ESP32 S3 - Capteur d'humidité du sol
Apprendre à lire l'humidité du sol avec votre ESP32 S3 ouvre la porte aux projets de jardinage intelligent, aux systèmes d'irrigation automatisés et à la surveillance environnementale. Ce tutoriel couvre tout, du câblage du capteur et de la lecture des valeurs analogiques brutes jusqu'à la calibration des seuils et la détection des conditions de sol humide ou sec.
Ce que vous allez construire :
- Un circuit reliant un capteur d'humidité du sol capacitif à l'ESP32 S3
- Un sketch qui lit et affiche les valeurs analogiques brutes d'humidité dans le Moniteur Série
- Une version calibrée qui affiche l'état "WET" ou "DRY" en fonction de votre seuil
- Une base pour des applications d'arrosage automatique des plantes et de jardin intelligent
Matériel requis
Ou vous pouvez acheter les kits suivants:
| 1 | × | Kit de Démarrage DIYables ESP32 S3 (ESP32 S3 inclus) | |
| 1 | × | Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans) |
Note d'achat: De nombreux capteurs d'humidité du sol capacitifs sur le marché sont de faible qualité, quelle que soit la version. Nous recommandons vivement d'acheter le capteur avec puce TLC555I de la marque DIYables en utilisant le lien ci-dessus. Nous l'avons testé et il a bien fonctionné.
À propos du capteur d'humidité du sol
Les capteurs d'humidité du sol mesurent la teneur en eau du sol en fournissant un signal de tension analogique que votre ESP32 S3 lit via son ADC (convertisseur analogique-numérique). Il existe deux types principaux, et comprendre leurs différences vous aidera à choisir celui qui convient à votre projet.
Le capteur d'humidité résistif fait passer un courant électrique entre deux sondes métalliques exposées pour mesurer la résistance du sol. Bien que peu coûteuse et simple, cette conception est sujette à la corrosion électrochimique avec le temps, ce qui dégrade la précision et nécessite un remplacement fréquent du capteur. Le capteur d'humidité capacitif, en revanche, détecte l'humidité par des changements de capacitance sans exposer directement d'électrodes au sol. Cela élimine la corrosion, prolonge considérablement la durée de vie du capteur et produit des relevés plus cohérents à long terme — ce qui en fait le choix préféré pour les installations permanentes ou semi-permanentes.
Le reste de ce tutoriel sur le capteur d'humidité du sol ESP32 S3 se concentre sur le type capacitif pour sa fiabilité supérieure.
Spécifications clés
Le capteur d'humidité du sol capacitif fonctionne avec une alimentation de 3,3V à 5V, ce qui le rend directement compatible avec le rail 3,3V de l'ESP32 S3. Sa tension de sortie analogique est inversement proportionnelle à l'humidité du sol : une teneur en eau plus élevée produit une tension de sortie plus basse, tandis qu'un sol plus sec produit une tension plus élevée. Le capteur n'a pas d'électrodes exposées en contact avec le sol, ce qui évite les problèmes de corrosion rencontrés dans les conceptions résistives.
Brochage du capteur d'humidité du sol capacitif
Le capteur d'humidité du sol capacitif expose trois broches pour la connexion à votre ESP32 S3.
- GND : Connexion à la masse — connectez à GND (0V)
- VCC : Alimentation — connectez au 3,3V
- AOUT : Broche de sortie analogique — fournit une tension inversement proportionnelle au niveau d'humidité (humidité plus élevée = tension plus basse)
Comment fonctionne le capteur d'humidité capacitif
L'ESP32 S3 lit la tension sur la broche AOUT via son ADC intégré. Comme la relation est inverse, vous observerez des valeurs ADC plus basses lorsque le sol est humide et des valeurs plus élevées lorsque le sol est sec. Le capteur ne touche ni ne se corrode jamais car il mesure les propriétés diélectriques du sol environnant par capacitance plutôt que par contact électrique direct.
Schéma de câblage
Connectez votre capteur d'humidité du sol capacitif à l'ESP32 S3 en utilisant les affectations de broches du tableau ci-dessous. Le capteur fonctionne confortablement en 3,3V, aucune adaptation de niveau ou composant supplémentaire n'est donc nécessaire.
Notes de sécurité
Gardez toujours le circuit imprimé (la partie supérieure du capteur avec l'électronique) au-dessus du sol ou de la ligne d'eau. Seule la section de la sonde doit être insérée dans le sol. Si vous testez dans un liquide, utilisez de l'eau salée plutôt que de l'eau pure — l'eau pure a une conductivité très faible et n'affectera pas les relevés du capteur. Faire fonctionner le capteur en 3,3V sur l'ESP32 S3 est sûr et évite tout problème de compatibilité de tension.
