Kapazitiver Bodenfeuchtigkeitssensor.

Ein kapazitiver Bodenfeuchtesensor ist ein Gerät, das die Bodenfeuchtigkeit misst, indem es die Fähigkeit des Bodens, Wasser zu speichern, misst. Diese Art von Bodenfeuchtemesser verwendet zwei Elektroden, die in den Boden eingeführt werden und die Kapazität des Bodens zwischen ihnen messen. Die Kapazität des Bodens ist proportional zur Menge an Wasser im Boden.

Die Bedienung des kapazitiven Bodenfeuchtesensors ist einfach. Wenn der Boden feucht ist, befindet sich mehr Wasser zwischen den Elektroden, was die Kapazität erhöht. Wenn der Boden trocken ist, ist die Menge an Wasser geringer und die Kapazität ist niedriger. Die gemessene Kapazität wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und auf einem Bildschirm als Bodenfeuchtigkeitswert angezeigt.

Der kapazitive Bodenfeuchtesensor v1.2 ist eine Art von Sensor, der zur Messung von Bodenfeuchtigkeitsniveaus verwendet wird. Er besteht in der Regel aus einer Leiterplatte (PCB) mit zwei oder mehr Elektroden, die in den Boden eingeführt werden. Der Sensor verwendet das Kapazitätsprinzip, um den Feuchtigkeitsgehalt des Bodens zu messen.

Wenn die Elektroden in den Boden eingeführt werden, wirkt das Wasser im Boden als Dielektrikum und die Kapazität des Sensors ändert sich entsprechend dem Feuchtigkeitsgehalt des Bodens. Der Sensor misst die Kapazität und wandelt sie in eine Spannung oder digitale Signale um, die von einem Mikrocontroller oder einem anderen elektronischen Gerät gelesen werden können.

Dieser Sensor heißt „Kapazitiver soil moisture sensor v1.2“ und hat folgende Eigenschaften:

Betriebsspannung: In der Regel benötigt der Sensor eine Betriebsspannung von 3,3 V oder 5 V, um zu funktionieren.

Dieser Sensor hat einen Stromverbrauch von ungefähr 5 Milliampere.

Ausgang: Der Ausgang des Sensors ist in der Regel eine analoge Spannung, die proportional zum Feuchtigkeitsgehalt des Bodens ist. Diese Spannung liegt normalerweise zwischen 1,5 und 3 Volt. Je feuchter der Boden ist, desto näher kommt die Spannung 1,5 Volt.

Messbereich: Der Sensor kann die Bodenfeuchtigkeit im Bereich von 0 bis 100 % je nach Kalibrierung messen.

Genauigkeit: Die Genauigkeit des Sensors liegt in der Regel bei ±2 % oder besser, je nach Kalibrierung.

Betriebstemperatur: Der Sensor kann in einem Temperaturbereich von -40 °C bis 85 °C arbeiten.

Abmessungen: Die Abmessungen des Sensors liegen in der Regel bei etwa 60 mm x 20 mm x 5 mm, je nach Hersteller.

Ein Codebeispiel unter Verwendung des Moduls ESP32 vom Visual Studio Code PlatformIO:

include <Arduino.h>

const int SensorPin=14;

void setup() { 
  Serial.begin(9600);
  pinMode(SensorPin, INPUT);
}

void loop() {
  int sensorValue = analogRead(SensorPin);
  int humedad = ( 100 - ( (sensorValue/4095.00) * 100 ) );
  Serial.print(humedad);
  Serial.println("%");
  Serial.println(sensorValue);
  delay(2000);
}

Die elektronische Komponente dieses Sensors besteht aus zwei leitenden Platten, Kondensatoren, Widerständen und einem Timer 555. Die Elektronik wird verwendet, um die Antwort der von den leitenden Platten erzeugten magnetischen Wellen zu steuern (kapazitiver Sensor) und ein Signal zurückzugeben, das wir interpretieren können, um die Feuchtigkeit zu kennen.

Ein Beispiel für ein elektrisches Schema wird in der folgenden Abbildung dargestellt, wobei eine Spannung von 5 Volt angenommen wird, indem die Jumper der Stromversorgung in diese Position gebracht werden.

Im folgenden Video könnt ihr die Funktionsweise des Sensors sehen:

Der Code des ersten Beispiels lautet wie folgt:

#include <Arduino.h>

const int sensor1 = 12;
int valorsensor1;
const int sensor2 = 14;
int valorsensor2;
const int sensor3 = 27;
int valorsensor3;
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  pinMode(sensor1, INPUT_PULLDOWN);

  pinMode(sensor2, INPUT_PULLDOWN);

  pinMode(sensor3, INPUT_PULLDOWN);
}

void loop()
{
  valorsensor1 = analogRead(sensor1);
  Serial.print("Lectura del sensor con agua:");
  Serial.println(valorsensor1);
  valorsensor2 = analogRead(sensor2);
  Serial.print("Lectura del sensor en la maceta:");
  Serial.println(valorsensor2);
  valorsensor3 = analogRead(sensor3);
  Serial.print("Lectura del sensor al aire:");
  Serial.println(valorsensor3);
  delay(5000);
}

Und das Beispiel für den Code im Video, der Feuchtigkeitsprozentsätze anzeigt, wäre folgender:

#include <Arduino.h>

const int sensor1 = 12;
int valorsensor1;
const int sensor2 = 14;
int valorsensor2;
const int sensor3 = 27;
int valorsensor3;

int porcentajehumedad;

void humedad(int lectura){
  porcentajehumedad = ( 100 - ( (lectura/4095.00) * 100 ) );
}

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  pinMode(sensor1, INPUT_PULLDOWN);

  pinMode(sensor2, INPUT_PULLDOWN);

  pinMode(sensor3, INPUT_PULLDOWN);
}

void loop()
{
  valorsensor1 = analogRead(sensor1);
  humedad(valorsensor1);
  Serial.print("Lectura del sensor con agua:");
  Serial.print(porcentajehumedad);
  Serial.println("%");
  valorsensor2 = analogRead(sensor2);
  humedad(valorsensor2);
  Serial.print("Lectura del sensor en la maceta:");
  Serial.print(porcentajehumedad);
  Serial.println("%");
  valorsensor3 = analogRead(sensor3);
  humedad(valorsensor3);
  Serial.print("Lectura del sensor al aire:");
  Serial.print(porcentajehumedad);
  Serial.println("%");
  delay(5000);
}