Medición de humedad del suelo

Antecedentes

Para poner en marcha mi ambición de volver a la electrónica, decidí probar y hacer un dispositivo que mida la humedad del suelo de las plantas en macetas para determinar si es necesario regarlas. El objetivo de la primera encarnación es tener un led que muestre el nivel de agua actual de la planta (¡agregue el agua es roja!), Pero, por supuesto, tengo planes descabellados para las plantas que se riegan a sí mismas en el futuro.

Mi primera puñalada se basó en el instructable Garduino , específicamente este circuito aquí:

Es un divisor de voltaje simple que utiliza una resistencia conocida y dos electrodos de alambre de cobre atrapados en el suelo como dispositivo de medición. El voltaje medido al A0usar el ADC en mi Teensy ++ es proporcional a la relación de las resistencias, y puedo volver a la resistencia real del suelo.

Sin embargo, en la práctica, la resistencia del suelo resultó estar sujeta a una deriva muy grande. Casi inmediatamente después de encender el dispositivo, la resistencia al suelo medida comenzó a disminuir. (Esto también sucede si coloca un multímetro en la planta). Después de unos días de medición, no pude encontrar una conexión útil entre las mediciones y el nivel de humedad. Retirar la sonda e inspeccionarla reveló un empañamiento considerable en el ánodo. Para mí, esto indica que se está produciendo algún tipo de reacción química (¿electrólisis?). Un multímetro mide un diferencial de voltaje de unas pocas decenas de milivoltios: ¡he convertido mi planta en una batería!

Para evitar este problema, me mudé a una sonda construida con tornillos de acero inoxidable. Como son considerablemente menos reactivos que el cobre, la oxidación debería ser un problema menor. Además, para evitar "cargar" el suelo, he colocado el divisor de voltaje entre dos pines de salida digital del Teensy. La medición ocurre de la siguiente manera:

• Ambos pines se mantienen bajos cuando no se realiza ninguna medición.
• Conduzco un pin alto. Espero un milisegundo y mido el voltaje en el centro del divisor.
• Invierto los voltajes de los pines (alto <-> bajo), espero un milisegundo y mido nuevamente. Ahora debería medir el complemento de la primera medición.
• Ambos pines se vuelven a bajar y el dispositivo duerme hasta la próxima medición.

Esto reduce el problema de oxidación, pero la resistencia medida del suelo todavía parece comenzar a disminuir tan pronto como empiezo a medir.

Pregunta

1. ¿Alguien puede recomendar un método robusto para medir la humedad del suelo?
2. ¿Alguien puede explicar lo que realmente está pasando aquí?

Lluvia de ideas:

He estado leyendo sobre detección capacitiva recientemente. Los sensores táctiles capacitivos tienen la gran ventaja de que pueden sellarse herméticamente por completo detrás de una capa delgada de plástico, por lo que no hay metal expuesto a la corrosión. ( "Electrónica y robótica: ¿sentir el tacto a través de una superficie gruesa?" )

Como no puede hacer que la corriente CC fluya a través del plástico, tales sensores deben usar CA, como sugirió Leon Heller.

Por desgracia, la mayor parte de la discusión que he visto ha sido sobre cómo responder solo a las pulsaciones inteligentes de los dedos; La poca discusión que hay sobre el agua y la humedad es sobre cómo reducir la sensibilidad de los sensores capacitivos a las salpicaduras de agua. ( "Foros de Sparkfun: sensores capacitivos e impermeabilización" ). Claramente, son sensibles al agua, por lo que quizás podría usar este "defecto" y convertirlo en una característica.

Debe usar CA, para evitar la polarización de los electrodos, con una disposición de puente Wenner.

El único método robusto para medir la humedad del suelo que conozco es usar estas sondas.

Así es como lo hace botanicalls .

He construido un sensor de humedad del suelo utilizando dos clavos galvanizados en un cilindro de yeso de París. No lo probé durante un período de tiempo lo suficientemente largo como para sacar conclusiones como usted, pero podría experimentar con ese diseño.

El yeso neutraliza cualquier ácido en la humedad, aislando así el contenido de humedad como variable (¡pero también funciona como una especie de filtro de paso bajo!) + La galvanización en las uñas ayuda a evitar que se oxiden.

Publica si encuentras una buena solución.

Puede intentar usar los sensores Irrometer Watermark. Los estoy usando ahora para medir la humedad del suelo. Si está interesado, puedo intentar desenterrar el esquema.

Recomiendo los sensores de marca de agua. Son durables y bastante fáciles de leer. Necesita dos salidas digitales más una entrada por sensor.

Conecte cada medidor a sus salidas, en serie con una resistencia de 10k. Cuando desee medir, configure una salida Alta y la otra Baja. Mida el voltaje a través del sensor. http://www.irrometer.com/pdf/supportmaterial/sensors/voltage-WM-chart.pdf tiene una tabla para la calibración aproximada; deberá establecer una línea de base "completamente mojada". Debido a que se supone que debe mojar completamente el suelo cuando entierra el sensor, lo haría de todos modos para asegurarse de que funciona correctamente.

Utiliza dos salidas porque debe cambiar la polaridad para evitar la corrosión.