随身带土壤温湿度监测笔

视频链接：

https://www.bilibili.com/video/BV1uZXBYAEQu/?buvid=XU462C54FA83A9F8A6E3A0ABCD42BC31A25C0&is_story_h5=false&mid=RAvn2PXLq6l4ua5axKNnOA%3D%3D&plat_id=240&share_from=ugc&share_medium=android&share_plat=android&share_source=WEIXIN&share_tag=s_i&spmid=dt.space-dt.0.0×tamp=1744854029&unique_k=OGWeRKy&up_id=133365024

另一个链接
【土壤含水率监测笔-哔哩哔哩】 https://b23.tv/nkFx80o

项目简介

该方案是采用时域反射法对电容值进行测量，经过多次调试后，可对土壤的湿度进行精准测量。

无操作后，设备会自动关机，以保持低功耗，100mah电池可连续使用上百次，充电时间小于5分钟。

整个方案成本约在12元左右，采用集成式TDR电容测量MCU加精调LC频选电路，对土壤的湿度进行测量，也可以更改参数测量其余，例如水培植物液位值。

该方案为非接触式土壤，可避免土壤对关键测量器件进行腐蚀等，实际使用时可在针头加一圈热缩管，不影响测量值，但需注意需要紧贴测量针。

项目功能

本设计采用敏源传感集成MCU，该芯片成本约4元。
实现了传感器
插入土壤中，达到设置土壤湿度时，灯会熄灭，led屏幕显示土壤湿度值和温度值
拿出土壤后，空气中的值会远远大于土壤湿度，LED灯会亮起，LED屏显示当前值
按键开机，插入土壤测量，测量完毕后，无需手动关机，以避免长时不用遗忘关机而没有电的情况。

项目参数

此处可填写项目的相关功能参数介绍，示例：
本设计采用敏源传感MCP62G芯片，对土壤湿度进行采集。
本设计采用LED屏进行显示，可在光照不良的情况下清晰显示当前值，尤其适合暗室扦插试湿度。
当湿度小于阈值范围时，有对应LED报警灯点亮；

原理解析（硬件说明）

此处可填写项目的设计原理，将设计的原理拆分解析，示例：

本项目由以下部分组成，充电部分，主控模块，电源部分、开关机部分。
充电部分

如图所示，充电采用CN3163对锂电池进行充电，该芯片与TP4056管家兼容，可对单节锂电池进行快速充电，并自带过流过压保护，且无锂电池时也可稳压输出4.2V 。充电时U3亮起，U4熄灭；充满时U4亮起，U3熄灭。

示例图1--电源电路：
采用TYPE-C-16P接口作为供电接口，同时使用对应的USB数据引脚接入S3对应的USB引脚处（USBD+ IO20)，(USBD- IO19），直接使用USB 作为下载和调试，无需转换为串口信号。在CC1和CC2引脚处加入5.1K下拉电阻，便于不同主机识别和配置。
电源部分

如图所示，采用LDO电源芯片，稳压3.3V供电，该芯片压差70mV@(300mA)，完全满足3.7V锂电池供电该系统最大10MA功耗。
显示部分

采用OLED显示屏显示，该屏幕尺寸为0.91寸，黑底白光，加载中文库可在线显示中英文和数字，LED采用5MA低功耗LED，可最大降低功耗。
主控部分

主控部分采用MCP62G进行采集和显示，该芯片采用M0内核，自带电容测量芯片，可最大降低成本，方便使用。且自带温度测量端，可测量土壤温度。芯片也带有1路I2C可方便对OLED屏进行驱动，1路串口进行调试和接入联动模块。
工程模块原理图如下，也可自行更改PCB采用官方模块

目前已有低功耗版本和远程监控版本，后续版本暂未开源。
详情见附件。

软件代码

unsigned int temp=115,hh=122;
unsigned int hhwarn1=600,hhwarn2=400,hhwarn3=200; //10倍数数值
int main(void)
{
  char i;
  unsigned char systime;
  const unsigned char  *point;
  SystemInit();            
  GPIOKEY_Configure();
    TIM1_Configure();
#if defined uart_en
  PLATFORM_Init();	//Initialize configuration
#endif
  cap_structure.I_DRIVE = DRIVE_I_80mA;	//Select 4mA driving current
  cap_structure.FIN_DIV = FIN_DIV_128;	//Input oscillation 128 division frequency
  cap_structure.FREF_DIV = Fref_NO_DIV;	//Sampling clock without frequency division
  cap_structure.clk = In_CLK;	//Using CAR AFE internal clock
  if(cap_structure.clk == In_CLK)cap_structure.clkfre = 2.4/(Fref_NO_DIV+1);	//2.4Mhz sampling frequency
  else if(cap_structure.clk == Ex_CLK)cap_structure.clkfre = 12.0/(Fref_NO_DIV+1);	//12.0Mhz sampling frequency
  cap_structure.RCNT = RCNT_D;	//Set sampling time
  cap_structure.avg = 20;
  Cap_Afe_Init(&amp;cap_structure);	//Initialize CAP AFE
#if defined VT_EN      
  cap_structure.VT_CH=vt_structure;
  myVT_Init(&amp;cap_structure);
  PLATFORM_InitDelay();      
#endif	
while (1)
{    
    Single_Measure(&amp;cap_structure);	//Measure CAP AFE information
    float Cx0,Cx1,CF1,CF0;
    CF0 = Cd0*(Cp0+Cpcb0)/(Cd0+(Cp0+Cpcb0));
    CF1 = Cd1*(Cp1+Cpcb1)/(Cd1+(Cp1+Cpcb1));
    Cx1 = 1/((cap_structure.fre_ch1*cap_structure.fre_ch1)*4*(PI*PI)*L1)-CF1;
    Cx0 = 1/((cap_structure.fre_ch0*cap_structure.fre_ch0)*4*(PI*PI)*L0)-CF0;
    cap_structure.cap0 = Cs0*Cx0/(Cd0-Cx0);
    cap_structure.cap1 = Cs1*Cx1/(Cd1-Cx1);
    if(cap_structure.cap0&lt;0)cap_structure.cap0=0;
    if(cap_structure.cap1&lt;0)cap_structure.cap1=0;   
    myGetVT(&amp;cap_structure,50);	//Measuring temperature information
    #if defined uart_en
PR("CH0_COUNT:%d  CH0_FRE:%.3f Mhz  CH0_CAP:%.3f pF  CH1_COUNT:%d  CH1_FRE:%.3f Mhz  CH1_CAP:%.3f pF  VT:%.1f mV\r\n",cap_structure.count_ch0		,cap_structure.fre_ch0,cap_structure.cap0,cap_structure.count_ch1,cap_structure.fre_ch1,cap_structure.cap1,cap_structure.VT*1000);
#endif
temp=cap_structure.VT*1000;
hh  = (cap_structure.cap1/17.2*100-45.3)*2.45*10;     
#if defined uart_en    
PR("temp is %f",cap_structure.VT*(-16.66)+48.32);
#endif    
if(cap_structure.cap1&gt;10)
  if(hh=120)
  {	 
systime  =0;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_PWR, ENABLE);		PWR_EnterSLEEPMode(PWR_SLEEPNOW_WFE);
  }
}