Arduino pour serre, jardin ou Growbox / mise à jour avril 2016 (19 / 23 étapes)

Étape 19 : Mesure de résistance de sol autre

Des trucs de tech sur l’humidité du sol

Lorsque vous utilisez une mesure comme celle ici, vous mesurez la résistance, ou la conductivité, selon comment vous voulez regarder sur elle.
Conductivité n’est en effet pas le meilleur moyen de mesurer l’humidité du sol car l’eau elle-même n’est pas vraiment un bon conducteur, ce qui vous sont réellement mesurer est la quantité d’ions dissoutes dans votre usine-lit. Un sol pas tellement humide avec beaucoup d’ions peut vous donner une lecture plue de conductivité qu’un sol humide avec les ions de moins.
Mesurer votre ions bien sûr, c’est une chose utile aussi car il donne des informations sur la question de savoir si votre sol est épuisé et si peut-être il est temps d’ajouter de l’engrais.

Mesure capacitive
Si vous voulez une mesure plus fiable de l’humidité de votre sol, une mesure capacitive est plus fiable : l’eau influe sur le diélectrique d’un condensateur, beaucoup plus que ne le font les ions.
Un condensateur dans votre sol sonne comme ayant deux plaques de métal dans votre sol dans laquelle le sol entre eux est le diélectrique. C’est certainement possible, mais il est également possible d’avoir les plaques du condensateur à côté de l’autre au lieu de face à face. Qui ouvre la voie vers etch sur un morceau de PCB. Évidemment, les plaques sont isolées du sol, dans le cas contraire vous serait juste être contrôler la mesure conductivité/résistance. Qui a l’avantage supplémentaire qu’il n’y aura aucune corrosion de sol.

Une fois que vous avez mis en place, il y a deux façons de mesurer : vous pourriez juste mesurer la capacité de votre condensateur de sol bricolage, comme l’arduino est parfaitement capable de faire cela. Le problème est que si vous avez un câble allant de ce capteur à votre arduino, qui est en fait une capacité parasite que vous mesurez aussi bien. La façon dont votre câble est lu en boucle peut influencer votre lecture ainsi que quelqu'un s’approcher de votre câble. À l’aide du câble coaxial va aider, mais il est toujours préférable de faire la mesure à proximité de votre condensateur bricolage.
Une autre façon est d’utiliser ce condensateur dans un circuit dont signal de sortie est fonction de la valeur de votre condensateur, comme un oscillateur de condensateur contrôlé. Cela peut être fait avec un trigger de Schmitt comme indiqué dans l’image ci-dessus.
La fréquence de cet oscillateur est :
f=1.2/(rxc)

Une évolution quantité d’eau dans le sol aura une incidence sur le diélectrique du condensateur et, par conséquent, la valeur du condensateur et donc la fréquence qui sortent de l’oscillateur. Cette fréquence peut être mesurée par l’arduino avec la bibliothèque mesure de la fréquence de l’Arduino.
La valeur de la résistance dépend de votre situation. celui qui offre une bonne gamme de fréquence de votre choix. La bibliothèque de l’Arduino prend en charge frequncies à 8MHz.
Si votre condensateur 10nF et votre résistance 100kOhm, la fréquence serait 1200 Hz. Vous trouverez une calculatrice ici.
Le fichier FreqCounter.cpp est codé en dur pour broche numérique 5 comme entrée et utilise les deux interruptions de minuterie T1 et T2

Si vous choisissez d’utiliser capacative mesure de l’humidité, au lieu d’utiliser les différentes bibliothèques de compteur de fréquence, vous pouvez aussi utiliser 'PulseIn'. On trouvera ci-dessous un exemple de fonction de la façon de le faire. J’ai aussi fait un plein instructable sur un capteur capacitif lisible I2C.

Mesure de résistance
Mesure des résistances est une des méthodes plus faciles. J’ai déjà déjà discuté juste coller deux tiges dans le sol et mesurer la valeur de l’ADC sur le port analogique. Toutefois, lorsque fait avec DC, les tiges seront détériorera rapidement en raison de l’électrolyse. Une façon de prévenir qui consiste à utiliser le courant alternatif. Le circuit présenté avec le « 555 » prévoit que, ou au moins il imite. Le signal de sortie est une fréquence qui dépend de la résistance du capteur.

Le + d’alimentation peut être aussi bas que 3,5 volts et aussi élevée que 15 volts, donc le 5 volts de l’Arduino est parfait. La minuterie CMOS LMC555 opère dans son mode de rétroaction directe, avec une onde carrée de sortie de broche 3 de chargement ou de déchargement du condensateur de film de 0,1 µf à travers les résistances fixes en série/parallèle avec les sondes de détection conductrices.

Les 2,2 uf non polaire condensateurs en série avec les sondes assurent que même les courants de fuite niveau faible de la puce CMOS ne proviennent pas les sondes. Les condensateurs, un de chaque côté des sondes, assurent aussi que ce circuit est galvaniquement par d’autres capteurs qui pourraient être dans le même environnement aqueux.

R1 et R2, limitent la portée en cas de court-circuit ou sol très sec. R2 a également une autre fonction, qu’il s’acquitte de toute accumulation DC légère sur les condensateurs en série avec la sonde qui pourrait rendre l’oscillateur à arrêter.

La fréquence de sortie est transmise de la broche de sortie collecteur ouvert DIS sur le 555. Cette broche est synchronisée avec la sortie et va produire une onde carrée dont fréquence/pulsewidth peut être mesurée par l’Arduino (p. ex. par une interruption de la minuterie ou par le biais de « PulseIn »). R3 est nécessaire puisque la broche DIS (décharge) du 555 est un collecteur ouvert.

Comme le courant consommé par le circuit 555 minuterie varie linéairement proportionnellement à la fréquence d’oscillation en raison des cycles de charge et décharge du condensateur timing, le courant d’alimentation peut servir comme un signal analogique, d’envoyer à un convertisseur numérique analogique. Donc une résistance de 1 k peut être mises dans l’une de l’approvisionnement en lignes (en général l’encore) le courant développe une tension aux bornes de la résistance 1kohm, pour donner un signal de tension si vous le souhaitez.

La photo ci-dessus montre une fonction pour mesurer la fréquence (en fait le pulsewidth). Le programme ci-dessous fait la même chose.

J’ai utiliser valeur de 500 000 uS au lieu de 1 000 000 nous (= 1 seconde) pour la division, parce que je veux obtenir la période du signal (T), pas de pouls length(tpulse). Avec rapport cyclique de 50 %, T = 2 * tpulse. Toutefois, sauf si vous êtes intéressés par la fréquence réelle, il ne compte pas vraiment pour la détermination de l’humidité du sol

Bien sûr le programme ci-dessus est seulement une preuve de concept/test programme : nous ne sommes pas intéressés à des fréquences spécifiques, mais à des différences de fréquences/périodes. Vous devez déterminer pour votre sol, ce qui la bonne fréquence est pour elle d’avoir besoin de l’eau ou non et qui incorporer dans votre programme de la même manière que vous auriez précédemment fait donc fr le diviseur de tension sonde sur un port analogique. Il est toujours possible d’utiliser le POTENTIOMETRE sur A1 pour définir un niveau, par exemple en mappant à votre bande passante, ou avec certains If ou instructions Case.
Pour donner l’impression, lorsque je l’ai testé dans mon système (sondes avec environ 6 cm de distance, dans ce qu’on appelle « Mix de Mel ») une lecture un peu humide était 3kHz, alors qu’un sol humide donne 10kHz