Сообщений в теме: 504

[Андрей Ап]

Пришли с месяц назад датчики от xiaomi и черный пищалка как раз сравниваю сейчас показания. В целом мне понравились, похоже на правду, можно вести дневник по растению, фотографировать, записывать. Сохраняется история ухода за растением. Единственное жалко вытаскивать засовывать из одного горшка в другой, думаю такой режим эксплуатации плохо скажется на датчике в будущем. Максимум берите на одно два растения один датчик. И как вариант для реабилитации залитых растений к примеру.

[Welk]

Приехал ко мне сяомевский fluora monitor. По измерению именно влажности не могу пока сказать ибо мониторю им сейчас реанимируемый после пересадки мандарин, а он пока влагу почти не потребляет. 
Удобно что датчик автономен и записывает историю измерений во внутреннюю память и при следующем соединении с планшетом или телефоном сливает историю в приложение. Проблем с китайской версией не ощутил, зарегистрировал датчик по инструкции с 4pda, все заработало сразу. ,Измерительная часть датчика достаточно большая, в маленький цветочный горшок не вставить - порежет все корни. К датчику освещённости, точнее, к цифровым показателям в программе тоже есть вопросы, на солнце показывает около 40 тысяч люкс, солнце спряталось - сразу падает до 2 тысяч примерно. Подсветка 30-ваттным светодиодным прожектором - меньше тысячи люкс. Допускаю, что у него достаточно узкая диаграмма направленности.  По теме топика: нашёл польский хакерский сайт, распотрошивший датчик, есть немного информации по схемотехнике. Они написали что модифицировать прошивку нет смысла, так как там и так нет ограничений
 

[Mike_05]

Гуру датчиков влажности почвы, зависит ли влажность почвы от температуры у емкостных датчиков влажности? Достаточно ли измерения емкости для того что бы точно определять влажность почвы?

 

Зависит, но не критично. Можно термокомпенсацию не учитывать.

 

То есть для получения достоверных данных о влажности почвы, достаточно измерить емкость электродов помещенных в землю?

 

Это зависит от требуемой вам точности измерения. Для обычного применения достаточно измерить только емкость.

 

Вроде совсем все просто, а в каком примерно диапазоне меняется емкость в пиках?

[nikr]

Как и в любом конденсаторе емкость зависит от площади пластин, толщины изолятора, состава и наполнения влагой и воздухом грунта... и.т.д.  Вобщем ориентируйтесь на 1-10 пФ в воздухе. А примеры можете посмотреть: http://gygrosensor.u...rduino/1-1-0-24

[UL7AAjr]

Гуру датчиков влажности почвы, зависит ли влажность почвы от температуры у емкостных датчиков влажности? Достаточно ли измерения емкости для того что бы точно определять влажность почвы?

Диэлектрическая проницаемость влажной почвы от температуры зависит. Еще от температуры зависят характеристики электронных компонентов. Для замера в домашних условиях термокомпенсацией можно пренебречь, в то время как в открытом грунте, под солнцем, суточные колебания будут весьма ощутимы. Здесь нужна коррекция. Опять-же нужно учитывать глубину размещения датчика, если он заглублен достаточно, то колебания температуры не сильны.

 

Температурные колебания показаний влажности также зависят от конструкции датчика. Чем меньшую дельта-емкости он должен "ловить", тем сильнее влияние температуры на выходные показатели. 

[Mike_05]

Схема моего варианта датчика, со считыванием показаний по UART в полудуплексном режиме.

Каждый датчик имеет свой адрес, благодаря этому их можно подключать параллельно.

Датчик измеряет емкость интеграционным методом.

Ваши замечания, предложения...?

 Clipboard05.jpg   65.72К   8 Количество загрузок:

[Ser_B]

Выводы AIN1, AIN2 - компаратор?

Назначение PB2?

Сообщение отредактировал Nyima: 31 May 2017 - 22:23
Не цитируем предыдущее сообщение

[Mike_05]

Через R4 разряжаем Cx, через R6 заряжаем Cx. Измеряем время заряда Cx от точки U1 до точки U2, образованные резистивным делителем U1=Vcc*(R3*R7/(R3+R7))/r5 и U2=Vcc*R7/R5 то есть через PB2 переключаем делители для входа компаратора AIN1

Сообщение отредактировал Nyima: 31 May 2017 - 22:23
Не цитируем предыдущее сообщение

[UL7AAjr]

Схема моего варианта датчика, со считыванием показаний по UART в полудуплексном режиме.

