Capteur d'humidité de sable fait maison. Capteur d'humidité du sol : principe de fonctionnement et montage DIY

Connectez l'Arduino au capteur d'humidité du sol FC-28 pour déterminer quand votre sol sous vos plantes a besoin d'eau.

Dans cet article, nous allons utiliser le capteur d'humidité du sol FC-28 avec Arduino. Ce capteur mesure la teneur en eau volumétrique du sol et nous donne le taux d'humidité. Le capteur nous donne des données analogiques et numériques en sortie. Nous allons le connecter dans les deux modes.

Le capteur d'humidité du sol se compose de deux capteurs qui sont utilisés pour mesurer la teneur en eau volumétrique. Les deux sondes permettent au courant de traverser le sol, ce qui donne une valeur de résistance, qui enfin mesure la valeur d'humidité.

Lorsqu'il y a de l'eau, le sol conduira plus d'électricité, ce qui signifie qu'il y aura moins de résistance. Un sol sec est un mauvais conducteur d'électricité, donc quand il y a moins d'eau, le sol conduit moins d'électricité, ce qui signifie plus de résistance.

Le capteur FC-28 peut être connecté en mode analogique et numérique. Nous le connecterons d'abord en mode analogique puis en mode numérique.

spécification

Spécifications du capteur d'humidité du sol FC-28 :

tension d'entrée : 3,3–5 V
tension de sortie : 0–4,2 V
courant d'entrée : 35mA
signal de sortie : analogique et numérique

Brochage

Le capteur d'humidité du sol FC-28 a quatre broches :

CCV : Puissance
A0 : sortie analogique
D0 : sortie numérique
GND : terre

Le module contient également un potentiomètre qui fixera la valeur de seuil. Cette valeur de seuil sera comparée sur le comparateur LM393. La LED nous signalera la valeur supérieure ou inférieure au seuil.

Mode analogique

Pour connecter le capteur en mode analogique, nous devons utiliser la sortie analogique du capteur. Le capteur d'humidité du sol FC-28 accepte les valeurs de sortie analogiques de 0 à 1023.

L'humidité est mesurée en pourcentage, nous allons donc comparer ces valeurs de 0 à 100, puis les afficher sur le moniteur série. Vous pouvez définir différentes valeurs d'humidité et allumer/éteindre la pompe à eau en fonction de ces valeurs.

Schéma de câblage

Connectez le capteur d'humidité du sol FC-28 à l'Arduino comme suit :

VCC FC-28 → 5V Arduino
GND FC-28 → GND Arduino
A0 FC-28 → A0 Arduino

Code pour sortie analogique

Pour la sortie analogique, nous écrivons le code suivant :

int sensor_pin = A0 ; int output_value ; void setup() ( Serial.begin(9600); Serial.println("Lecture à partir du capteur..."); delay(2000); ) void loop() ( output_value= analogRead(sensor_pin); output_value = map(output_value ,550,0,0,100); Serial.print("Mositure : "); Serial.print(output_value); Serial.println("%"); delay(1000); )

Explication des codes

Tout d'abord, nous avons défini deux variables, l'une pour le contact du capteur d'humidité du sol et l'autre pour stocker la sortie du capteur.

int sensor_pin = A0 ; int output_value ;

Dans la fonction de configuration, la commande Série.begin(9600) aidera à la communication entre Arduino et le moniteur série. Après cela, nous imprimerons "Lecture du capteur ..." sur l'affichage normal.

Void setup() ( Serial.begin(9600); Serial.println("Lecture depuis le capteur..."); delay(2000); )

Dans la fonction de boucle, nous allons lire la valeur de la sortie analogique du capteur et stocker la valeur dans une variable valeur_sortie. Ensuite, nous comparerons les valeurs de sortie de 0 à 100 car l'humidité est mesurée en pourcentage. Lorsque nous avons pris des mesures sur un sol sec, la valeur du capteur était de 550 et sur un sol humide, la valeur du capteur était de 10. Nous avons comparé ces valeurs pour obtenir la valeur d'humidité. Après cela, nous avons imprimé ces valeurs sur le moniteur série.

void loop() ( output_value= analogRead(sensor_pin); output_value = map(output_value,550,10,0,100); Serial.print("Mositure: "); Serial.print(output_value); Serial.println("%") ;retard(1000); )

Mode numérique

Pour connecter le capteur d'humidité du sol FC-28 en mode numérique, nous connecterons la sortie numérique du capteur à une broche numérique Arduino.

