Fuktgivare

[Oltronix]

Jag har planerat bygga ett system som vattnar mina tomater när jag är borta men jag har problem med givaren. Vad kan problemet vara? Se pdf för mer info.

Givare-elek.pdf

[E Kafeman]

Kul mönster på givaren. Mönstret ser ut att speglas till baksidan av kretskortet.
Man mäter i huvudsak kapacitansen mellan de motstående ytorna, vilket påverkas av vilket material som finns emellan, förmodligen FR4.
Variationer i de tester du gjort är då variationer i kapacitans/ledningsförmåga för den rätt långa gångvägen för strömmarna att gå utomikring kretskortet. Troligen blir det en relativt stor fast kapacitans -även torrt som man kanske försöker balansera ut för bättre utslag pga ändringar i omgivningen.

Ytan på elektroderna och dess avstånd är viktiga parametrar för resulterande kapacitans. Mönstret är en i mitt tycke meningslös design avsedd att se ut att vara mer tänkt än vad den troligen är.
Mönstret kan eventuellt fälla ut koppar vilket för många växter är ett gift.
Jag tog två blad från rostfritt bladmått och stack ner i blomktukan 1 cm från varandra som kapacitansv när jag byggde blomvattnare. Mycket enkel och tydlig reaktion på fukt.
Hade nog provat med det, att löda på två korta sladdar istället för mönstret och stuckit ner i blomkrukan. Går med bordknivar eller vad som helst som är rosttrögt.

Har du multimeter med kapacitansmätare kan det vara e nklare sätt att verkligen se skillnaden mellan torr och blöt jord.

[danei]

Mönstret är ju bara ett tryck.

[alexanderson]

Vad är det för slags jord ?
Planteringsjord som säljs i påsar består oftast av torv.
Tror knappast att det löses upp för mycket koppar. 10mg koppar per kilo jord torde ej ge upphov till kopparförgiftning.
Med vilken frekvens arbetar detektorn ?
Mäter detektorn enbart kapacitans eller en kombination av kapacitans och resistans ?
Prova med 22pF parallellt med 10 kiloohm.

[Oltronix]

>Mönstret är ju bara ett tryck.
Ja det verkar så. Det är helt klart att det är CU-foile i nederdelen av kretskortet men jag kan inte avgöra om folien ligger ytterst eller inne i glasfibern.

[Oltronix]

Med vilken frekvens arbetar detektorn ?
Mäter detektorn enbart kapacitans eller en kombination av kapacitans och resistans ?

Vet ej. Har ej sett koden i ATSAMD10

[Oltronix]

Prova med 22pF parallellt med 10 kiloohm.

Var skall 22pF och 10Kohm anslutas?

Hittade grafer som inte alls ser ut som mina. Se längst ner på sidan.
https://learn.adafruit.com/adafruit-ste ... apper-test

edit:
fast det vara bara temp ingen fukt

[E Kafeman]

Mönstret är ju bara ett tryck.

Ja men jag kan inte se om det även representerar kopparfoliens ytor.
I vilket fall så mäter man i huvudsak kapacitansen i det mellanlliggande materialet som är glasfiber.
Det blir givetvis en viss mätning öven bakvägen mellan ytorna men det är helt tydligt någon som inte tänkt så mycket eller bara ville ha simpel konstruktion.

Screenshot 2025-08-04 at 16-30-30 moisture sensor - Sök på Google.png

Här mäter man också kapacitansen mellan benen, Mellan benen finns kanske fuktig jord till skillnad till den andra fuktmätaren som mäter glasfberns fukt.
-
För den som glömt hu en kondensator fungerar, eller så sket han i det, den som designade givare med glasfiber mellan plattorna. Dålig design som möjligen rättfärdigas något av att det blev en billigare produkt att tillverka.

Capacitor_schematic_with_dielectric.svg.png

[danei]

Den där ser snarare ut att mäta konduktiviteten.

[Oltronix]

>Mellan benen finns kanske fuktig jord till skillnad till den andra fuktmätaren som mäter glasfberns fukt.
Hm intressant. Har inte tänkt på att glasfibern tar upp H2O. Vet inte hur detta material liknar det man har i plastbåtar, men där vill man inte att plasten skall ligga i H2O och ta upp vatten, Dock tar många båtar upp vatten av olika anledningar.

[Joe]

Adafruit STEMMA Soil Sensor mäter inte kapacitansen mellan varsin sida på kretskortet. Och mönstret är ett tryck utanpå kopparen..
Den som hävdar annat "sket i" att ta reda på hur designen är och istället hittar på saker utan någon som helst fakta.

Bilden i inlägg viewtopic.php?p=1864274#p1864274 visar en fuktmätare som mäter konduktiviteten (resistans)...





Däremot så borde den fuktigvare tråden gäller vara lackad så vatten inte påverkar kortet. Det framgår inte av tillverkarens uppgifter.