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
| Moisture Sensor Pin | ESP32 S3 Pin |
|---|---|
| GND | GND |
| VCC | 3.3V |
| AOUT | GPIO6 (ADC1_CH5) |
Code ESP32 S3 - Lecture des valeurs d'humidité
Le sketch suivant configure le GPIO6 comme entrée analogique, lit la valeur du capteur d'humidité toutes les 500 millisecondes, et affiche le résultat dans le Moniteur Série. Exécuter ce code en premier est l'étape essentielle pour calibrer votre capteur avant de passer à la détection humide/sec.
Étapes rapides
- Nouveau avec l'ESP32 S3 ? Complétez d'abord notre guide ESP32 S3 - Premiers pas.
- Câblez le capteur d'humidité du sol capacitif à votre ESP32 S3 comme indiqué dans le schéma ci-dessus.
- Connectez l'ESP32 S3 à votre ordinateur via un câble USB Type-C.
- Ouvrez l'Arduino IDE et sélectionnez la carte ESP32 S3 et le bon port COM.
- Copiez le code ci-dessus et collez-le dans l'Arduino IDE.
- Cliquez sur le bouton Upload pour programmer votre ESP32 S3.
- Placez la sonde du capteur dans le sol et ouvrez le Moniteur Série à 115200 bauds.
- Observez comment les valeurs changent à mesure que vous ajoutez lentement de l'eau au sol.
- Notez vos relevés sec et humide — vous en aurez besoin pour la calibration.
- Astuce pro : Utilisez un type de sol et une profondeur d'insertion du capteur cohérents pendant la calibration pour obtenir des valeurs de seuil fiables et transférables dans votre projet.
Sortie du Moniteur Série
※ Note:
- N'utilisez pas d'eau pure pour les tests car elle ne conduit pas l'électricité, elle n'affectera donc pas les relevés du capteur.
- Les relevés du capteur ne descendent jamais à zéro. Il est normal que les valeurs soient comprises entre 3100 et 2600, bien que cela puisse varier en fonction de facteurs comme la profondeur de placement du capteur, la composition du sol ou de l'eau, et la tension d'alimentation.
- Évitez d'enterrer la partie circuit (située au-dessus du capteur) dans le sol ou l'eau, car cela pourrait endommager le capteur.
Calibration du capteur d'humidité du sol capacitif
Comme le capteur d'humidité du sol capacitif fournit des valeurs relatives qui varient selon le type de sol, la salinité de l'eau et la profondeur d'insertion, la calibration est une étape nécessaire avant que votre ESP32 S3 puisse prendre des décisions précises d'humidité ou de sécheresse. Un seuil qui fonctionne parfaitement dans un sol de jardin limoneux peut être complètement inadapté à un sol sableux ou argileux.
Le processus de calibration est simple : exécutez le premier sketch sur votre ESP32 S3, insérez le capteur dans le sol réel que vous prévoyez de surveiller, et enregistrez les relevés aux deux extrêmes.
- Commencez à sec : Notez la valeur du Moniteur Série pour un sol complètement sec
- Ajoutez de l'eau progressivement : Irriguez lentement tout en observant la diminution des valeurs
- Trouvez le point de transition : Identifiez le relevé lorsque le sol est humide au toucher
- Notez le seuil : Écrivez la valeur à cette transition sec-vers-humide
- Testez un sol entièrement saturé : Notez la valeur la plus basse observée lorsque le sol est complètement mouillé
Les résultats de calibration typiques pour un sol de jardin courant se situent dans la plage de 2200–2500 pour les conditions sèches et 1200–1500 pour les conditions humides. Votre seuil devrait être le point médian entre vos extrêmes sec et humide enregistrés.
Déterminer si le sol est humide ou sec
Après la calibration, vous pouvez mettre à jour la constante de seuil dans le sketch suivant et le téléverser sur votre ESP32 S3 pour obtenir des messages d'état clairs "WET" ou "DRY" accompagnés du relevé brut du capteur.
Étapes rapides pour la détection humide/sec
- Nouveau avec l'ESP32 S3 ? Complétez d'abord notre guide ESP32 S3 - Premiers pas.
- Remplacez la valeur THRESHOLD dans le code par le nombre que vous avez noté pendant la calibration.
- Téléversez le code mis à jour sur votre ESP32 S3.