Le module capteur contient un potentiomètre utilisé pour régler la valeur seuil. La valeur de seuil est ensuite comparée à la valeur de sortie du capteur à l'aide du comparateur LM393, qui est placé sur le module de capteur FC-28. Le comparateur LM393 compare la valeur de sortie du capteur et la valeur de seuil, puis nous donne la valeur de sortie via une sortie numérique.

Lorsque la valeur du capteur est supérieure à la valeur seuil, la sortie numérique nous donnera 5V et la LED du capteur s'allumera. Sinon, lorsque la valeur du capteur est inférieure à cette valeur de seuil, 0V sera transmis à la sortie numérique et la LED ne s'allumera pas.

Schéma de câblage

Les connexions pour le capteur d'humidité du sol FC-28 et Arduino en mode numérique sont les suivantes :

VCC FC-28 → 5V Arduino
GND FC-28 → GND Arduino
D0 FC-28 → Broche 12 Arduino
LED positive → Broche 13 Arduino
LED moins → GND Arduino

Code pour le mode numérique

Le code pour le mode numérique est ci-dessous :

intled_pin=13 ; int sensor_pin=8 ; void setup() ( pinMode(led_pin, OUTPUT); pinMode(sensor_pin, INPUT); ) void loop() ( if(digitalRead(sensor_pin) == HIGH)( digitalWrite(led_pin, HIGH); ) else ( digitalWrite(led_pin, BAS ); délai (1 000 ); ) )

Explication des codes

Tout d'abord, nous avons initialisé 2 variables pour connecter la sortie LED et la sortie numérique du capteur.

int led_pin = 13 ; int sensor_pin = 8 ;

Dans la fonction de configuration, nous déclarons la broche LED comme broche de sortie, car nous allons allumer la LED à travers elle. Nous avons déclaré la broche du capteur comme broche d'entrée, car l'Arduino recevra des valeurs du capteur via cette broche.

Void setup() ( pinMode(led_pin, OUTPUT); pinMode(sensor_pin, INPUT); )

Dans la fonction de boucle, nous lisons à partir de la sortie du capteur. Si la valeur est supérieure à la valeur seuil, la LED s'allume. Si la valeur du capteur est inférieure à la valeur seuil, l'indicateur s'éteint.

Void loop() ( if(digitalRead(sensor_pin) == HIGH)( digitalWrite(led_pin, HIGH); ) else ( digitalWrite(led_pin, LOW); delay(1000); ) )

Ceci conclut la leçon d'introduction sur l'utilisation du capteur FC-28 pour Arduino. Bonne chance avec vos projets.

Bonjour à tous, aujourd'hui, dans notre article, nous verrons comment fabriquer un capteur d'humidité du sol de vos propres mains. La raison de l'autoproduction peut être l'usure du capteur (corrosion, oxydation), ou simplement l'impossibilité d'acheter, une longue attente et le désir de faire quelque chose de ses propres mains. Dans mon cas, le désir de fabriquer le capteur moi-même était l'usure, le fait est que la sonde du capteur, avec une alimentation constante en tension, interagit avec le sol et l'humidité, à la suite de quoi elle s'oxyde. Par exemple, les capteurs SparkFun le recouvrent d'une composition spéciale (Electroless Nickel Immersion Gold) pour augmenter la ressource de travail. Aussi, afin de prolonger la durée de vie du capteur, il est préférable de n'alimenter le capteur qu'au moment des mesures.
Un "beau" jour, j'ai remarqué que mon système d'irrigation humidifiait le sol inutilement, en vérifiant le capteur, j'ai retiré la sonde du sol et voici ce que j'ai vu :

En raison de la corrosion entre les sondes, une résistance supplémentaire apparaît, à la suite de quoi le signal devient plus petit et l'arduino considère que le sol est sec. Comme j'utilise un signal analogique, je ne ferai pas de circuit avec une sortie numérique sur un comparateur pour simplifier le circuit.

Le schéma montre le comparateur du capteur d'humidité du sol, la partie qui convertit le signal analogique en numérique est marquée en rouge. La partie non marquée est la partie dont nous avons besoin pour convertir l'humidité en un signal analogique, et nous l'utiliserons. Un peu plus bas j'ai donné un schéma de connexion des sondes à l'arduino.

