SEN0193 아두이노 토양 수분센서 (LCD16X2 키패드실드)

본 절은 [SEN0193] 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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SEN0193 (Capacitive Soil Moisture Sensor) 아두이노 토양 수분센서 

 

 

 

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SEN0193 (Capacitive Soil Moisture Sensor) 센서란?

SEN0193 센서는 수분을 감지할 수 있는 정전식 수분측정 센서이다. 

 

 

 

SEN0193_Web.pdf

0.22MB

 

 

 

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SEN0193 아두이노 센서 특징

SEN0193 센서는 3 .3~5V의 로직으로 사용이 가능하며 아날로그 신호가 출력된다.  이 제품에는 3.3 ~ 5.5V의 작동 전압 범위를 제공하는 온보드 전압 조정기가 포함되어 있다. 저전압 MCU (3.3V 및 5V 로직 모두)와 호환된다.

 

 

• 작동 전압 : 3.3 ~ 5.5 VDC
• 출력 전압 : 1.2 ~ 2.5V
• 인터페이스 : PH2.0-3P
• 치수 : 98mm * 23mm (3.86in x 0.905in)
• 무게 : 15g

 

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SEN0193 센서 동작 원리

SEN0193 센서는 다른 유형의 수분 센서와 같은 저항 감지 대신 정전 용량 감지로 토양 수분 수준을 측정한다. 내식성 재질로 만들어져 부식방지로 수명이 길다. 토양에 센서를 삽입하고 실시간 토양 수분 데이터를 측정한다.

 

 

[Calibration Range]

1. 직렬 포트 모니터를 열고 전송 속도를 9600으로 설정한다.
2. 프로브가 공기에 노출되었을 때 센서 값을 "값 1"로 기록한다. 건조한 토양“습도 0 % RH”의 경계 값이다.
3. 물 한 컵을 가져다가 다이어그램의 빨간색 선보다 더 이상 프로브를 삽입한다.
4. 프로브가 물에 노출되었을 때 센서 값을 "값 2"로 기록한다. 축축한 토양“습도:100 % RH”의 경계 값이다.

 

참고로 센서의 구성 요소는 방수가 아니므로 빨간색 선 이상으로 습기(물)에 노출시키면 안된다. 요소로부터 구성 요소를 보호하려면 보드 상단 부분 주위에 넓은 열 수축 튜브를 사용해서 상단 부분을 보호하는것을 추천한다. 

 

 

 

 

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SEN0193 센서 구입하기

[SEN0193 센서]는 알리익스프레스, 네이버 쇼핑몰, 아마존 등에서 센서를 구입할 수 있다

 

 

 

 

 

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SEN0193 센서 하드웨어 연결

다음과 같이 SEN0193 아두이노 센서를 연결할 수 있다. 

 

 

 

 

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SEN0193 센서 소프트웨어 코딩

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

 

센서 코드는 다음과 같다. 

/**
   SEN0193 Soil Hygrometer Detection Module

   @ 모두의 아두이노 환경 센서 (Arduino Sensors for Everyone)
      https://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=18030644
   @ author STEAMEDU123 <steamedu123@gmail.com>
*/


#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);

int inputPin = A1;
int soilMoisture;

void setup() {
  pinMode(inputPin, INPUT);
  initSensor();
}

void loop() {
  onSensor();
  displayLCD();
}

void initSensor() {
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("SEN0193 SOIL");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Ready...........");
  delay(1000);
  lcd.clear();
}

void onSensor() {
  soilMoisture = averageAnalogRead(inputPin);
}

int averageAnalogRead(int pinToRead)
{
  byte count = 10;
  float value = 0;
  for (int x = 0 ; x < count ; x++) {
    value += analogRead(pinToRead);
    delay(20);
  }

  value = value / count;
  return (value);
}

void displayLCD() {
  lcd.clear();

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("SEN0193:");
  lcd.print(soilMoisture);

  if (soilMoisture > 520) {
    return;
  }

  lcd.setCursor(0, 1);
  if (soilMoisture > 430) {
    lcd.print("DRY SOIL");
  } else if (soilMoisture > 350) {
    lcd.print("HUMID SOIL");
  } else if (soilMoisture > 260) {
    lcd.print("IN WATER");
  } 
}

 

최종 출력 값은 프로브 삽입 깊이와 주변에 포장 된 토양이 얼마나 단단한 지에 영향을 받는다.

"soilMoisture > 430"은 마른 토양으로, "soilMoisture > 260"는 습한 토양으로 간주할 수 있다. 이값은 센서 감지 범위이다. 

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SEN0193 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 
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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 SEN0193 센서를 연결하고, 간단한 코딩으로 센서를 쉽게 실습할 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