 장기 동적 감지를 위해 토양 또는 물에 직접 묻을 수 있다
(4) 고정밀, 빠른 응답, 좋은 호환성, 정확한 측정, 안정적인 성능을 보장하는 프로브 플러그인 디자인.
(5) 다양한 신호 출력 인터페이스 옵션으로 완벽한 보호 회로.

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BNC-MEC10 아두이노 센서 특징

EC10 토양 전도도 센서는 온도, 습도, 전도도를 측정할 수 있다. 토양에 포함되어 있는 물의 양을 측정하는 토양 습도, 토양의 따뜻함 정도를 측정하는 토양 온도, 토양의 소금끼정도를 측정하는 전기 전도성을 측정할 수 있는 센서 MODBUS-RTU RS485 인터페이스를 가지고 있다. 또한 스테인리스 스틸 프로브 재질로 오랜기간 사용이 가능하며, IP68 방수방진 등급을 가지고 있다.

 

 

• 고성능 : 높은 정확성, 신뢰성 및 안정성
• 컴팩트 한 디자인 : 3-in-1, 토양 수분, 온도 및 EC 센서
• 범용 프로토콜 : MODBUS-RTU RS-485
• 광범위한 전원 공급 장치 : 3.6V ~ 30V
• 산업 등급의 견고성 : IP68 등급, 장기 애플리케이션에 적합
• 널리 적용 가능 : 토양, 물, 양액 및 기타 기질에 사용할 수 있다.
• 강력한 간섭 방지 : 난연성 에폭시 수지로 제작
• 높은 내구성 : 부식 방지, 장기 사용을위한 우수한 성능
• 사용자 친화적 : 사용, 설치 및 통합이 쉽다.  

 

 

 

[종류]

 

여러가지 타입이 존재한다. 

 

RS485 통신:

• 전력 공급 범위: 5-30VDC
• 전력 소비 (정적): 6mA 24VDC

 
출력: 0-2V

• 전력 공급 범위: 3.6-30VDC
• 전력 소비 (정적): 6mA 24VDC

  
4-20MA 출력:

• 전력 공급 범위: 12-30VDC
• 전력 소비 (정적): 50mA 24VDC

 

전도도 범위:

• 선택 사항: 0-10000us / cm, 0-20000us / cm
• 정확도: ± 3% 내의 0-10000us / cm, ± 5% 범위 내의 0-20000us / cm
• 전도도 온도 보상: 붙박이 온도 보상 감지기, 보상 범위 0-50C
• 온도 측정 범위: 범위-40 ~ 80C, 해상도: 0.1C, 정확도: ± 0.5C
• 보호 종류: ip68의 물 사용에 있는 장기 침수
• 운영 환경: -40 ~ 85C
• 케이블 길이: 2M
• 전반적인 크기: 45*15*145mm
• 전극 길이: 70mm
• 케이블 길이: 2m

 

 

 

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BNC-MEC10 센서 동작 원리

BNC-MEC10 센서 RS485 호스트 용이다. RS485 인터페이스가 있는 컴퓨터 또는 기타 임베디드 장치에 사용할 수 있다. 

 

모듈의 구성 매개 변수 (예 : modbus 주소, 전송 속도, 패리티 비트, 통신 프로토콜, tect.)는 모듈의 내부 EEPROM (프루어 다운 메모리)에 저장된다. 때때로 이러한 매개 변수의 특정 구성을 잊어 버리면 모듈과 통신 할 수 없다.
이 문제를 방지하기 위해 모듈에는 "설정 모드"라는 특수 모드가 있다.

모듈이 "설정 모드"에서 시작될 때 모듈은 다음 매개 변수와 통신한다.

1. Modbus 주소는 0으로 고정된다.
2. 통신 구성 : 9600, N, 8, 1 (9600bps, 패리티 비트 없음, 8 데이터 비트, 정지 비트)
3. Modbus-RTU를위한 통신 프로토콜

EEPROM의 구성 매개 변수는 모듈이 설정 모드로 들어갈 때 변경되지 않고 모듈이 RUN 모드에 있을 때 EEPROM의 구성 매개 변수와 통신한다. 

 

 

 

 

 

 

 

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BNC-MEC10 센서 구입하기

[BNC-MEC10 센서]는 알리익스프레스, 네이버 쇼핑몰, 아마존 등에서 센서를 구입할 수 있다

 

 

 

 

 

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BNC-MEC10 센서 하드웨어 연결

다음과 같이 BNC-MEC10 아두이노 센서를 연결할 수 있다. 

 

 

 

다음은 센서 연결도를 보여준다. 

 

 

 

 

 

 

 

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MODBUS-RTUB 

MODBUS-RTUB 는 다음과 같다. 