La partie gauche du diagramme montre comment les sondes sont connectées à l'arduino, et j'ai apporté la partie droite (avec la résistance R2) afin de montrer comment les lectures ADC changent. Lorsque les sondes sont descendues dans le sol, une résistance se forme entre elles (dans le schéma je l'ai affichée conditionnellement R2), si le sol est sec, alors la résistance est infiniment grande, et si elle est humide, alors elle tend vers 0. Étant donné que les deux résistances R1 et R2 forment un diviseur de tension et que le point médian est la sortie (out a0), la tension de sortie dépend de la valeur de la résistance R2. Par exemple, si la résistance R2 \u003d 10Kom, alors la tension sera de 2,5V. Vous pouvez souder la résistance sur les fils pour ne pas faire de découplage supplémentaire, pour la stabilité des lectures, vous pouvez ajouter un condensateur de 0,01 μF entre - l'alimentation et la sortie. le schéma de connexion est le suivant :

Puisque nous avons traité la partie électrique, nous pouvons passer à la partie mécanique. Pour la fabrication des sondes, il est préférable d'utiliser le matériau le moins sensible à la corrosion afin de prolonger la durée de vie du capteur. Vous pouvez utiliser de l'"acier inoxydable" ou du métal galvanisé, vous pouvez choisir n'importe quelle forme, vous pouvez même utiliser deux morceaux de fil. J'ai choisi la "galvanisation" pour les sondes, j'ai utilisé un petit morceau de getinaks comme matériel de fixation. Il convient également de considérer que l'insistance entre les sondes doit être de 5 mm à 10 mm, mais vous ne devez pas en faire plus. J'ai soudé les fils du capteur aux extrémités de la galvanisation. Voici ce qui s'est passé à la fin :

Je n'ai pas fait de reportage photo détaillé, tout est si simple. Et voici une photo en action :

Comme je l'ai souligné précédemment, il est préférable d'utiliser le capteur uniquement au moment de la mesure. La meilleure option consiste à allumer via un interrupteur à transistor, mais comme ma consommation de courant était de 0,4 mA, je peux l'allumer directement. Pour fournir une tension pendant les mesures, vous pouvez connecter le contact du capteur VCC à la broche PWM ou utiliser la sortie numérique pour fournir un niveau élevé (HIGH) au moment de la mesure, puis le régler à un niveau bas. Il convient également de noter qu'après avoir appliqué une tension au capteur, il est nécessaire d'attendre un certain temps pour que les lectures se stabilisent. Exemple via PWM :

Capteur int = A0 ; entier power_sensor = 3 ;

void setup()(
// placez votre code d'installation ici, à exécuter une fois :
Série.begin(9600);
analogWrite(power_sensor, 0);
}

boucle vide() (

retard (10000);
Serial.print("Suhost" : ");
Serial.println(analogRead(capteur));
analogWrite(power_sensor, 255);
retard (10000);
}

Merci à tous pour votre attention !

De nombreux jardiniers et jardinières sont privés de la possibilité de s'occuper quotidiennement des légumes plantés, des baies, des arbres fruitiers en raison de la charge de travail ou pendant les vacances. Cependant, les plantes ont besoin d'un arrosage régulier. À l'aide de systèmes automatisés simples, vous pouvez vous assurer que le sol de votre site maintiendra l'humidité nécessaire et stable tout au long de votre absence. Pour construire un système d'irrigation de jardin, vous aurez besoin de l'élément de contrôle principal - un capteur d'humidité du sol.

Capteur d'humidité

Les capteurs d'humidité sont aussi parfois appelés humidimètres ou capteurs d'humidité. Presque tous les humidimètres de sol du marché mesurent l'humidité de manière résistive. Ce n'est pas une méthode complètement précise car elle ne prend pas en compte les propriétés électrolytiques de l'objet mesuré. Les lectures de l'appareil peuvent être différentes avec la même humidité du sol, mais avec une acidité ou une teneur en sel différente. Mais pour les jardiniers-expérimentateurs, les lectures absolues des instruments ne sont pas aussi importantes que les lectures relatives qui peuvent être configurées pour l'actionneur d'alimentation en eau sous certaines conditions.

L'essence de la méthode résistive est que l'appareil mesure la résistance entre deux conducteurs placés dans le sol à une distance de 2-3 cm l'un de l'autre. C'est l'habituel ohmmètre, qui est inclus dans tout testeur numérique ou analogique. Auparavant, ces outils s'appelaient avomètres.

Il existe également des dispositifs avec un indicateur intégré ou à distance pour le contrôle opérationnel de l'état du sol.

Il est facile de mesurer la différence de conductivité électrique avant l'arrosage et après l'arrosage en utilisant l'exemple d'un pot avec une plante d'intérieur à base d'aloès. Lecture avant arrosage 101,0 kOhm.

Lecture après arrosage après 5 minutes 12,65 kOhm.

Mais un testeur ordinaire ne montrera que la résistance de la zone du sol entre les électrodes, mais ne pourra pas aider à l'arrosage automatique.

