Đo độ ẩm đất

Lý lịch

Để bắt đầu tham vọng trở lại với thiết bị điện tử từ lâu, tôi quyết định thử và chế tạo một thiết bị đo độ ẩm đất của cây trồng trong chậu để xác định xem chúng có cần tưới nước hay không. Mục đích cho lần đầu tiên là có một chiếc đèn led cho thấy mực nước hiện tại của nhà máy (thêm nước có màu đỏ!), Nhưng tất nhiên tôi có kế hoạch hoang dã cho việc tự tưới cây xuống đường.

Cú đâm đầu tiên của tôi được dựa trên hướng dẫn của Garduino , cụ thể là mạch này ở đây:

Nó là một bộ chia điện áp đơn giản sử dụng một điện trở đã biết và hai điện cực dây đồng mắc kẹt trong đất làm thiết bị đo. Điện áp đo được khi A0sử dụng ADC trên Teensy ++ của tôi tỷ lệ thuận với tỷ lệ của các điện trở, và tôi có thể làm việc trở lại với điện trở đất thực tế.

Tuy nhiên, trong thực tế, sức cản của đất hóa ra là bị trôi rất lớn. Gần như ngay lập tức sau khi bật thiết bị, điện trở đất đo được bắt đầu giảm. (Điều này cũng xảy ra nếu bạn gắn đồng hồ vạn năng trong nhà máy.) Sau một vài ngày đo, tôi không thể tìm thấy mối liên hệ có thể sử dụng giữa các phép đo và mức độ ẩm. Loại bỏ đầu dò và kiểm tra nó cho thấy sự xỉn màu đáng kể trên cực dương. Đối với tôi, điều này chỉ ra rằng một số loại phản ứng hóa học đang diễn ra (điện phân?). Đồng hồ vạn năng đo chênh lệch điện áp khoảng vài chục milivol: Tôi đã biến nhà máy của mình thành pin!

Để tránh vấn đề này, tôi chuyển đến một đầu dò được chế tạo từ ốc vít bằng thép không gỉ. Vì chúng ít phản ứng hơn đáng kể so với đồng, nên quá trình oxy hóa sẽ ít xảy ra vấn đề hơn. Ngoài ra, để tránh "sạc" đất, tôi đã đặt bộ chia điện áp giữa hai chân đầu ra kỹ thuật số của Teensy. Phép đo xảy ra như sau:

• Cả hai chân được giữ ở mức thấp khi không có phép đo nào diễn ra.
• Tôi lái một pin cao. Tôi đợi một phần nghìn giây và tôi đo điện áp ở trung tâm của dải phân cách.
• Tôi đảo ngược các điện áp pin (cao <-> thấp), đợi một mili giây và đo lại. Bây giờ tôi nên đo phần bù của phép đo đầu tiên.
• Cả hai chân được đưa xuống thấp một lần nữa và thiết bị ngủ cho đến lần đo tiếp theo.

Điều này không làm giảm vấn đề oxy hóa, nhưng điện trở đất đo được dường như vẫn bắt đầu giảm ngay khi tôi bắt đầu đo.

Câu hỏi

1. Bất cứ ai có thể đề nghị một phương pháp mạnh mẽ để đo độ ẩm của đất?
2. Bất cứ ai có thể giải thích những gì đang thực sự xảy ra ở đây?

Động não:

Gần đây tôi đã đọc về cảm biến điện dung . Cảm biến cảm ứng điện dung có ưu điểm lớn là chúng có thể được bịt kín hoàn toàn sau một lớp nhựa mỏng, do đó không có kim loại tiếp xúc để ăn mòn. ( "Điện tử và Robot: Cảm ứng chạm qua bề mặt dày?" )

Vì bạn không thể có dòng điện một chiều chạy qua nhựa, các cảm biến như vậy phải sử dụng AC, như Leon Heller đề xuất.

Than ôi, hầu hết các cuộc thảo luận mà tôi đã thấy là về cách chỉ phản ứng với những cú nhấn ngón tay thông minh; những gì ít thảo luận về nước độ ẩm là về cách giảm độ nhạy của cảm biến điện dung với nước bắn. ( "Diễn đàn Sparkfun: Cảm biến điện dung và chống thấm" ). Vì vậy, rõ ràng chúng rất nhạy cảm với nước, vì vậy có lẽ bạn có thể sử dụng "lỗ hổng" này và biến nó thành một tính năng.

Bạn nên sử dụng AC, để tránh sự phân cực của các điện cực, với sự sắp xếp cầu Wenner.

Phương pháp mạnh mẽ duy nhất để đo độ ẩm của đất mà tôi biết là sử dụng các đầu dò này .

Đây là cách thực vật học làm điều đó.

Tôi đã chế tạo một cảm biến độ ẩm đất bằng cách sử dụng hai đinh mạ kẽm đặt trong một xi lanh của Thạch cao Paris. Tôi đã không kiểm tra nó trong một khoảng thời gian đủ dài để đưa ra bất kỳ kết luận nào như bạn có, nhưng bạn có thể thử nghiệm với thiết kế đó.

Thạch cao trung hòa bất kỳ axit nào trong độ ẩm, do đó cô lập hàm lượng độ ẩm là một biến số (nhưng cũng hoạt động như một loại bộ lọc thông thấp!) + Việc mạ điện trên móng giúp ngăn chặn chúng khỏi quá trình oxy hóa.

Xin vui lòng gửi nếu bạn tìm thấy một giải pháp tốt.

Bạn có thể thử sử dụng các cảm biến Waterometer Watermark. Tôi đang sử dụng chúng để đo độ ẩm của đất. Nếu bạn quan tâm, tôi có thể thử và tìm hiểu sơ đồ.

Tôi muốn giới thiệu các cảm biến Watermark. Chúng bền và khá dễ đọc. Bạn cần hai đầu ra kỹ thuật số cộng với một đầu vào cho mỗi cảm biến.

Kết nối mỗi mét với đầu ra của bạn, nối tiếp với điện trở 10k. Khi bạn muốn đo, đặt một đầu ra Cao và Thấp khác. Đo điện áp trên cảm biến. http://www.irrometer.com/pdf/supportm vật liệu / cảm biến / điện áp-WM-chart.pdf có một biểu đồ để hiệu chuẩn thô; bạn sẽ cần thiết lập đường cơ sở "hoàn toàn ướt". Vì bạn phải làm ướt đất khi bạn chôn cảm biến, dù sao bạn cũng sẽ làm điều này để đảm bảo mọi thứ hoạt động chính xác.

Bạn sử dụng hai đầu ra vì bạn nên chuyển đổi cực để tránh ăn mòn.