Mesure de l'humidité du sol

Contexte

Pour relancer mon ambition de longue date de revenir à l'électronique, j'ai décidé d'essayer de fabriquer un appareil qui mesure l'humidité du sol des plantes en pot pour déterminer si elles doivent être arrosées. Le but de la première incarnation est d'avoir une led qui montre le niveau d'eau actuel de la plante (ajouter de l'eau est rouge!), Mais bien sûr, j'ai des plans sauvages pour des plantes à arrosage automatique en cours de route.

Mon premier coup était basé sur le Garduino instructable , en particulier ce circuit ici:

Il s'agit d'un simple diviseur de tension utilisant une résistance connue et deux électrodes en fil de cuivre coincées dans le sol comme appareil de mesure. La tension mesurée lors de l' A0utilisation de l'ADC sur mon Teensy ++ est proportionnelle au rapport des résistances, et je peux revenir à la résistance réelle du sol.

Cependant, dans la pratique, la résistance du sol s'est révélée être soumise à une très grande dérive. Presque immédiatement après avoir allumé l'appareil, la résistance mesurée du sol a commencé à chuter. (Cela se produit également si vous collez un multimètre dans l'usine.) Après quelques jours de mesure, je n'ai trouvé aucun lien utilisable entre les mesures et le niveau d'humidité. Le retrait et l'inspection de la sonde ont révélé un ternissement considérable de l'anode. Pour moi, cela indique qu'une sorte de réaction chimique a lieu (électrolyse?). Un multimètre mesure un différentiel de tension de quelques dizaines de millivolts: j'ai transformé mon usine en batterie!

Pour éviter ce problème, je suis passé à une sonde construite avec des vis en acier inoxydable. Comme ils sont considérablement moins réactifs que le cuivre, l'oxydation devrait être moins problématique. De plus, pour éviter de "charger" le sol, j'ai mis le diviseur de tension entre deux broches de sortie numérique du Teensy. La mesure se déroule comme suit:

• Les deux broches sont maintenues basses lorsqu'aucune mesure n'a lieu.
• Je conduis une broche haute. J'attends une milliseconde et je mesure la tension au centre du diviseur.
• J'inverse les tensions des broches (haut <-> bas), attend une milliseconde et mesure à nouveau. Je devrais maintenant mesurer le complément de la première mesure.
• Les deux broches sont à nouveau abaissées et l'appareil se met en veille jusqu'à la prochaine mesure.

Cela réduit le problème d'oxydation, mais la résistance mesurée du sol semble toujours commencer à chuter dès que je commence à mesurer.

Question

1. Quelqu'un peut-il recommander une méthode robuste pour mesurer l'humidité du sol?
2. Quelqu'un peut-il expliquer ce qui se passe vraiment ici?

Réflexion:

J'ai lu récemment sur la détection capacitive . Les capteurs tactiles capacitifs ont le grand avantage de pouvoir être scellés hermétiquement complètement derrière une fine couche de plastique, donc il n'y a pas de métal exposé à se corroder. ( "Electronique et robotique: sentir le toucher à travers une surface épaisse?" )

Parce que vous ne pouvez pas faire passer le courant continu à travers le plastique, ces capteurs doivent utiliser du courant alternatif, comme l'a suggéré Leon Heller.

Hélas, la plupart des discussions que j'ai vues ont porté sur la manière de répondre uniquement aux pressions intelligentes des doigts; le peu de discussion sur l'eau et l'humidité concerne la façon de réduire la sensibilité des capteurs capacitifs aux projections d'eau. ( "Forums Sparkfun: Capteurs capacitifs et étanchéité" ). Ils sont donc clairement sensibles à l'eau, alors peut-être pourriez-vous utiliser ce "défaut" et en faire une fonctionnalité.

Vous devriez utiliser AC, pour éviter la polarisation des électrodes, avec un arrangement de pont Wenner.

La seule méthode robuste pour mesurer l'humidité du sol que je connaisse est d'utiliser ces sondes.

Voici comment fonctionne Botanicalls .

J'ai construit un capteur d'humidité du sol à l'aide de deux clous galvanisés fixés dans un cylindre de plâtre de Paris. Je ne l'ai pas testé sur une période de temps assez longue pour tirer des conclusions comme vous l'avez fait, mais vous pourriez expérimenter avec cette conception.

Le plâtre neutralise tout acide dans l'humidité, isolant ainsi la teneur en humidité en tant que variable (mais fonctionne également comme une sorte de filtre passe-bas!) + La galvanisation sur les ongles aide à les empêcher de s'oxyder.

Veuillez poster si vous trouvez une bonne solution.

Vous pouvez essayer d'utiliser les capteurs Irrometer Watermark. Je les utilise maintenant pour mesurer l'humidité du sol. Si vous êtes intéressé, je peux essayer de fouiller le schéma.

Je recommanderais les capteurs Watermark. Ils sont durables et assez faciles à lire. Vous avez besoin de deux sorties numériques plus une entrée par capteur.

Connectez chaque compteur à vos sorties, en série avec une résistance 10k. Lorsque vous voulez mesurer, réglez une sortie sur High et l'autre sur Low. Mesurez la tension aux bornes du capteur. http://www.irrometer.com/pdf/supportmaterial/sensors/voltage-WM-chart.pdf a un tableau pour l'étalonnage approximatif; vous devrez établir une ligne de base "complètement humide". Parce que vous êtes censé mouiller complètement le sol lorsque vous enterrez le capteur, vous devez le faire de toute façon afin de vous assurer que la chose fonctionne correctement.

Vous utilisez deux sorties car vous devez changer la polarité afin d'éviter la corrosion.