- Insérez la sonde du capteur dans votre sol à la profondeur de surveillance prévue.
- Ouvrez le Moniteur Série à 115200 bauds.
- Ajoutez de l'eau pour vérifier que le seuil déclenche correctement les messages WET et DRY.
- Ajustez la valeur THRESHOLD si nécessaire en fonction de vos résultats.
- Astuce pro : Réglez votre seuil légèrement plus haut que le point de transition réel afin que l'ESP32 S3 déclenche une action d'arrosage avant que le sol ne devienne critiquement sec.
Sortie du Moniteur Série - État humide/sec
※ Note:
Ce tutoriel utilise la fonction analogRead() pour lire les valeurs d'un ADC (convertisseur analogique-numérique) connecté à un capteur ou un composant. L'ADC de l'ESP32 S3 convient aux projets qui ne nécessitent pas une grande précision. Cependant, pour les projets nécessitant des mesures précises, gardez à l'esprit ce qui suit :
- L'ADC de l'ESP32 S3 n'est pas parfaitement précis et peut nécessiter une calibration pour obtenir des résultats corrects. Chaque carte ESP32 S3 peut varier légèrement, une calibration est donc nécessaire pour chaque carte individuelle.
- La calibration peut être difficile, en particulier pour les débutants, et peut ne pas toujours donner exactement les résultats souhaités.
Pour les projets nécessitant une haute précision, envisagez d'utiliser un ADC externe (par exemple ADS1115) avec l'ESP32 S3, ou d'utiliser un autre Arduino, comme l'Arduino Uno R4 WiFi, qui dispose d'un ADC plus fiable. Si vous souhaitez tout de même calibrer l'ADC de l'ESP32 S3, consultez le ESP32 ADC Calibration Driver.
Idées d'applications/projets
L'ESP32 S3 associé à un capteur d'humidité du sol capacitif constitue une base polyvalente pour un large éventail d'applications de jardinage intelligent et de surveillance environnementale.
- Système d'arrosage automatique des plantes : Déclenchez une pompe à eau contrôlée par relais lorsque l'ESP32 S3 détecte que le sol est devenu trop sec.
- Moniteur de jardin intelligent : Transmettez les données d'humidité en direct à votre smartphone via le Wi-Fi intégré de l'ESP32 S3 en utilisant des notifications MQTT ou HTTP.
- Moniteur multi-plantes : Connectez plusieurs capteurs à des broches ADC séparées de l'ESP32 S3 pour suivre différentes plantes ou zones de jardin simultanément.
- Enregistreur de données : Enregistrez les relevés d'humidité au fil du temps sur une carte SD ou un service cloud pour une analyse à long terme des soins aux plantes et des comparaisons saisonnières.
- Automatisation de serre : Intégrez les relevés d'humidité du sol de l'ESP32 S3 avec des capteurs de température et d'humidité pour contrôler les systèmes d'irrigation en fonction des conditions environnementales en temps réel.
- Alerte de santé des plantes : Utilisez une LED, un buzzer ou une notification push via le Wi-Fi de l'ESP32 S3 pour vous alerter dès qu'une plante a besoin d'être arrosée.
Section vidéo
Regardez ci-dessous la vidéo pas à pas de ce projet ESP32 S3.
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Défiez-vous
Ces exercices renforceront vos compétences sur le capteur d'humidité du sol ESP32 S3, en progressant des améliorations simples de sortie vers des conceptions multi-capteurs plus sophistiquées et économes en énergie.
- Débutant : Ajoutez une LED qui s'allume sur l'ESP32 S3 chaque fois que le capteur d'humidité du sol signale une condition DRY.
- Débutant : Convertissez la valeur ADC brute en pourcentage d'humidité (0–100 %) et affichez-le dans le Moniteur Série aux côtés du relevé brut.
- Intermédiaire : Construisez un système d'arrosage automatique utilisant un module relais et une petite pompe à eau contrôlée par l'ESP32 S3.
- Intermédiaire : Envoyez les données d'humidité depuis l'ESP32 S3 vers un tableau de bord web en utilisant ses capacités Wi-Fi afin de pouvoir surveiller vos plantes à distance.
- Avancé : Construisez un système de jardin multi-capteurs qui surveille trois plantes ou plus, chacune avec son propre seuil et son contrôle d'arrosage via l'ESP32 S3.
- Avancé : Implémentez le mode veille profonde sur l'ESP32 S3 afin que la carte se réveille périodiquement pour vérifier l'humidité puis retourne en veille, permettant des mois de fonctionnement sur batterie.