Le principe de fonctionnement de l'automatisation

Dans les systèmes d'arrosage automatique, la règle « arroser ou ne pas arroser » s'applique généralement. En règle générale, personne n'a besoin de réguler la force de la pression de l'eau. Cela est dû à l'utilisation de vannes contrôlées coûteuses et d'autres dispositifs inutiles et technologiquement complexes.

Presque tous les capteurs d'humidité sur le marché, en plus de deux électrodes, ont un comparateur dans leur conception. Il s'agit de l'appareil analogique-numérique le plus simple qui convertit le signal entrant sous forme numérique. C'est-à-dire qu'à un niveau d'humidité défini, vous obtiendrez un ou zéro (0 ou 5 volts) à sa sortie. Ce signal deviendra la source de l'actionneur suivant.

Pour un arrosage automatique, le plus rationnel serait d'utiliser une électrovanne comme actionneur. Il est inclus dans les ruptures de tuyaux et peut également être utilisé dans les systèmes d'irrigation micro-goutte à goutte. S'allume en appliquant 12 V.

Pour les systèmes simples fonctionnant sur le principe "le capteur a fonctionné - l'eau est partie", il suffit d'utiliser le comparateur LM393. Le microcircuit est un amplificateur opérationnel double capable de recevoir un signal de commande en sortie avec un niveau d'entrée réglable. La puce a une sortie analogique supplémentaire qui peut être connectée à un contrôleur programmable ou à un testeur. Un analogue soviétique approximatif du comparateur double LM393 est le microcircuit 521CA3.

La figure montre un interrupteur d'humidité fini avec un capteur fabriqué en Chine pour seulement 1 $.

Ci-dessous, une version renforcée, avec un courant de sortie de 10A à une tension alternative allant jusqu'à 250 V, pour 3-4 $.

Systèmes d'automatisation d'irrigation

Si vous êtes intéressé par un système d'irrigation automatique à part entière, vous devez penser à acheter un contrôleur programmable. Si la zone est petite, il suffit d'installer 3 à 4 capteurs d'humidité pour différents types d'irrigation. Par exemple, un jardin a besoin de moins d'arrosage, les framboises aiment l'humidité et les melons ont besoin de suffisamment d'eau du sol, sauf pendant les périodes extrêmement sèches.

Sur la base de nos propres observations et mesures de capteurs d'humidité, nous pouvons calculer approximativement l'efficacité et l'efficacité de l'approvisionnement en eau dans les zones. Les processeurs vous permettent de faire des ajustements saisonniers, peuvent utiliser les lectures des humidimètres, prendre en compte les précipitations, les saisons.

Certains capteurs d'humidité du sol sont équipés d'une interface RJ-45 pour la connexion à un réseau. Le micrologiciel du processeur vous permet de configurer le système afin qu'il vous avertisse du besoin d'arrosage via les réseaux sociaux ou SMS. Ceci est utile dans les cas où il n'est pas possible de connecter un système d'arrosage automatisé, par exemple pour les plantes d'intérieur.

Pour le système d'automatisation de l'irrigation, il est pratique à utiliser contrôleurs avec des entrées analogiques et de contact qui connectent tous les capteurs et transmettent leurs lectures via un seul bus à un ordinateur, une tablette ou un téléphone portable. Les appareils exécutifs sont contrôlés via l'interface WEB. Les contrôleurs universels les plus courants sont :

MégaD-328 ;
Arduino ;
chasseur;
Torô.

Ce sont des dispositifs flexibles qui permettent de régler finement le système d'arrosage automatique et de lui confier un contrôle total sur le jardin.

Un système simple d'automatisation de l'irrigation

Le système d'automatisation d'irrigation le plus simple consiste en un capteur d'humidité et un dispositif de contrôle. Vous pouvez fabriquer un capteur d'humidité du sol de vos propres mains. Vous aurez besoin de deux clous, d'une résistance de 10 kΩ et d'une alimentation avec une tension de sortie de 5 V. Convient depuis un téléphone portable.

En tant qu'appareil qui émettra une commande d'arrosage, vous pouvez utiliser un microcircuit LM393. Vous pouvez acheter un nœud prêt à l'emploi ou l'assembler vous-même, vous aurez alors besoin de :

résistances 10 kOhm - 2 pièces ;
résistances 1 kOhm - 2 pièces ;
résistances 2 kOhm - 3 pièces ;
résistance variable 51-100 kOhm - 1 pièce ;
LED - 2 pièces ;
n'importe quelle diode, pas puissante - 1 pc;
transistor, tout PNP de puissance moyenne (par exemple, KT3107G) - 1 pc;
condensateurs 0,1 microns - 2 pièces ;
Puce LM393 - 1 pièce;
relais avec un seuil de 4 V;
circuit imprimé.

