Сообщений в теме: 504

[Mike_05]

Какая толщина изоляции предпочтительнее?

[UL7AAjr]

Какая толщина изоляции предпочтительнее?

Чем толще - тем лучше. Увеличивать толщину до тех пор, пока диапазон показаний остается приемлемым. Толстая изоляция уменьшает влияние от плотности прилегания датчика к почве. Т.е. если извлечь датчик из почвы и затем установить его в ту-же самую почву, то показания будут различаться. Чем изоляция толще, тем разница в показаниях при переустановке меньше. Вот тут как раз надо максимально уменьшать паразитную емкость для расширения динамического дипазона показаний.

 

У меня изоляция примерно 1 мм. Диапазон 700..1900 единиц. Калибрую на значения 0 - сухо, 1000 в воде. 

[nikr]

Какая толщина изоляции предпочтительнее?

Тут ситуация такая. По теории чем ближе к электродам тем больше влияние диэлектрической проницаемости. С удалением от электродов влияние уменьшается по экспоненте. А слой диэлектрика участвующего в процессе зависит от частоты, на которой работает датчик. Чем выше частота, тем больше зона измерения.

[Mike_05]

Сенсор лучше делать с двух сторон текстолита или с одной?

[Mike_05]

Попробовал несколько вариантов формы сенсоров, лучшей оказалась такая как на картинке  Буфер обмена02.png   7.08К   9 Количество загрузок:. Такая форма сенсора меньше всех оказалась подвержена влиянию дополнительной емкости от руки и других предметов. Максимальное отклонение показаний 22% в воде, с уменьшение влажности влияние дополнительной емкости будет уменьшаться. Полагаю, что идеальная форма это такая у которой одна обкладка конденсатора это трубка а вторая стержень внутри трубки, в трубке могут быть отверстия. Ну или совсем идеальная, это сфера, одна обкладка и шар внутри - другая Такой сенсор точно не будет подвержен влиянию дополнительной емкости от руки или других предметов.

[UL7AAjr]

Да, чем больше земляной электрод экранирует измерительный, тем меньше реакция на касание. Еще одна возможность уменьшить эффект касания - увеличивать размер земляного электрода. Ну а полностью избавиться - просто "заземлить" почву на минус питания схемы. В этом случае земляной электрод вообще не нужен.

Я сейчас экспериметирую с дополнением к датчику для измерения минерализации, так вот эффект касания отсутствует т.к. схема электрически соединены с почвой.

[Андрей Ап]

Здравствуйте, кто нибуть знает английский на отлично? Как настроить датчик? Помогите пожалуйста. Методом тыка удалось настроить на 20 процентов, но это много, почва еще влажная при таком уровне.
Вот сайт создателя:
https://wemakethings.net/chirp/

[Welk]

Сейчас попробую перевести

Но там автор жжет в описании, юморист какой-то ...

 

"Как этим пользоваться?

 

      Chirp (дословно - чирикалка) был разработан, чтобы питаться запахом пчелиного члена, но, увы, пчел трудно поймать и содержать, поэтому мы сделали его питание на 3V CR2032 литиевой батарее. Батарея должна работать до одного года, в зависимости от того, насколько хорошо вы помните, о поливе вашего растения. Большая часть энергии потребляется при испускании звука и измерении уровня освещённости (где там датчик освещенности не понял *перев) - это происходит, когда растение слишком сухое.

      Когда вы вставите батарею, Chirp издаст один короткий чирик, кратковременно мигнет светодиодом и еще один короткий чирик после завершения измерения. Это означает, что устройство работает правильно. Он мгновенно измеряет уровень влажности на сенсоре и сохраняет его как «сухую точку» - уровень срабатывания датчика по влажности.

      Кнопка на верхней стороне устройства сбрасывает «сухую точку». После того, как вы нажмете её, устройство выдает короткий чирик и мигает светодиодом. Вы можете играть с ним, закрыв сенсорную панель мокрым пальцем, нажав кнопку и удалив палец после того, как вы услышите второй звук. Чирп подумает, что он вставлен в сухую почву и действует так, как будто растение слишком сухое.

