¿Cómo mide la humedad del suelo utilizando un sensor capacitivo?

Se llama capacitivo porque los dos planos de cobre en su sensor son las dos placas de un capacitor. En un libro de texto de física, estas dos placas pueden dibujarse una frente a la otra, con un espacio vacío en el medio. Poner un material entre las placas, y la capacitancia, que es una medida de cuánta carga hay en las placas para un voltaje dado, cambia. Este material se llama dieléctrico, y la cantidad de cambios de capacitancia para un material dado se denomina constante dieléctrica del material.

El suelo seco tiene una constante dieléctrica diferente a la del suelo húmedo, lo que significa que un sensor en el suelo húmedo tendrá una capacidad diferente a la del suelo seco.

¿Cómo medimos esta capacitancia? Una forma es usar un circuito RC y medir el voltaje en el terminal positivo del capacitor. Este terminal alcanzará el 63.2% de su voltaje máximo \ $ RC \ $ segundos después de que se aplique un voltaje, donde \ $ R \ $ es la resistencia y \ $ C \ $ es la capacitancia. Encendiendo la tensión de alimentación a la vez \ $ t_ {on} \ $, verifique la tensión en el terminal positivo del capacitor continuamente hasta que exceda el 63.2% de la tensión de alimentación, y registre la primera vez que se excedió esa tensión $ t_ {c} \ $, podemos calcular la capacitancia (conocemos el valor del resistor porque lo elegimos).

Eso es,

C = \ $ (t_ {on} -t_c) / R \ $

Este tutorial te mostrará cómo configurar algo como esto en un Arduino. enlace

Las bandas de detección tienen zonas A y B alternas; las zonas A forman una placa del condensador, las zonas B forman la otra. el recubrimiento en la placa de circuito y la tierra que rodea el sensor forman el dieléctrico.

cuando la tierra está seca, tiene una alta resistencia eléctrica, cuando está húmeda, tiene una resistencia más baja, esto cortocircuita parcialmente el dieléctrico del condensador aumentando su capacidad.

la lectura del sensor se realiza normalmente cargando el condensador y luego sincronizando la descarga. Una forma de medir el tiempo de carga usando un microcontrolador es conéctelo a un pin de captura del temporizador, coloque el pin bajo para descargarlo, luego gire el pin en una entrada con pull-up interno y permita que el temporizador mida cuántos ciclos se necesitan para cargar.     

Para aquellos que aún estén interesados en una posible respuesta, consulte "Sistema de riego automático con la sonda capacitiva y Arduino en el sistema " en instructables.com para uno de estos métodos.

Esencialmente, un NE555 astable utiliza la sonda de capacitancia como el condensador de carga / descarga, traduciendo así los cambios de humedad en cambios de frecuencia. Un Arduino solía contar el número de pulsos en un intervalo de tiempo e implementar (en ese caso) la lógica de riego.