Le schéma de montage est présenté ci-dessous.

Après l'assemblage, connectez le module à l'alimentation électrique et au capteur de niveau d'humidité du sol. Connectez un testeur à la sortie du comparateur LM393. Réglez le seuil de déclenchement à l'aide de la résistance de compensation. Au fil du temps, il devra être corrigé, peut-être plus d'une fois.

Le schéma de circuit et le brochage du comparateur LM393 sont illustrés ci-dessous.

L'automatisation la plus simple est prête. Il suffit de connecter un actionneur aux bornes de fermeture, par exemple une électrovanne qui ouvre et ferme l'alimentation en eau.

Actionneurs d'automatisation d'irrigation

Le principal dispositif d'actionnement pour l'automatisation de l'irrigation est une vanne électronique avec et sans contrôle du débit d'eau. Ces derniers sont moins chers, plus faciles à entretenir et à gérer.

Il existe de nombreuses grues contrôlées et d'autres fabricants.

Si votre site rencontre des problèmes d'alimentation en eau, achetez des électrovannes avec capteur de débit. Cela empêchera le solénoïde de griller si la pression de l'eau baisse ou si l'alimentation en eau tombe en panne.

Inconvénients des systèmes d'irrigation automatiques

Le sol est hétérogène et diffère dans sa composition, de sorte qu'un capteur d'humidité peut afficher des données différentes dans les zones voisines. De plus, certaines zones sont ombragées par des arbres et sont plus humides que celles situées dans des endroits ensoleillés. Aussi, la proximité des nappes phréatiques, leur niveau par rapport à l'horizon, a un impact important.

Lors de l'utilisation d'un système d'irrigation automatisé, le paysage de la zone doit être pris en compte. Le site peut être divisé en secteurs. Dans chaque secteur, installez un ou plusieurs capteurs d'humidité et calculez leur propre algorithme de fonctionnement pour chacun. Cela compliquera grandement le système et il est peu probable qu'il soit possible de se passer d'un contrôleur, mais par la suite, cela vous évitera presque complètement de perdre du temps à rester ridiculement debout avec un tuyau dans les mains sous le soleil brûlant. Le sol sera rempli d'humidité sans votre participation.

La construction d'un système d'irrigation automatisé efficace ne peut pas être basée uniquement sur les lectures des capteurs d'humidité du sol. Il est impératif d'utiliser en plus des capteurs de température et de lumière, de prendre en compte le besoin physiologique en eau des plantes de différentes espèces. Les changements saisonniers doivent également être pris en compte. De nombreuses entreprises produisant des systèmes d'automatisation de l'irrigation proposent des logiciels flexibles pour différentes régions, zones et cultures.

Lors de l'achat d'un système avec capteur d'humidité, ne tombez pas dans les slogans marketing idiots : nos électrodes sont plaquées or. Même s'il en est ainsi, vous n'enrichirez le sol qu'en métal noble lors du processus d'électrolyse des assiettes et des portefeuilles d'hommes d'affaires pas très honnêtes.

Conclusion

Cet article parlait des capteurs d'humidité du sol, qui sont le principal élément de contrôle de l'arrosage automatique. De plus, le principe de fonctionnement du système d'automatisation de l'irrigation a été pris en compte, qui peut être acheté prêt à l'emploi ou assemblé par vous-même. Le système le plus simple consiste en un capteur d'humidité et un dispositif de contrôle, dont le schéma de montage à faire soi-même a également été présenté dans cet article.

L'instrument utilisé pour mesurer le taux d'humidité s'appelle un hygromètre ou simplement un capteur d'humidité. Dans la vie de tous les jours, l'humidité est un paramètre important, et souvent non seulement pour la vie la plus ordinaire, mais aussi pour divers équipements, et pour l'agriculture (humidité du sol) et bien plus encore.

En particulier, notre bien-être dépend beaucoup du degré d'humidité dans l'air. Les personnes dépendantes des conditions météorologiques, ainsi que les personnes souffrant d'hypertension, d'asthme bronchique, de maladies du système cardiovasculaire, sont particulièrement sensibles à l'humidité.

Avec une sécheresse élevée de l'air, même les personnes en bonne santé ressentent une gêne, une somnolence, des démangeaisons et une irritation de la peau. Souvent, l'air sec peut provoquer des maladies du système respiratoire, commençant par des infections respiratoires aiguës et des infections virales respiratoires aiguës, et se terminant même par une pneumonie.

