463 Why most Arduino Soil Moisture Sensors suck (incl. solution)

Summary

L'été approche en Suisse et avec lui, la nécessité d'arroser nos plantes. Dans cette vidéo, l'auteur teste différents capteurs d'humidité pour un système d'automatisation domestique, mettant en lumière les défauts des capteurs bon marché souvent utilisés. Il explique le fonctionnement de chaque capteur, les problèmes rencontrés avec les courants continus et l’eau, et propose des solutions pour améliorer la durabilité des capteurs. Un guide utile pour ceux qui souhaitent automatiser l'arrosage de leurs plantes tout en évitant les pièges des capteurs peu fiables.

Takeaways

• 🌞 L'été approche en Suisse, ce qui rend nécessaire un arrosage efficace des plantes.
• 💧 Les capteurs d'humidité standards se détruisent rapidement lorsqu'ils sont utilisés dans le sol humide.
• 🔧 L'objectif est de contrôler l'arrosage des plantes via un système domotique en mesurant l'humidité du sol.
• 1️⃣ Le premier type de capteur utilise deux pattes et un PCB séparé, fournissant une sortie analogique et numérique via un comparateur.
• 2️⃣ Les capteurs avec transistor intégré amplifient le courant minimal du capteur, réduisant le risque de destruction par le courant continu.
• ⚡ La plupart des capteurs chinois échouent car le courant continu provoque la corrosion et la dissolution des électrodes en cuivre.
• 🛡️ Isoler les électrodes du sol ne fonctionne pas avec les capteurs résistifs classiques, donc ces capteurs doivent être évités pour une utilisation prolongée.
• 🟢 Les capteurs capacitifs utilisent une onde carrée (ex: NE555) pour mesurer l'humidité sans contact direct avec l'eau, ce qui les rend durables.
• 📈 La fréquence de l'onde carrée influence la sensibilité du capteur capacitif, avec des résultats optimaux autour de 570-900 kHz.
• 💡 Pour une protection supplémentaire, les capteurs capacitifs doivent être isolés des bords du PCB ou recouverts d'une laque protectrice.
• ✅ En résumé, les capteurs capacitifs sont fiables à long terme et peuvent être améliorés pour une stabilité accrue dans la surveillance de l'humidité.

Q & A

Pourquoi les capteurs d'humidité traditionnels ne durent-ils pas longtemps?

Les capteurs d'humidité bon marché, souvent fabriqués en Chine, sont conçus avec des matériaux qui se corrodent facilement lorsqu'ils sont exposés à l'eau, ce qui provoque leur dégradation rapide, surtout à cause des réactions chimiques avec l'eau et du courant continu.

Quel est le principe de fonctionnement des capteurs d'humidité à deux pattes?

Les capteurs à deux pattes utilisent un diviseur de tension, où la résistance du capteur varie en fonction de l'humidité du sol. Plus il y a d'humidité, plus la résistance est faible et donc plus la tension de sortie est faible.

Pourquoi le capteur à deux pattes commence-t-il à se détériorer lorsqu'il est immergé dans l'eau?

Les électrodes du capteur sont exposées à l'eau, ce qui entraîne des réactions électrochimiques, comme la dissolution du cuivre des pattes du capteur sous l'effet du courant continu. Cela provoque la dégradation du capteur.

Quelle est la différence entre les capteurs à deux pattes et ceux utilisant un transistor?

Les capteurs avec transistor utilisent ce dernier pour amplifier le courant qui traverse la résistance du capteur, permettant ainsi une lecture plus précise de l'humidité. Contrairement aux capteurs à deux pattes, ces capteurs ne nécessitent pas d'Op-Amp et sont donc plus robustes.

Pourquoi certains capteurs d'humidité à base de transistor cessent-ils de fonctionner avec le temps?

Ces capteurs souffrent également de dégradations dues aux conditions de l'environnement, comme l'accumulation de sels et autres éléments chimiques dans le sol, qui peuvent affecter la résistance et la conductivité des matériaux du capteur.

Quel est l'avantage de l'utilisation d'un NE555 dans un capteur d'humidité?

Le NE555 est utilisé pour générer une onde carrée, dont la fréquence change en fonction de la capacité du capteur. Cela permet d'obtenir une mesure plus stable et fiable de l'humidité sans que l'eau n'entre directement en contact avec les composants électroniques sensibles.

Comment fonctionne un capteur capacitif d'humidité?

Le capteur capacitif mesure la variation de la capacité entre ses deux électrodes en fonction de l'humidité. L'eau augmente la capacité, ce qui fait baisser la résistance équivalente du capteur, permettant ainsi de mesurer l'humidité sans contact direct avec l'eau.

Pourquoi la fréquence du capteur capacitif est importante?

La fréquence affecte la plage de mesure du capteur capacitif. À des fréquences plus élevées (autour de 600-900 kHz), la différence entre un sol sec et un sol complètement immergé est plus marquée, ce qui permet une détection plus précise.

Pourquoi est-il nécessaire de protéger les capteurs capacitifs de l'humidité?

Bien que les capteurs capacitifs ne soient pas directement affectés par l'eau, l'humidité peut pénétrer les bords non protégés des cartes de circuits imprimés standard, ce qui peut compromettre leur fonctionnalité. Il est donc essentiel de les isoler avec un emballage plastique ou un revêtement protecteur.

Quels sont les avantages d'un capteur d'humidité sans contact direct avec l'eau?

Un capteur sans contact direct avec l'eau, comme celui à base de NE555, offre l'avantage de prévenir la corrosion des composants électroniques tout en maintenant des mesures fiables de l'humidité. Cela prolonge la durée de vie du capteur et garantit des lectures stables à long terme.