Automatiska bevattningssystem med kapacitiv sond och Arduino på billiga (och jag menar det) (1 / 10 steg)

Steg 1: Markens fuktighet sonden

En dubbel sida mönstrad PCB agerar som en planar kondensator med plana plattor - se första diagrammet (endast kvalitativa förklaring).
Den enklaste skulle se ut två kammar med mellanlägg, tänder. Efter lite experimenterande fast jag till ett mönster som presenteras på den andra bilden i detta avsnitt; mönstret upprepas identiskt på två sidor av PCB (du kan hitta Gerber filer till projektets github repository)

Bara känna frivillig till låta du sinne/händer springa wild med oavsett mönster du vill, men kom ihåg dessa tips kommer från min erfarenhet:

1. ju längre spår (och den närmare en till en annan) – ju högre kapacitans av sonden, således mindre känslighet för parasitiska kapacitans (e.g förbindande kablar); men tanke på ett inledande område längre spår innebär kommer att innebära koppar ytan till etch bort, alltså ett lägre bidrag av det surrounding medlet på kapacitans av sonden.
2. justera spåren på två sidor av PCB. Kom ihåg? Vi vill mäta förändringar i kapacitans av omgivande jord, således de elektriska fältlinjerna bättre nästan till marken och inte PCB plast substratet. (se d. i det första diagrammet i detta avsnitt)
3. du vill inte att mäta endast fuktigheten av det översta lagret av din jord, så du måste du söka lite på den långsträckta sidan. Du vill dock inte sonden att känna den sista resten av vatten i djupare lager medan övre rötterna dör väntar på vattnet. För vissa bara planterade träd (köpte bare rotade) eller prydnadsväxter i ganska stor krukor, är förmodligen 100-150 mm i längd bra. Om du vill använda den för vissa grunt-root växter, en 100 mm lång kunde vara nog (om du håller dig det snett i marken – om en grundare djup behövs, ska du öka bredden för sonden att hålla tillräckligt område).

Oavsett vad du gör, har någon rimlig storlek kapacitiv givare en mycket liten kapacitet – i min erfarenhet kring 80-200pF i luften. Kapaciteten är svårt att mäta direkt eftersom sonden är utformad att plocka influenser för yttre miljön (du vad att mäta fuktigheten av marken kring din sond, tycker du inte?) således något runt det, särskilt ledande media (som en mänsklig kropp), kommer att framkalla en förändring i dess kapacitans värde.

Hur som helst, viktigt att sägas här: när du ansluter sonden till registeransvarige, Använd så korta ledningar som du har råd – även efter sonden är sjunkit in i smutsa (således isolerade från yttre påverkan), dessa kablar fortfarande kommer att kunna plocka externa närvaron och påverka särskilt antalet pulser – lyckligtvis inte tillräckligt stor för att göra detta projekt oanvändbar.

Sista ordet försiktighet innan de specifika detaljerna: efter lödning anslutningen ledningar till sonden, se till att anslutningen är ordentligt isolerad; strömmarna i sonden är på beställning av microampere eller mindre; om inte marken är Ben torr, kommer det att kunna genomföra sådana små strömmar, således kortslutning din sond.

Inledningsvis använde jag en droppe superlim för att täcka varje anslutning, men jag upptäckte att superlim inte botar i volym så fort det lim ytor; eftersom det tenderar att bilda ett lager torkat lim på ytan av minskade medan interiören kan förbli flytande/ohärdat i dagar. Som sådan, jag bytte till "akryl naglar monomer + pulver" (Sök ebay) och fått en vidhäftande, hård (och färgade) droppe av plexiglas skyddar anslutningen. Kanske en overkill, men jag ville inte förlora min bara planterade träd till en australiensisk sommar under händelsen "Godzilla El Nino".

Slutligen, den andra bilden i avsnittet presenterar sonden i dess två "inkarnationer": en en ren DIY (se historien om min extrem låg tech DIY äventyr i slutet av denna artikel) och en outsourcad till pcbway.com fab - kan du gissa vilken som är vilken.