Dans les entreprises, l'humidité de l'air peut affecter la sécurité des produits et des équipements, et dans l'agriculture, l'influence de l'humidité du sol sur la fertilité, etc. est sans ambiguïté. capteurs d'humidité - hygromètres.

Certains appareils techniques sont initialement calibrés à l'importance strictement requise, et parfois pour affiner l'appareil, il est important d'avoir la valeur exacte de l'humidité dans l'environnement.

Humidité peut être mesuré par plusieurs des grandeurs possibles :

Pour déterminer l'humidité de l'air et des autres gaz, les mesures sont prises en grammes par mètre cube, lorsqu'il s'agit de la valeur absolue de l'humidité, ou en unités d'humidité relative, lorsqu'il s'agit d'humidité relative.

Pour les mesures d'humidité dans les solides ou dans les liquides, les mesures en pourcentage de la masse des échantillons d'essai conviennent.

Pour déterminer la teneur en humidité de liquides peu miscibles, les ppm (combien de parties d'eau il y a pour 1 000 000 parties de poids d'échantillon) serviront d'unités de mesure.

Selon le principe de fonctionnement, les hygromètres sont divisés en:

capacitif ;

résistif;

thermistance ;

optique;

électronique.

Les hygromètres capacitifs, dans leur forme la plus simple, sont des condensateurs avec de l'air comme diélectrique dans l'espace. On sait que la constante diélectrique de l'air est directement liée à l'humidité et que les variations de l'humidité du diélectrique entraînent des variations de la capacité du condensateur à air.

Une version plus complexe du capteur d'humidité capacitif à entrefer contient un diélectrique, avec une constante diélectrique qui peut changer considérablement sous l'influence de l'humidité. Cette approche rend la qualité du capteur meilleure que simplement avec de l'air entre les plaques du condensateur.

La deuxième option est bien adaptée pour effectuer des mesures concernant la teneur en eau des solides. L'objet à l'étude est placé entre les plaques d'un tel condensateur, par exemple, l'objet peut être une tablette, et le condensateur lui-même est connecté au circuit oscillant et au générateur électronique, tandis que la fréquence naturelle du circuit résultant est mesurée , et la capacité obtenue en introduisant l'échantillon étudié est « calculée » à partir de la fréquence mesurée.

Bien entendu, cette méthode présente également certains inconvénients, par exemple, lorsque la teneur en humidité de l'échantillon est inférieure à 0,5%, elle sera imprécise, de plus, l'échantillon mesuré doit être nettoyé des particules à fort changement diélectrique au cours de l'étude .

Le troisième type de capteur d'humidité capacitif est l'hygromètre capacitif à couche mince. Il comprend un substrat sur lequel sont déposées deux électrodes en peigne. Les électrodes en peigne jouent dans ce cas le rôle de plaques. Aux fins de la compensation thermique, deux capteurs de température supplémentaires sont en outre introduits dans le capteur.

Un tel capteur comprend deux électrodes, qui sont déposées sur un substrat, et au-dessus des électrodes elles-mêmes, une couche de matériau est appliquée, qui se distingue par une résistance plutôt faible, qui varie cependant fortement en fonction de l'humidité.

Un matériau approprié dans le dispositif peut être l'alumine. Cet oxyde absorbe bien l'eau du milieu extérieur, alors que sa résistivité change fortement. De ce fait, la résistance totale du circuit de mesure d'un tel capteur dépendra fortement de l'humidité. Ainsi, l'amplitude du courant circulant indiquera le niveau d'humidité. L'avantage des capteurs de ce type est leur faible prix.

L'hygromètre à thermistance se compose d'une paire de thermistances identiques. Au passage, rappelons qu'il s'agit d'un composant électronique non linéaire dont la résistance dépend fortement de sa température.

L'une des thermistances incluses dans le circuit est placée dans une chambre étanche à l'air sec. Et l'autre est dans une chambre avec des trous à travers lesquels l'air y pénètre avec une humidité caractéristique, dont la valeur doit être mesurée. Les thermistances sont connectées dans un circuit en pont, la tension est appliquée à l'une des diagonales du pont et les lectures sont prises à partir de l'autre diagonale.

Dans le cas où la tension aux bornes de sortie est nulle, les températures des deux composants sont égales, donc l'humidité est la même. Dans le cas où une tension non nulle est obtenue en sortie, cela indique la présence d'une différence d'humidité dans les chambres. Ainsi, en fonction de la valeur de la tension obtenue lors des mesures, l'humidité est déterminée.

