Sensor capacitivo de humedad del suelo.

Un higrómetro de suelo capacitivo es un dispositivo que mide la humedad del suelo mediante la medición de la capacidad del suelo para retener el agua. Este tipo de higrómetro utiliza dos electrodos que se insertan en el suelo y miden la capacitancia del suelo entre ellos. La capacitancia del suelo es proporcional a la cantidad de agua presente en el suelo.

La operación del higrómetro de suelo capacitivo es simple. Cuando el suelo está húmedo, hay más agua entre los electrodos, lo que aumenta la capacitancia. Cuando el suelo está seco, la cantidad de agua es menor y la capacitancia es menor. La capacitancia medida se convierte en una señal eléctrica que se muestra en una pantalla como un valor de humedad del suelo.

El sensor capacitivo de humedad del suelo v1.2 es un tipo de sensor que se utiliza para medir los niveles de humedad del suelo. Por lo general, consta de una placa de circuito impreso (PCB) con dos o más electrodos que se insertan en el suelo. El sensor utiliza el principio de capacitancia para medir el contenido de humedad del suelo.

Cuando los electrodos se insertan en el suelo, el agua del suelo actúa como un material dieléctrico y la capacitancia del sensor cambia según el contenido de humedad del suelo. El sensor mide la capacitancia y la convierte en un voltaje o señal digital que puede ser leída por un microcontrolador u otro dispositivo electrónico.

Este sensor en concreto se llama «Capacitive soil moisture sensor v1.2» tiene las siguientes características:

Voltaje de funcionamiento: normalmente, el sensor requiere un voltaje de 3,3 V o 5 V para funcionar.

Este sensor tiene un consumo de aproximadamente 5 miliamperios.

El sensor «capacitive soil moisture sensor v1.2» utiliza una interfaz PH2.0-P3.

Salida: La salida del sensor suele ser un voltaje analógico que es proporcional al contenido de humedad del suelo, o una señal digital que indica si el suelo está húmedo o seco. Este voltaje oscila entre 1.5 y 3 voltios aproximadamente. Cuanto mas humedad detecte mas se acerca a 1.5 voltios.

Rango: el sensor puede medir la humedad del suelo en un rango de 0 a 100 % según la calibración.

Precisión: la precisión del sensor suele ser de ±2 % o mejor, según la calibración.

Temperatura de funcionamiento: el sensor puede funcionar en un rango de temperatura de -40 °C a 85 °C.

Dimensiones: Las dimensiones del sensor suelen rondar los 60 mm x 20 mm x 5 mm, según el fabricante.

Un ejemplo de código utilizando el modulo ESP32 desde 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);
}

La parte electrónica de este sensor esta compuesta por dos placas conductoras, condensadores, resistencias y el timer 555, utiliza su electronica para manejar la respuesta de las ondas magnéticas producidas por los platos conductores (sensor capacitivo) y devolver por el cable de señal y un voltaje que interpretaremos para conocer la humedad.

Un ejemplo de esquema eléctrico se muestra en el dibujo siguiente, suponiendo que la tensión 5 voltios colocando los jumpers de la fuente de alimentación en esa posición.

En el video siguiente podeis ver el funcionamiento del sensor:

El código del primer ejemplo es el siguiente:

#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);
}

Y el ejemplo del código del video mostrando porcentajes de humedad sería:

#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);
}