Емкостной датчик ардуино своими руками

Ёмкостный датчик уровня жидкости: подключение, примеры работы

Бесконтактный сенсор уровня жидкости зафиксирует водные растворы сквозь преграды и стены.

Датчик не будет работать с металлическими препятствиями.

Примеры работы

Для теста сенсора воспользуйтесь стаканом или кружкой. Наполните ёмкость наполовину водой и перемещайте сенсор в области ватерлинии. Для питания и обработки результатов понадобится контроллер.

Пример для Arduino

Подключите датчик уровня воды к Arduino Uno через Troyka Shield к 4 цифровому пину.

Схема устройства

Код программы

После прошивки платы, откройте монитор Serial порта. Если уровень жидкости будет выше сенсора — вы увидите бегущие единицы, а как уровень воды снизится ниже датчика — единицы сменятся на нули.

Пример для Iskra JS

Скоммутируем датчик к Iskra JS через Troyka Shield к 4 цифровому пину.

Схема устройства

Код программы

Зафиксируем изменение уровня жидкости с помощью Espruino и языка JavaScript.

В результате вы увидите сообщение в консоле, при изменении уровня воды вблизи видимости датчика.

Пример для Raspberry Pi

Произведите мониторинг уровня воды микрокомпьютером Raspberry Pi. Подключите сенсор движения к 4 пину малины. Чтобы обойтись без макеток и проводов, используйте плату расширения Troyka HAT.

Схема устройства

Код программы

После запуска скрипта вы увидите текущие показатели сенсора. Пока уровень воды находится выше датчика — в консоле выводятся единицы, при опускании уровня ниже сенсора — нули.

Элементы платы

Световой индикатор

Информационный светодиод о детектировании жидкости: при наличии воды в зоне поиска сенсора — светодиод горит, при отсутствии — не горит. Светодиод дублирует выходной сигнал сенсора.

Регулировка чувствительности

Откройте заднюю крышку сенсора.

Под защитным колпачком находится многооборотный потенциометр регулировки чувствительности сенсора. При вращении винта по часовой стрелке чувствительность датчика уменьшается, а против часовой — увеличивается.

Для регулировки используйте маленькую плоскую отвёртку, которую можно найти в «Наборе отвёрток».

Разъём подключения

Сенсор подключается к управляющей плате через встроенный кабель. На конце провода расположен разъём в формфакторе Troyka-контактов:

Источник

💥 Датчик влажности Ардуино своими руками

В этом проекте рассмотрим, как сделать датчик протечки воды своими руками для Ардуино. Соберем простой датчик из недорогих подручных материалов — пары гвоздей, нескольких проводов, одного резистора и клеммников для соединения проводов. Для проверки правильной работы нашего самодельного датчика будем использовать скетч для датчика протечки воды из занятия кружка по робототехнике для детей.

Данный датчик можно будет использовать при создании проектов «умного» полива грядок или комнатных цветов. Благодаря недорогим компонентам и простоте своей работы датчик воды для Ардуино можно сделать самостоятельно. Чтобы сделать датчик протечки воды своими руками потребуется: два гвоздя, несколько проводов, резистор на 220 Ом, клеммники и небольшой набор инструментов.

Как сделать аналоговый датчик своими руками

Для этого проекта нам потребуется:

• плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
• макетная плата;
• самодельный датчик воды;
• 1 светодиод и резистор на 220 Ом;
• провода «папа-папа» и «папа-мама».

Для начала необходимо отрезать три клеммника от колодки (смотри фото). Клеммники применяются для соединения проводов, они изготавливаются из негорючего материала, который легко разрезается. Внутрь клеммников встроены металлические контакты с винтовыми зажимами. Контактами мы соединим гвозди с проводами и резистором, а корпус клеммника будет служить каркасом для нашего датчика.

Фото. Схема датчика воды своими руками и подключение к Ардуино

Далее необходимо ослабить контакты, выкрутив винты. Согласно схеме на фото вставьте в крайние контакты гвозди и зачищенные концы проводов. Левый и средний контакт следует соединить резистором с номиналом 220 Ом. В правый контакт также вставляется зачищенный конец провода. Осталось лишь подготовить контакты на всех проводах, для подключения датчика воды к плате Ардуино.

