Matrix - Soil Moisture Sensor

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1 介绍

土壤湿度检测模块

• 模块Matrix-Soil_Moisture_Sensor是一个简易土壤湿度检测传感器模块，适用于对土壤湿度的检测。
• 选定合适的测量地点，确保钢针不会碰到石块之类坚硬物体，保持土壤原有的松紧程度，握紧传感器体垂直插入土壤，插入时不能前后左右晃动，以确保模块与土壤紧密接触，模块输出与被测土壤湿度成比例的模拟信号。
• 以提高测试准确度，建议在一个测试点附近的小范围内多测试几次求平均值。
• 模块测量数据，会受到盐分，土壤成分，密度等各种因素干扰。

2 特性

• 使用标准的3 PIN接口
• 尺寸为 20x60mm
• PCB尺寸（mm）：20x60

• 引脚说明:

名称	描述
S	GPIO
V	电源5V
G	地

3 工作原理

• 模块两片测试电极间的阻值与环境的湿度成比例，利用电极间电阻变化测量周围土壤水分湿度。土壤越干燥，输出电压越小。越湿润输出电压越大。模块输出的模拟信号再通过AD转换数字信号信号，即可得到土壤湿度值。
• 它利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数(ε)，从而得到土壤容积含水量(θv)。
• 使用说明：传感器模块使用的是adc模拟输入输出，这里直接把传感器模块接到PCF8591转换模块上即可检查到土壤湿度值。

3.1 连接NanoPi M1

参考下图连接模块：

连接说明：

Matrix-Soil_Moisture_Sensor
GND	NanoPi M1 Pin9
5V	NanoPi M1 Pin2
S	Matrix-Analog_to_Digital_Converter A0

3.2 连接NanoPi 2

参考下图连接模块：

连接说明：

Matrix-Soil_Moisture_Sensor
GND	NanoPi 2 Pin9
5V	NanoPi 2 Pin2
S	Matrix-Analog_to_Digital_Converter A0

3.3 连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire

NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，这里仅以NanoPi M2为例。
参考下图连接模块：
Matrix-Soil_Moisture_Sensor_nanopi_m2

连接说明：

Matrix-Soil_Moisture_Sensor
GND	NanoPi M2 Pin9
5V	NanoPi M2 Pin2
S	Matrix-Analog_to_Digital_Converter A0

3.4 连接NanoPi M3

参考下图连接模块：
Matrix-Soil_Moisture_Sensor_nanopi_m3

连接说明：

Matrix-Soil_Moisture_Sensor
GND	NanoPi M3 Pin9
5V	NanoPi M3 Pin2
S	Matrix-Analog_to_Digital_Converter A0

3.5 连接NanoPC-T2

参考下图连接模块：
Matrix-Soil_Moisture_Sensor_NanoPC-T2

连接说明：

Matrix-Potentiometer
GND	NanoPC-T2 USB Host GND
5V	NanoPC-T2 USB Host 5V
S	Matrix-Analog_to_Digital_Converter A0

4 编译运行测试程序

启动开发板并运行Debian系统，进入系统后克隆Matrix代码仓库：

$ apt-get update && apt-get install git
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。

编译并安装Matrix：

$ cd matrix
$ make && make install

运行测试程序：

$ matrix-adc

注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。
运行效果如下：

The channel0 value is 2460

5 代码说明

所有的开发板都共用一套Matrix代码，本模块的测试示例代码为matrix-analog_to_digital_converter，内容如下:

int main(int argc, char ** argv)
{
    int i = 0;
    int value = 0;
    int channel = 0;
 
    if (boardInit() < 0) {
        printf("Fail to init board\n");
        return -1;
    }
 
    if (argc == 2)
        channel = atoi(argv[1]);
    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
    signal(SIGINT, intHandler);
    for (i=0; i<ADC_READ_TIMES; i++) {
        if (pcf8591Read(channel, &value) != -1) {
            printf("The channel%d value is %d\n", channel, value);
        } else {
            printf("Fail to get channel%d value\n", channel);
        }
    }
    system("rmmod "DRIVER_MODULE);
 
    return 0;
}

API说明参考维基：Matrix API reference manual