 

Установка

 

Чтобы начать использовать Chirp:

  - Подождите, пока ваше растение нужно будет полить, Вы сможете сказать Chirp, какая влажность слишком маленькая.  

  - Установите аккумулятор (соблюдайте полярность!)  

  - Осторожно вставьте устройство в грунт до линии, показанной на устройстве.

  - Аккуратно утрамбуйте почву вокруг чирпа, чтобы между датчиком и почвой не было зазоров.

  - Нажмите кнопку. Старайтесь не слишком сильно шевелить устройство при этом.

  - Не прикасайтесь к устройству, растению или горшку в течение 5 секунд после нажатия кнопки. Чирпу нужно некоторое время, чтобы измерить уровень влажности в состоянии покоя.

  - Полейте растение. Старайтесь не попадать на датчик.

 

    Когда уровень влажности в почве упадет, Чирп проинформирует вас об этом.

 

    Если растение уже слишком сухое, а чирп молчит, осторожно нажмите кнопку без шевеления устройства, подождите 5 секунд и полейте растение. Таким образом, Chirp установлен на новый «слишком сухой» уровень.

 

Если Chirp начинает звучать, когда растение все еще слишком мокрое, вытащите устройство из почвы немного - 1 см (1/2 дюйма), нажмите кнопку и верните Chirp обратно. Уплотните почву вокруг устройства.

 

Полностью открытый для изменений

 

Я сделал это устройство изменяемым и открытым. Он основан на микроконтроллере ATTINY44A, код доступен на Github (см. Ниже). Для программирования и для связи по последовательному порту на плате доступен стандартный AVR 6-контактный разъем программирования ISP.

 

Устройство работает как клиент I2C, заголовок может использоваться для считывания уровней влажности и освещенности. (все-таки, там есть датчик освещенности? *перев.)  Другой микроконтроллер или плата, такая как Arduino, может использоваться в качестве ведущего устройства I2C для чтения этих уровней.

 

• pin 1 - MISO
• pin 2 - VCC
• pin 3 - SCK / SCL – I2C clock
• pin 4 - MOSI / SDA – I2C data
• pin 5 - RESET
• pin 6 - GND

После сброса Chirp считывает уровень емкости и уровня освещенности. Это может занять от 1 до 9 секунд, если темно. Если в течение этого времени будет получено сообщение по шине I2C, Chirp переключится в режим датчика - он не будет чирикать, просто отвечать на запросы по шине I2C. По умолчанию, адрес Chirp равен 0x20.

 

Дальше идут примеры кода для Ардуино

 

Автономный датчик специально разработан для работы в качестве датчика, поэтому он может считывать быстрее (чем по шине)

 

Измерение влажности: 

 

Чирп использует емкостной способ для измерения влажности. 1 МГц квадратная волна (меандр) (для генерирования используются системные часы) поступает из микросхемы через резистор на большую контактную площадку, которая вместе с окружающим контуром заземления образует паразитный конденсатор. Резистор и конденсатор образуют фильтр нижних частот, частота среза которого изменяется с изменением емкости. Почва вокруг датчика действует как электролит, диэлектрическая проницаемость которого изменяется в зависимости от количества влаги в нем, поэтому и емкость нашего самодельного конденсатора изменяется. Отфильтрованная прямоугольная волна подается в импульсный детектор, созданный из диода и конденсатора - диод пропускает положительные импульсы, а конденсатор сохраняет максимальное напряжение этих импульсов. Это напряжение измеряется АЦП в микроконтроллере. Некоторое время назад я написал длинную запись об этой технике: https://wemakethings...e_measurement/ 

 

Там есть картинки в той статье: 

 

 

 

 

 

Сенсор освещённости

 

В качестве светового датчика используется простой светодиод. Используются емкостные свойства светодиода. На светодиод подается прямое смещение в течение некоторого времени, затем подается обратное смещение для зарядки внутренней емкости. Время, необходимое для разрядки этой внутренней емкости диода, зависит от количества света, попадающего в диод. Таймер микроконтроллера используется для измерения этого времени и оценки количества окружающего света. 

