Kapacitiv markfuktighet mäta (med I2C) (1 / 8 steg)

Steg 1: Kapacitiv markens fukt mätning: testning

Även om man kan använda arduino för att mäta kapacitet direkt, jag tycker det är lite tjatigt och kostar det också en extra stift eller 2. Det är också lite opraktiskt som den behöver kondensatorn vara nära arduino att inte mäta herrelösa kapacitet av trådarna.
Därför ville jag använda en RC-oscillator som "C" dvs markens vattenhalt definierats frekvensen för osicllator. En frekvensvärde kan transporteras lättare över en lång tråd än ett kapacitet värde.

BOM:

• 74HCT14
• 2M 2 motstånd (i redo-modellen jag slutade med en 100 k resistor)
• Glasburk (pickles eller nåt sånt)
• 2 bitar av aluminiumfolie, var stor nog att täcka lite mindre än halva burken
• Ducttape
• sladdar
• liten skärbräda
• Arduinoen

Det finns flera enkla kretsar som bildar en RC-oscillator men jag har valt en med inverter/schmitt-trigger 74HCT14. Frekvensen av som är 1/T = 1 /(0.67 xRC). Om du råkar använda en 74HC14 är frekvensen 1/T=1/(0.8xRC).

Faktiska frekvensen är dock inte riktigt viktigt eftersom vi söker efter skillnader i frekvens som avser torr eller fuktig jord. Om du råkar ha några NANDs snarare än den 74HC14 som kan användas för och de flesta kommer troligen att ha en 555 som kan användas.

Som det är vinter och kallt utanför jag vilja göra min testning fäst insidan så jag gjorde också en snabb sorts modifierad "Leyden burk" (Leidse Fles) som bestod av en glasburk med två bitar av alufoil på utsidan (på varsin sida) med var och en tråd ducttaped till den.

Jag bifogat denna burk till ingången på oscillator och matas utdata till en arduino där jag använde ett enkelt "pulseIn" kommando för att mäta perioden. Jag använde först ett motstånd på 100k men som verkligen inte visar några resultat, så jag ökade det till 2M 2.
Jag började då att fylla burken med vatten. Som gav mig följande avläsning:

• Tom burk: 1uS (men det var nog den minsta behandlingen som "ingen burk" gav mig också som)
• Halv full burk: 50-60uS
• Full burk: 90-110 uS (det är ca 10kHz)

Alla såg det ganska stabilt och faktiskt ganska linjär också. Systemet är ganska känslig för: Jag fick reda på att om jag fast mina fingrar i en full burk, cykeltiden sjunkit lite: som mina fingrar innehåller mindre vatten än rent vatten och de fördrivna vattnet, dielectrum sjunkit. Naturligtvis fungerar detta bara med en full burk, eftersom med en halv full burk vattnet mellan plattorna stiger, ökar dielectrum igen.