Проверка самодельного датчика на Ардуино

Теперь вы знаете, как сделать датчик воды своими руками для Ардуино, осталось лишь проверить правильность работы и показания прибора. Для этого мы используем скетч из предыдущего занятия «Кружка робототехники на Ардуино» и соберем схему с автоматическим включением и выключением светодиода, подключив самодельный датчик воды к Ардуино (смотри фото сборки схемы выше).

Скетч для самодельного датчика воды Ардуино

В первой строчке скетча мы присвоили имя x для значений c входа A0. С помощью оператора int , мы указали, что значения x могут принимать только целое число. Условный оператор if позволяет нам определить действие при истинном условии. Показания датчиков могут разниться — это зависит от токопроводимости материалов. Добавьте в воду соль и наблюдайте за изменениями показания с датчика.

Источник

Датчик влажности почвы (ёмкостный): инструкция по использованию и примеры

Ёмкостный сенсор влажности почвы пригодиться для создания систем автоматического полива растений. Датчик не даст засохнуть комнатным цветкам и флоре на огороде.

Принцип работы

Ёмкостный датчик выполнен в виде штыря, которым погружается в грунт на расстояние до 80 мм. На штыре в виде дорожек расположены два электрода, но в отличии от резистивной модели, электроды ёмкостного сенсора защищены токоизолирующей маской и неподвержены коррозии.

Внутри ёмкостного датчика находится RC-генератор на таймере 555, частота которого зависит от ёмкости между двумя электродами, которые выполняю роль конденсатора. Изменение влажности грунта сказывается на его диэлектрических свойствах и меняет ёмкость, что приводит к повышению или понижению выходного сигнала датчика. Итоговое напряжение пропорционально степени влажности почвы.

Пример работы для Arduino и XOD

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим платформу из серии Arduino, например Arduino Uno.

Схема устройства

Подключите датчик влажности почвы к аналоговому пину A0 платформы Arduino. Для коммуникации понадобятся соединительные провода «мама-папа».

Для быстрой сборки и отладки устройства возьмите плату расширения Troyka Shield, которая одевается сверху на Arduino Uno методом бутерброда. Для коммуникации используйте трёхпроводной шлейф «мама-мама», который идёт в комплекте с датчиком.

Код для Arduino IDE

Прошейте платформу Arduino скетчем приведённым ниже.

После загрузки скетча, в Serial-порт будут выводиться текущие показания сенсора в 10-битном диапазоне.

Источник

Емкостной датчик влажности почвы V1.2. Подключение к Ардуино

Применение автоматизации при выращивании растений не является чем-то новым. Автоматическое орошение, системы подкормки удобрениями, а также контроль влажности почвы стали частью современных фермерских хозяйств.

Сегодня мы поговорим о емкостном датчике влажности почвы V1.2 . Он отличается от простых датчиков влажности почвы, доступных любителям домашнего хозяйства, своим принципом действия.

Обычно датчики влажности работают по принципу измерения сопротивления. Их зонд имеет два электрода, погруженных в почву на некотором расстоянии друг от друга.

Датчик пропускает небольшой ток через зонд и отслеживает изменение сопротивления почвы. Эти изменения связаны с изменениями влажности. Принцип работы прост и пока все нормально.

Однако не все помнят о явлении электролиза, возникающее при протекании тока между электродами. Через непродолжительное время непрерывной работы зонда один из электродов подвергается действию коррозии. Это в свою очередь приводит к выходу из строя всего датчика влажности. Изменение режима работы с непрерывного на прерывистый только откладывает проблему, но зачастую является оптимальным решением.

Есть ли решение данной проблемы? Да. Изменить принцип измерения. Вместо измерения сопротивления мы будем измерять емкость. В этом случае ток практически не течет, и соответственно нет эффекта электролиза. Датчик влажности почвы V1.2, о котором пойдет речь далее, работает именно по такому принципу.