..

 

Есть некоторые сомнения в большом номинале R6. Получается, что вход AIN0 практически висит в воздухе. Как бы он не начал ловить наводки от сети.

Тут только опытным путем будет понятно. Я бы постарался уменьшить номинал R6 до минимального возможного.

[Mike_05]

По моим расчетам микроконтроллер измерит емкость 100пикофарад за 200микросекунд, полупериод в сети равен 10000микросекунд получается отношение 1/50, мне кажется что воздействие сети если и будет, то будет минимальным, которое можно легко устранить, выполнив например 1024 измерения емкости и посчитать среднее арифметическое значение, завтра сделаю макет для тестов.

[UL7AAjr]

Да, серия замеров может помочь в этом деле. 

 

Потом еще подумал, что можно упростить вашу схему и алгоритм замера. Я думаю достаточно измерять время заряда до одного опорного напряжения, скажем VCC * 0.75. Т.е. исключить переключения опорного напряжения. В этом случае время периода замера возрастет, что позволит еще и уменьшить номинал R6. Абсолютная точность замера здесь не важна, главное получить относительное изменение емкости.

[Mike_05]

Заряжая Cx до Vcc*0.75 получится нелинейная зависимость времени заряда от емкости, так как конденсатор заряжается экспоненциально и более менее линейно заряжается на начальном этапе. По поводу отказа от первого опорного напряжения, мне кажется не совсем правильно ведь конденсатор может разряжаться не до нуля, например при серии замеров, то есть мы таким образом откажемся от первой точки отсчета, предполагая, что конденсатор разряжен до какого-то постоянного уровня напряжения при каждом замере независимо от измеряемой емкости.

[UL7AAjr]

Время заряда конденсатора через резистор линейно зависит от емкости. Заряд до 0.75 VCC будет практически линейным. Разряд через резистор 100 Ом практически мгновенный по сравнению со временем заряда. Так что тут все нормально.

Как бы паразитная емкость входов МК сильно не навредила. Тут может скрываться неприятность.

[Mike_05]

Итак макет готов, есть первые измерения. В качестве конденсатора две жилы витой пары длинной 40 см в своей изоляции, сложен по палам.

Паразитная емкость схемы время заряда Cx от U1 до U2 286 тактов процессора (витая пара не подключена).

Подключена витая пара, висит в воздухе 689 тактов.

Витая пара опущена в воду 1555 тактов.

Показания получены при усреднении 1024 измерений, усредненный показатель очень стабилен +/- такт.

1024 измерения выполняются на глаз за 1 секунду.

Делать 1024 измерения особого смысла нет, так как единичные измерения так же показывают высокую стабильность, +/- 3 такта процессора.

При подключении фазы 220 вольт к общему проводу схемы показания измерений начинают прилично гулять, последовательность показаний такова что напоминает просто набор случайны чисел от 500 до 6000, при опускании витой пары в воду, при усредненной серии 1024 измерения разброс показаний уже практически незаметный ~2%.

[mks]

Достаточно оцифровывать и усреднять на протяжении периода помехи (предположим, что основная помеха - 50 Гц, то есть 20 мс период). Трудность, что время одной "выборки" в данном подходе получается разное. В таком случае, думаю, нужно объявлять максимальный массив, а усреднять уже столько выборок, сколько по факту влезет в период помехи.

[UL7AAjr]

...

Подключена витая пара, висит в воздухе 689 тактов.

Витая пара опущена в воду 1555 тактов.

....

Нормально получилось. Вот только витая пара не самый удачный вариант сенсора, высокая паразитная емкость. Попробуйте две пластины в одной плоскости, должно быть существенно лучше.

[Mike_05]

Как паразитная емкость мешает?

[UL7AAjr]

Уменьшает динамический диапазон.

[Mike_05]

Изготовил я сенсор из стеклотекстолита, засунул в термоусадку, получил показания 500 в воздухе, 1500 в воде, вроде не плохо, но если бутылку с датчиком в воде взять в руку то показания вырастают до 1700 , так разве должно быть?

[UL7AAjr]

Да, у меня тоже так. В грядках если датчик, то этот эффект не проявляется, а вот для горшков да, неприятная помеха в виде дополнительной емкости.