문자 메모: 

• AA: 모듈 주소, 주소 범위 1-255; 
• SS: 시작 주소, 2 바이트, 상위 바이트 먼저 
• NN: 레지스터 수, 2 바이트, 상위 바이트 먼저 
• MM: 바이트 수, 1 바이트 
• VV: 레지스터 값, 2 바이트 그룹, 상위 바이트 첫 번째 
• CRC:CRC 검사 코드 버전 번호
  
  

1) 03 04 기능 코드 읽고, 단일 레지스터
호스트 요청:AA 03, SS, SS, NN, NN, CRC1, CRC2, 8 바이트,
슬레이브 응답: AA 03, MM, VV, VV... CRC1 CRC2, 최대 21 바이트

2) 06 기능 코드 단일 레지스터 쓰기
호스트 요청:AA 06, RR, RR, VV, VV, CRC1, CRC28 바이트
슬레이브 응답: AA 06, RR, RR, VV, VV, CRC1, CRC2, 8 바이트

여러 레지스터를 작성하기위한 316 (0X10) 함수 코드
호스트 요청 : AA 10, SS, SS, NN, NN, MM, VV, VV ... CRC1, CRC2 최대 9 16=25 바이트
슬레이브 응답 : AA 10, SS, SS, NN, NN, CRC1, CRC2, 8 바이트

417 (0X11) 기능 코드, 장치 ID 읽기
호스트 요청 : AA 11, CRC1, CRC24 바이트
슬레이브 응답 : AA 11, 0B, SMTS-EC-485, CRC1, CRC2, 19 바이트

 

다음은 센서 내부 레지스터 주소를 보여준다. 

등록 주소:	등록 addressHEX:	내용	읽기 및 쓰기	수치 범위	기능 코드	수치 시사점	비고
00	00	토양 습기 (온도와 전도도 보상)	읽기 전용	0-10000	3/4	0.00-100.00%
01	01	토양 온도	읽기 전용	-4000-+ 8000	3/4	-40.00C ~ 80.00C *
02	02	ECconductivity (온도 보상)	읽기 전용	0-10000	3/4	0-10000 (uS/cm)
03	03	염분TDS(습기 온도 보상)	읽기 전용	0-5000	3/4	0-5000 (PPM)	예비, 보정 하지
04	04	수분 primevalADvalue	읽기 전용	0-65535	3/4	수분 primevalADvalue
05	05	토양 습기 (보상 없음)	읽기 전용	0-10000	3/4	0.00-100.00%
06	06	예비	읽기 전용	0-65535	3/4	0-65535	공장
07	07	예비	읽기 전용	0-65535	3/4	0-65535	공장
08	08	본래 전도도 (온도 편류 보상)	읽기 전용	0-65535	3/4	0-65535

 

 

 

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SS1 센서 소프트웨어 코딩

하드웨어 연결이 완료되면, 아두이노 IDE를 이용해 아두이노 센서 소스코드를 코딩할 수 있다. 

 

센서 코드는 다음과 같다. 

void sensor(){
}

 

 

 

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BNC-MEC10 센서 동작확인

하드웨어 연결, 소프트웨어 코딩이 완료되면 다음과 같이 동작 화면을 확인할 수 있다. 

 

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개발환경 : WINDOWS 10 
아두이노 IDE : 1.8.13 
------------------------------------------------------ 
01 연결
 - 아두이노와 PC 연결 
 - 아두이노 IDE 실행 
 - 메뉴 → 툴 → 보드:아두이노 UNO 확인 
  - 메뉴 → 스케치 → 확인/컴파일 

02 컴파일 확인 

스케치>확인/컴파일(CTRL+R) 를 선택해서 컴파일을 진행한다.

03 아두이노 우노 업로드 

컴파일이 이상없이 완료되면 스케치>업로드(CTRL+U) 를 선택해서 컴파일 파일을 업로드 한다. 

04 동작 확인

다음과 같이 동작을 확인할 수 있다. 

 

 

 

 

 

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마무리

아두이노와 BNC-MEC10 센서를 연결하고, 간단한 코딩으로 센서를 쉽게 실습할 수 있다. 

 

 

[응용분야]

절수 관개 ,과학 실험 ,온실 관리 ,원예 및 원예 ,골프 잔디 관리 ,스마트 농업 ,기타 환경 모니터링 시나리오등에서 사용할 수 있다. 

 

 

 

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모두의 아두이노 환경 센서 책

[모두의 아두이노 환경 센서] 책은 예스24, 인터넷 교보문고, 알라딘, 인터파크도서, 영풍문고, 반디앤루니스 , 도서11번가 등에서 구입할 수 있다. 이 책에서는 PMS7003, GP2Y1010AU0F, PPD42NS, SDS011 미세먼지 센서, DHT22 온습도 센서, MH-Z19B 이산화탄소 센서, ZE08-CH2O 포름알데히드 센서, CCS811 총휘발성유기화합물 TVOC, GDK101 방사선(감마선) 센서, MQ-131 오존(O3) 센서, MQ-7 일산화탄소, MICS-4514 이산화질소 센서, MICS-6814 암모니아 센서, DGS-SO2 아황산가스(SO2) 센서, BME280 기압 센서, GUVA-S12SD 자외선(UV) 센서, MD0550 기류 센서, QS-FS01 풍속 센서(Wind speed) 를 사용한다.  

모두의 아두이노 환경 센서