 

Открытый исходный код

 

Чирп - это оборудование с открытым исходным кодом, доступное под лицензией CERN Open Hardware v.1.1.

 

Все схемы и код доступны на странице https://github.com/M...ntWateringAlarm.

 

Вот схема оттуда: 

 

[Андрей Ап]

Благодарю за помощь! Скопировал себе в заметки. Если что датчики можно найти на aliexpress вбив в поиске: "cjmcu полив". Стоят порядка 300-400 рублей. С купоном так мне вообще в 200 рублей обошлось. Уровни влажности выставлял сверяясь с датчиком от xiaomi. Пока сравниваю показания датчиков друг с другом.

[Welk]

не дали окончание дописать

 

вот: 

 

История

 

Чирп начался как шутка - я был уверен, что забуду поливать растения, поэтому я собрал простой прототип, созданный на операционных усилителях, который работал нормально, но не был практичным. После этого я решил создать проект с низким потреблением, основанный на емкостной сенсорной идее.

 

Сначала я пошел прямым путем - просто заряжать емкость и подсчитывать время, необходимое для ее разрядки. Этот подход работает для создания измерителей ёмкости, но имеет существенный недостаток - для получения разумного разрешения мне пришлось запускать микроконтроллер на высокой частоте и использовать довольно большой резистор при разрядке емкости датчика. Этот резистор с высоким значением является проблемой, поскольку сенсорная дорожка действует как довольно хорошая антенна и стремится забрать любой шум, который там есть.

 

Затем я перешел на подход, который используется в текущем проекте - фильтровать квадратную волну и выпрямлять ее полупериод чтобы получить оценку емкости. Этот подход позволяет мне использовать гораздо более низкое сопротивление (10k вместо 510k) и избавиться от проблем с шумом.

 

Тогда возник вопрос: какая форма электродов даст мне самый широкий динамический диапазон? Я решил этот вопрос экспериментально, сделав несколько сенсорных прокладок и тестируя их отдельно.

 

... и куча прототипов впоследствии это то, что у меня есть ...

 

 

 

контакты

 

Если по какой-либо причине вы хотите связаться со мной, вы можете написать мне на mic собака wemakethings.net или в twitter twitter.com/miceuz

[Welk]

Да, нашёл у того же автора по поводу гидроизоляции датчика (там речь про другой датчик, не автономный на проводе и без батарейки, но в-остальном такой же) 

 

Гидроизоляция

 

Сенсор поставляется с покрытием PRF202 - влагостойкий лак для электроники. Это нормально для использования в цветочном горшке, но недостаточно для наружного использования. Вы должны добавить дополнительную защиту для всего датчика после пайки кабеля! Некоторые рекомендации по повышению устойчивости датчика после подключения кабеля:

 

 - Полиэфирная или эпоксидная смола - этот метод является наиболее пуленепробиваемым, поскольку смола полностью устойчива к воде. С другой стороны, обратите внимание, что чувствительность датчика будет уменьшаться в зависимости от того, насколько толстый слой вы собираетесь нанести. Также нанесения смолы  однородным слоем представляет собой некоторую проблему. 

- PlastiDip - некоторые из моих клиентов пробовали этот метод: Прост в применении, просто распыляется и не уменьшает чувствительности.

- Надувной резиновый шарик:  да, просто оденьте длинный воздушный шар на датчик

 

Убедитесь, что закрыто всё: части датчика, электроника и само кабельное соединение так чтобы голая медь или припой были недоступны для воды.

 

Есть ещё фирма Cramolin, делает в частности, аэрозоли для покрытия плат, люди хвалят. 

Типа такого 

 

[UL7AAjr]

Я пользовался PLASTIК от Cramolin, правда несколько в других целях. Покрывать электроды датчика не пойдет, слой тонкий, легко царапается.

 

Достаточно простой вариант намазать плату эпоксидкой, одеть термоусадку и нагреть от середины к краям. Лишняя смола вылезет. Процесс несколько грязный, но повторяемость хорошая. 

