使用 ESP32 讀取土壤濕度：感測器 V2.0 詳細接線與程式教學

Table of Contents

前言

還記得你上次澆水是什麼時候嗎？對於常常忙到忘記照顧植物的朋友來說，一套「智慧植物照護系統」就是救星！本篇教學將一步步帶你用 ESP32 搭配土壤濕度感測器 V2.0、DHT11 與光敏電阻感測器，打造一套能監測植物環境的 DIY 專案。

你將學會：
1️⃣ 如何正確接線
2️⃣ 如何撰寫 Arduino 程式
3️⃣ 監測土壤濕度模組

所需材料清單

以下是本專案所需的主要元件：

元件	功能說明
ESP32	主控板，負責讀取資料與控制邏輯
土壤濕度感測器 V2.0	偵測土壤乾濕程度
DHT11	測量溫度與空氣濕度
光敏電阻感測器	偵測環境光線強度
杜邦線 / 麵包板 / USB 傳輸線	接線與供電使用

購買材料推薦廠家連結：

ESP32 的優勢與應用

ESP32 不只是「進階版 Arduino」，它擁有：

雙核心處理器與更高的主頻
內建 Wi-Fi / 藍牙
更多 GPIO 腳位
適合各種 IoT（物聯網）應用

因此，用它來打造植物照護系統，可以隨時透過手機或雲端查看植物狀況。

認識土壤濕度感測器 V2.0

感測原理

V2.0 版本採用 電容式測量原理，透過電場變化判斷土壤含水量。相比早期電阻式感測器，它：

不易生鏽、壽命更長
輸出更穩定，不易受鹽分干擾

模組腳位說明

腳位	功能
VCC	電源（3.3V–5V）
GND	地線
AOUT	模擬輸出（乾濕電壓值）

接線教學

ESP32 與土壤感測器 V2.0 接線

感測器腳位	連接至 ESP32
VCC	3.3V
GND	GND
AOUT	GPIO 4（可讀取類比輸入）

電容式土壤感測器V2.0偵測乾濕值

首先偵測電容式土壤感測器V2.0偵測到乾濕值，便於接下來顯示百分比，讓我們清楚了解土壤狀況。

從Serial Monitor顯示得知：

乾的值＝約2920
濕的值＝約1165

程式如下：

				
					

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  Serial.println(analogRead(4));
  delay(100);
}

將乾濕值用map函數換算成％，這map函數詳細說明，可以參考之前文章＂【Arduino入門】Arduino可變電阻教學＂，這便可以輕鬆分辨乾濕度％，更新後程式如下：

				
					

const int dry = 2920;
const int wet = 1165;


void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
 int sensorVal = analogRead(4);
 int percentageHumididy = map(sensorVal, wet, dry, 100, 0);
 
 Serial.print(percentageHumididy);
 Serial.println("%");
 delay(100);
}

加入 DHT11 與光敏電阻感測器

請參考這篇文章＂DIY 智慧溫室教學：用 ESP32 + 光敏電阻 + DHT11 監測光照與溫濕度＂，程式加入此篇的土壤感測器程式中，便可設計一組監測土壤濕度的模組。詳細接線程式如下：

				
					
#include <SimpleDHT.h>
#include "Wire.h"
#include "U8g2lib.h"  //OLED 螢幕解析度為128*64

const int Light = 36;     //光敏電阻腳位36，變數為＂Light"
const int LED = 2;        //LED燈內建腳位2，變數為"LED"
const int pinDHT11 = 16;  //DHT11溫度感測器腳位16，變數為"pinDHT11"
const int dry = 3000;     //土壤濕度感測到乾燥值為3000
const int wet = 1165;     //土壤濕度感測到濕度值為1165

SimpleDHT11 dht11(pinDHT11);
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/U8X8_PIN_NONE);


void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(LED, OUTPUT);   //設定LED作為輸出
  pinMode(Light, INPUT);  //Light作為輸入

  u8g2.begin();                                //初始化
  u8g2.enableUTF8Print();                      //啟用 UTF8字集
  u8g2.setFont(u8g2_font_unifont_t_chinese1);  //設定使用中文字形
  u8g2.setDrawColor(1);                        //設定顏色，我們是單色只有1
  u8g2.setFontPosTop();                        //座標從上開始
  u8g2.setFontDirection(0);                    //0不旋轉、1->90、2->180、3->270
  pinMode(32, OUTPUT);
}

void loop() {
  byte temperature = 0;
  byte humidity = 0;
  int err = SimpleDHTErrSuccess;
  if ((err = dht11.read(&temperature, &humidity, NULL)) != SimpleDHTErrSuccess) {
    Serial.print("Read DHT11 failed, err=");
    Serial.print(SimpleDHTErrCode(err));
    Serial.print(",");
    Serial.println(SimpleDHTErrDuration(err));
    delay(1000);
    return;
  }

  int LightValue;                  //宣告整數變數"LightValue"
  LightValue = analogRead(Light);  //讀取Light的數值放在LightValue
  Serial.println(LightValue);      //LightValue顯示在序列視窗

  if (LightValue < 600) {  //如果LightValue值小於600時，LED就開啟，否則LED是關閉的
    digitalWrite(LED, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(LED, LOW);
  }

  int sensorVal = analogRead(4);
  int percentageHumididy = map(sensorVal, wet, dry, 100, 0);  //將感測值比對成1~100%

  Serial.print(percentageHumididy);
  Serial.println("%");

  u8g2.clearBuffer();    //顯示前清除螢幕
  u8g2.setCursor(0, 5);  //移動游標
  u8g2.print("溫濕度:");
  u8g2.print((int)temperature + String("*C"));  //寫入文字
  u8g2.print(String("/"));
  u8g2.print((int)humidity + String("%"));  //寫入文字

  u8g2.setCursor(0, 25);  //移動游標
  u8g2.print("土壤濕度:");
  u8g2.print((int)percentageHumididy + String("%"));  //寫入文字

  u8g2.setCursor(0, 45);   //移動游標
  u8g2.print("亮度:");     //寫入文字
  u8g2.print(LightValue);  //寫入文字

  u8g2.sendBuffer();  //送到螢幕顯示

  delay(100);  //每0.1秒感測一次
}

結果測試與輸出

進階應用：自動澆水系統雛形

當土壤濕度低於設定閾值（例如 30%），可觸發繼電器控制水泵進行自動澆水。
這樣一來，即使出門幾天，植物也能安心成長。

將準備一篇詳細說明，如何使用電磁開關啟動抽水馬達，並應用此篇教學，自動幫植物澆水。

結論

透過這個專案，我們學會了如何用 ESP32 整合多個感測器，打造一個能監測土壤濕度、溫濕度與光照的智慧植物系統。

這只是開始——接下來你可以加入 Wi-Fi 上傳、手機控制，甚至用語音助理來開關水泵。科技與自然的結合，就是這麼有趣又充滿創造力！

常見問答（FAQs）

Q1：土壤感測器 V2.0 與早期版本差在哪？
A1：V2.0 採用電容式原理，不會生鏽、壽命更長。

Q2：ESP32 可否同時讀取多個感測器？
A2：可以，ESP32 的 GPIO 足夠，並支援多任務處理。

Q3：感測值是否需校正？
A3：不同土壤特性不同，建議以實測為準再調整 map 範圍。

Q4：可否改用 ESP8266？
A4：可以，但腳位較少、需調整模擬輸入腳。

Q5：如何加上 Wi-Fi 上傳功能？
A5：可結合 Blynk、MQTT 或 ThingSpeak，即時傳送數據至雲端。

前言