¿Cómo se mide la humedad del suelo usando 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 podrían dibujarse una frente a la otra, con un espacio vacío en el medio. Coloque 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 cuánto cambia la capacitancia para un material dado se llama constante dieléctrica del material.

El suelo seco tiene una constante dieléctrica diferente que el suelo húmedo, lo que significa que un sensor en suelo húmedo tendrá una capacitancia diferente que uno en suelo seco.

¿Cómo medimos esta capacitancia? Una forma es usar un circuito RC y medir el voltaje en la terminal positiva del capacitor. Este terminal va a llegar al 63,2% de su tensión máxima$RC$segundos después de que se aplica un voltaje, donde$R$es la resistencia y$C$es la capacitancia. Encendiendo el voltaje de suministro a la vez$t_{on}$, comprobando la tensión en el terminal positivo del condensador de forma continua hasta que supere el 63,2% de la tensión de alimentación, y registrando la primera vez que se superó dicha tensión$t_{c}$, podemos calcular la capacitancia (sabemos el valor de la resistencia porque lo elegimos).

Eso es,

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

Este tutorial le mostrará cómo configurar algo como esto en un Arduino. https://www.arduino.cc/en/Tutorial/CapacitanceMeter

Las tiras de detección tienen zonas A y B alternas, las zonas A forman una placa del capacitor y las zonas B forman la otra. el revestimiento de la placa de circuito y la tierra que rodea el sensor forman el dieléctrico.

cuando la tierra está seca tiene alta resistencia eléctrica, cuando está húmeda tiene menor resistencia esto cortocircuita parcialmente el dieléctrico del capacitor aumentando su capacitancia.

la lectura del sensor generalmente se realiza cargando el capacitor y luego cronometrando la descarga. Una forma de medir el tiempo de carga usando un microcontrolador es conectarlo a un pin de captura del temporizador, bajar el pin para descargarlo, luego convertir el pin en una entrada con pull-up interno y permitir que el temporizador mida cuántos ciclos tarda en cargarse.

Para aquellos que aún estén interesados ​​en una posible respuesta, consulte "Sistema de riego automático con sonda capacitiva y Arduino a bajo precio" en instructables.com para conocer uno de esos métodos.

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