Un chercheur inexpérimenté peut avoir une bonne question, pourquoi la température de la thermistance change-t-elle lorsqu'elle interagit avec de l'air humide ? Mais le fait est qu'avec une augmentation de l'humidité, l'eau commence à s'évaporer du boîtier de la thermistance, tandis que la température du boîtier diminue, et plus l'humidité est élevée, plus l'évaporation est intense et plus la thermistance se refroidit rapidement.

4) Capteur d'humidité optique (condensation)

Ce type de capteur est le plus précis. Le fonctionnement d'un capteur d'humidité optique repose sur un phénomène lié à la notion de « point de rosée ». Au moment où la température atteint le point de rosée, les phases gazeuse et liquide sont en équilibre thermodynamique.

Donc, si vous prenez du verre et l'installez dans un milieu gazeux, où la température au moment de l'étude est supérieure au point de rosée, puis démarrez le processus de refroidissement de ce verre, puis à une valeur de température spécifique, le condensat d'eau commencera se former à la surface du verre, cette vapeur d'eau va commencer à passer dans la phase liquide. Cette température sera juste le point de rosée.

Ainsi, la température du point de rosée est inextricablement liée et dépend de paramètres tels que l'humidité et la pression dans l'environnement. En conséquence, ayant la capacité de mesurer la pression et la température du point de rosée, il sera facile de déterminer l'humidité. Ce principe est à la base du fonctionnement des capteurs d'humidité optiques.

Le circuit le plus simple d'un tel capteur consiste en une LED qui brille sur une surface de miroir. Le miroir réfléchit la lumière, change sa direction et la dirige vers le photodétecteur. Dans ce cas, le miroir peut être chauffé ou refroidi au moyen d'un dispositif spécial de contrôle de température de haute précision. Souvent, un tel dispositif est une pompe thermoélectrique. Bien sûr, un capteur de température est installé sur le miroir.

Avant de commencer les mesures, la température du miroir est réglée sur une valeur connue pour être supérieure à la température du point de rosée. Ensuite, le refroidissement progressif du miroir est effectué. Au moment où la température commence à franchir le point de rosée, les gouttes d'eau commenceront immédiatement à se condenser à la surface du miroir et le faisceau lumineux de la diode se brisera à cause d'eux, se dispersera, ce qui entraînera une diminution de le courant dans le circuit photodétecteur. Grâce à la rétroaction, le photodétecteur interagit avec le contrôleur de température du miroir.

Ainsi, sur la base des informations reçues sous forme de signaux du photodétecteur, le contrôleur de température maintiendra la température sur la surface du miroir exactement égale au point de rosée, et le capteur de température affichera en conséquence la température. Ainsi, à pression et température connues, il est possible de déterminer avec précision les principaux indicateurs d'humidité.

Le capteur d'humidité optique a la plus grande précision, inaccessible par d'autres types de capteurs, ainsi que l'absence d'hystérésis. L'inconvénient est le prix le plus élevé de tous, ainsi qu'une consommation d'énergie élevée. De plus, il est nécessaire de s'assurer que le miroir est propre.

Le principe de fonctionnement d'un capteur électronique d'humidité de l'air repose sur une modification de la concentration d'électrolyte recouvrant tout matériau isolant électrique. Il existe de tels appareils à chauffage automatique en référence au point de rosée.

Souvent, le point de rosée est mesuré sur une solution concentrée de chlorure de lithium, qui est très sensible aux changements minimes d'humidité. Pour un maximum de confort, un tel hygromètre est souvent équipé en plus d'un thermomètre. Cet appareil a une grande précision et une faible erreur. Il est capable de mesurer l'humidité quelle que soit la température ambiante.

Les hygromètres électroniques simples sont également populaires sous la forme de deux électrodes, qui sont simplement enfoncées dans le sol, contrôlant sa teneur en humidité en fonction du degré de conductivité, en fonction de cette même teneur en humidité. De tels capteurs sont populaires auprès des fans, car vous pouvez facilement configurer l'arrosage automatique d'un lit de jardin ou d'une fleur dans un pot, au cas où il n'y aurait pas de temps ou qu'il ne serait pas pratique d'arroser manuellement.

Avant d'acheter un capteur, réfléchissez à ce dont vous aurez besoin pour mesurer l'humidité relative ou absolue, l'air ou le sol, quelle est la plage de mesure attendue, si l'hystérésis est importante et quelle précision est nécessaire. Le capteur le plus précis est optique. Faites attention à la classe de protection IP, à la plage de température de fonctionnement, en fonction des conditions spécifiques dans lesquelles le capteur sera utilisé, si les paramètres vous conviennent.