[nikr]

Так проще над электродами на той же эпоксидке слой текстолита приклеить - покрытие точно неубиваемое получится.

[Mike_05]

Как вам такой вариант измерения влажности почвы?  Clipboard07.png   22.09К   10 Количество загрузок:
R4, R5 делитель напряжения для компаратора, получаем на входе компаратора AIN1 3,79вольт.
Ко входу AIN0 компаратора через резистор R3 подключен конденсатор С2, напряжение на котором и сравнивается с напряжением на AIN1. То есть через резистор R3 разряжаем C2, после чего AIN0 переключаем в режим компаратора, с PB2 на Cx подаем высокочастотный меандр (1мГц или более), с каждым положительным импульсом на PB2 через Cx и диод D1 ,будет немного заряжаться С2, в момент когда на PB2 логический ноль Cx будет разряжаться через диод D2, время заряда конденсатора С2 до напряжения 3,79вольт должно получится пропорционально емкости Cx.

[UL7AAjr]

Как вам такой вариант измерения влажности почвы? 

По сути это генератор с детектором напряжения где измерительные электроды включены в цепь деления ВЧ сигнала. Там раньше в теме много чего написано по поводу такого способа измерения.  Работать будет, можно даже просто замерять напряжение на входе AIN0 упростив схему и алгоритм.  Параллельно диоду D2 надо добавить нагрузочный резистор, иначе в качестве нагрузки выступает диодный детектор с неконтролируемым сопротивлением.

 

Существенным недостатком такой схемы является сильная нелинейная зависимость показаний от влажности которая изначально заложена в схему делителя напряжения. Дополнительные искажения вносят диоды из-за нелинейности своих характеристик, особенно при малых напряжениях.  Получаемый график трудно линеаризовать простым алгоритмом, Можно постараться подобрать рабочий диапазон на наиболее линейном участке графика для каждого типа электродов, но повторяемость схемы все равно останется плохой.

[Mike_05]

А чувствительность к прикасанию рукой сохранится, я правильно понимаю?

[UL7AAjr]

Наверняка уже не помню на сколько касание влияло, но  там этот эффект либо отсутствовал, либо был мало заметен. Видимо вносимая рукой емкость как-то влияла на оба плеча делителя и компенсировалась. По-другому никак не знаю как объяснить.

[UL7AAjr]

Кажется моя эпопея с датчиками подошла к логическому завершению. После проверки нескольких прототипов пришел, как надеюсь, к завершенной версии. Датчик получился универсальный, функционал зависит от установленных на плату компонентов. В максимальной комплектации: 4 уровня замера влажности, температурный сенсор и замер минерализации.  В минимальной комплектации - только замер влажности. Выход датчика может быть цифровым (RS232) или аналоговым (12-ти разрядный выход ЦАП МК). Тип выхода зависит от прошивки, фактически на МК соединены ноги TX и DAC.

 

С минерализацией сам еще толком не разобрался, схема замера работает, но с калибровкой надо будет покопаться. Отложил на будущее, скажем так.

 

Вот как выглядит электроника датчика.

 IMAG0724.jpg   81.99К   15 Количество загрузок:

 

Компоненты схемы для замера минерализации расположены с обратной стороны платы.

 

А вот так получилось смастерить стенд для мелкосерийной прошивки датчиков.

 IMAG0691 (1).jpg   53.65К   10 Количество загрузок:

[nikr]

Красивая плата получилась, но надписи однако не по русски как бы для зарубежного рынка предназначено.

[UL7AAjr]

Красивая плата получилась, но надписи однако не по русски как бы для зарубежного рынка предназначено.

Не, я просто сомневался, что китайцы смогут по-русски написать

Да и внутренности все равно никто не увидит, корпус неразборный будет, думаю заливать его полностью. Пока заливку не использую. Ну а как только прошивка "устаканится", так можно будет мелкую серию смастерить. Пока все в замер минерализации уперлось, остальной код хорошо работает.