Описание датчика влажности почвы V1.2

Принципиальная схема самого датчика приведена ниже.

Здесь мы видим генератор с фиксированной частотой, который построен на микросхеме таймера NE555. Прямоугольная волна с генератора подается на датчик, который является, по сути, конденсатором.

Однако для прямоугольного сигнала этот конденсатор имеет определенное реактивное сопротивление. Чем больше влажность почвы, тем выше емкость датчика. Следовательно, существует меньшее реактивное сопротивление для прямоугольной волны, что снижает напряжение на сигнальной линии.

Напряжение на выводе аналогового сигнала датчика можно измерить с помощью аналогового вывода на Arduino, который отображает влажность почвы.

Подключение датчика влажности почвы V1.2 к Arduino

Чтобы подключить датчик к плате нам нужно только три провода, GND, VCC и AOUT. Датчик прост в использовании, поскольку он связывается с платой через аналоговый вывод, и нет необходимости использовать какие-либо библиотеки.

Для чтения данных с нашего датчика мы будем использовать контакт A0, а схема соединения будет следующей:

Первая программа – проверка датчика

Чтобы проверить, работает ли датчик, нам понадобится лишь немного переработанная программа «AnalogReadSerial», которая представлена ​​ниже:

Программа призвана отобразить данные, полученные с датчика в монитор последовательного порта. Если данные стабильны (допустимы колебания в размере 0.5%), то значит датчик работает.

По умолчанию программа “AnalogReadSerial” возвращает считанное значение на пин A0 в диапазоне 0-1024, но мы внесли небольшую модификацию, которая позволяет отображать данные в диапазоне 0-100. Это позволит оценивать степень влажности почвы в процентах.

Датчик выдает напряжение в диапазоне 0-3В, так что с помощью функции map() мы эффективно выделили только диапазон, который использует датчик.

Результаты, отображаемые на мониторе последовательного порта, приведены ниже:

Работу датчика можно очень легко проверить. Если в мониторе последовательного порта значения сухого датчика составляют 0…2, а погруженного в стакан с водой 98…100, то это значит, что датчик работает правильно!

Вторая программа – автоматический полив

Проверив работу датчика, можно переходить к следующей программе. Это будет простая схема устройства, которая будет автоматически поливать почву в горшке с цветком.

Для этого мы используем Arduino Pro Mini , водяной насос, светодиод и, конечно же, датчик влажности почвы.

В дополнение к ранее упомянутым элементам, для управления насосом потребуется MOSFET-транзистор. Вам понадобится резистор 220 Ом для светодиода и 10 кОм для транзистора, программатор FTDI для загрузки программы в Pro Mini, панель блока питания для макетной платы пластины, к которой мы подключим блок питания.

Зачем нужен отдельный источник питания? Так как насос потребляет гораздо больше энергии, чем может обеспечить нас Arduino и FTDI преобразователь, то питание всего устройства только через порт USB может привести к сгоранию платы, преобразователя или даже материнской платы.

Если мы подобрали все элементы, то можем приступить к построению схемы. Все должно выглядеть, как показано ниже:

Насос должен быть отключен до момента отключения программатора и подключения внешнего источника питания.

Краткое пояснение: датчик подключен к контакту А0, транзистор управления насосом вместе со светодиодом подключен к контакту 11. Программатор для Pro Mini подключен — GND к GND, VCC к VCC, RX к TX и TX к RX.

Когда мы обсудили подключение всех элементов, мы можем перейти к самой программе.

Программа предназначена для включения водяного насоса при падении влажности почвы ниже 60%. О работе насоса будет сигнализировать светодиод, а измерение влажности должно выполняться каждые 30 минут.

Программа, несмотря на небольшое расширение схемы, очень проста и выглядит следующим образом:

Теперь нам остается проверить всю систему на работоспособность. Проще всего вставить датчик и шланг от помпы в горшок с сухой почвой, и если начнется полив и загорится светодиод, то система и программа работают правильно.

Как видите, построить автоматическую систему полива очень просто, а при расширении всей системы легко добиться автоматического полива большой плантации.

Источник