Capteur d'humidité du sol Arduino conçu pour déterminer le taux d'humidité du sol dans lequel il est immergé. Il vous permet de savoir si les plantes de votre maison ou de votre jardin sont sous ou sur arrosées. La connexion de ce module au contrôleur vous permet d'automatiser le processus d'arrosage de vos plantes, jardin ou plantation (une sorte de "smart watering").

Le module se compose de deux parties : la sonde de contact YL-69 et le capteur YL-38, les fils de connexion sont inclus. Une petite tension est créée entre les deux électrodes de la sonde YL-69. Si le sol est sec, la résistance est élevée et le courant sera moindre. Si le sol est humide, la résistance est moindre, le courant est légèrement supérieur. Selon le signal analogique final, on peut juger du degré d'humidité. La sonde YL-69 est connectée à la sonde YL-38 via deux fils. En plus des broches de connexion à la sonde, le capteur YL-38 dispose de quatre broches pour la connexion au contrôleur.

Vcc – alimentation du capteur ;
GND - masse ;
A0 - valeur analogique ;
D0 est la valeur numérique du taux d'humidité.

Le capteur YL-38 est construit sur la base du comparateur LM393, qui fournit une tension à la sortie D0 selon le principe: sol humide - niveau logique bas, sol sec - niveau logique haut. Le niveau est déterminé par une valeur de seuil qui peut être ajustée avec un potentiomètre. Une valeur analogique est appliquée à la broche A0, qui peut être transférée au contrôleur pour un traitement, une analyse et une prise de décision ultérieurs. Le capteur YL-38 possède deux LED qui signalent la présence d'une alimentation électrique venant au capteur et un niveau de signal numérique à la sortie D0. La présence d'une sortie numérique D0 et d'une LED de niveau D0 permet d'utiliser le module de manière autonome, sans connexion au contrôleur.

Spécifications des modules

Tension d'alimentation : 3,3-5 V ;
Consommation de courant 35 mA ;
Sortie : numérique et analogique ;
Taille du module : 16×30 mm ;
Taille de la sonde : 20×60 mm ;
Poids total : 7,5 g

Exemple d'utilisation

Envisagez de connecter un capteur d'humidité du sol à un Arduino. Créons un projet d'indicateur d'humidité du sol pour une plante d'intérieur (votre fleur préférée que vous oubliez parfois d'arroser). Pour indiquer le niveau d'humidité du sol, nous utiliserons 8 LED. Pour le projet, nous avons besoin des détails suivants :

Carte Arduino Uno
Capteur d'humidité du sol
8 LED
Planche à pain
Fils de connexion.

Nous allons assembler le circuit représenté sur la figure ci-dessous

Commençons l'IDE Arduino. Créons un nouveau croquis et ajoutons-y les lignes suivantes : // Capteur d'humidité du sol // http: // site // contact pour connecter la sortie analogique du capteur int aPin=A0 ; // broches pour connecter les LED d'indication int ledPins=(4,5,6,7,8,9,10,11); // variable pour stocker la valeur du capteur int avalue=0 ; // nombre variable de LED allumées int countled=8 ; // valeur d'arrosage complète int minvalue=220 ; // valeur de sécheresse critique int maxvalue=600 ; void setup() ( // initialisation du port série Serial.begin(9600); // réglage des broches d'indication LED // en mode OUTPUT for(int i=0;i<8;i++) { pinMode(ledPins[i],OUTPUT); } } void loop() { // получение значения с аналогового вывода датчика avalue=analogRead(aPin); // вывод значения в монитор последовательного порта Arduino Serial.print("avalue=");Serial.println(unevaleur); // met à l'échelle la valeur de 8 LED countled=map(avalue,maxvalue,minvalue,0,7); // indication du niveau d'humidité pour(int i=0;i<8;i++) ( if(i<=countled) digitalWrite(ledPins[i],HIGH); //allumer la LED else digitalWrite(ledPins[i],LOW ) ; // éteint la LED ) // pause avant la réception de la valeur suivante 1000 ms delay(1000); ) La sortie analogique du capteur est connectée à l'entrée analogique de l'Arduino, qui est un convertisseur analogique-numérique (ADC) avec une résolution de 10 bits, ce qui permet à la sortie de recevoir des valeurs à partir de 0 à 1023. ) seront obtenus expérimentalement. Une plus grande sécheresse du sol correspond à une plus grande valeur du signal analogique. À l'aide de la fonction de carte, nous mettons à l'échelle la valeur analogique du capteur à la valeur de notre indicateur LED. Plus l'humidité du sol est élevée, plus la valeur de l'indicateur LED (nombre de LED allumées) est élevée. En connectant cet indicateur à une fleur, nous pouvons voir de loin le degré d'humidité sur l'indicateur et déterminer le besoin d'arrosage.