[Oltronix]

Jag har stirrat på denna bild ett antal ggr tidigare och även tittat på kretskort genomlyst med lampa. Det verkar som det finns endast en yta med CU-folie. Kan det vara så? Blir inte mycket till kondensator av bara en yta. Även kollat lopplingsschemat. Där verkar det bara finnas en tråd till sensor.
Kanterna är inte målade så dår kan vatten tas upp av plasten.

edit:
Hur skall man tolka de olika färgerna på layoten? Är det en färg per lager?

[Joe]

Röd är ett lager (topp), blå det andra lagret (botten) och grön är vior.

Atmel-42242H-SAM-D10-Datasheet_09/2016
"In self-capacitance mode, the PTC requires only one pin (Y-line) for each touch sensor"

Du får googla "self-capacitance mode", men jag tycker nedanstående bild ger en enkel förklaring:

[E Kafeman]

Adafruit STEMMA Soil Sensor mäter inte kapacitansen mellan varsin sida på kretskortet. Och mönstret är ett tryck utanpå kopparen.

Den som hävdar annat "sket i" att ta reda på hur designen är och istället hittar på saker utan någon som helst fakta.

Jag har en del fakta ja. Vill du säga att du inte har det så ska jag försöka ge dej det här nedan.
Vad vi kallar det värde den mäter som resultat av ledningsförmåga mellan plattorna spelar ingen roll. Det är bara dumt hårklyeri.
Som du säkert begriper av ditt senaste inlägg så finns det inga kondensatorer med endast en yta,
-
Vi får ta detta rätt basic eftersom kunskapsreferens verkar tveksam vad som mäts med en kondensator som fuktmätare. Du förstod tydligen inte hur dessa kretsar vanligen fungerar på lite mer grundläggande nivå eftersom du hade inte riktigt förstått hur det fungerar rent elektriskt.
-
Det är två elektroder i ett dielektrikum vilket duger utmärkt att kalla för kondensator.
Ett mått på kondensatorn ledningsförmåga är dess växelspänningsresistans, kallat impedans.
Impedansen är vektorn som resultat av reaktans och resistans.
Resistans-delan av impedansen kan vi grovt förenklat kalla för invers konduktans. Kan vara sant, men inte alltid.
Förändringar i dessa egenskaper kan användas för att indikerar förändringar i dielektrat såsom fuktkvot.
En alternativ parameter istället för impedansen är att mäta kapacitansen, dvs ett mått på dess laddningsförmåga. Ingen av dessa varianter är oberoende av övriga parametrar men typisia mätmetoden för att mäta kapacitans skiljer sej från att mäta förlustfaktorer när det gäller enklare kretslösningar.
-
Utöver elektrodernas storlek och inbördes avstånd så påverkas strömledningsförmågan av dielektrat, det område som omger elektroderna.
Dess egenskaper påverkar resulterande impedansen förutom elektrodernas egenskaper.
Impedansen som vektorvärde är det vi kan mäta med enklare mätmetoder, genom strömmätning med en känd växelspänning pålagd på en av elektroderna. Enklare mätning i betydelsen att vi inte separerar reaktansen från resistansen utan mäter dess gemensamma vektorvärde.

Stora elektrod-ytor med kort avstånd mellan ytorna och hög dielektricitetskonstant i mediumet ger lägre impedans => högre mätström.
Då vi inte vet förlustfaktorn ännu för antaget dielektra, vet vi inte så mycket om den realiserade kapacitansen.
Hög konduktivitet kan man få av mycket fria lättrörliga joner i dielektrat, hög salthalt i vätska t.ex. trots inte så stora elektrodytor i kondensatorn.

Dielektriska egenskaperna kan vi dela upp i två delar, dielektricitetskonstant och förlustfaktor.
Hög förlustfaktor ger lägre resistans => lägre mätt impedans.
Den andra dielektriska faktorn kallad dielektricitetskonstant är väsentlig faktor för reaktansen.

Helt torr dielektra utan mineraler, död steril jord, och dielektricitetskonstanten kan hamna kring 2-3 med hög dielektrisk förlustfaktor.
Dielektriska förlustfaktorn är direkt relaterat till konduktansen.
Blöt jord 10-20. avjonat rent vatten 80. luft nära 1.
Förlustfaktorn beror mycket på i vätska upplösta joner. Hög salthalt i vätska ger låg resistans som del av den mätta impedansen.
Även luft leder men här försimbart.
Nu är detta en viss förenkling och för ännu enklare, enklare mätmetoder arbetar ofta med låga frekvenser, under 1MHz.
Hög förlustfaktor och hög konduktans är då nära relaterade. Förlustfaktorn är relaterat till kondenstorns kanske mer bekanta ESR, dvs resistansen i impedansdelen och beräknas:

Kod: Markera allt

ESR=σ/(ε` x ω² x C)
σ= konduktivitet
ω=2ϖf
C=kapacitansen mätt som ideala reaktansdelen i impedansen.

En av de sakerna man ser i ovan formel är att utan kapacitans går det inte leda ström mellan elektroderna, ESR blir oändligt.
Ju större del av elktrodytan som är exponerad mot dielektrat man vill mäta egenskaperna för och inte mot annat dielektra, ju tydligare utslag på just det dielektrat och om det ändrar sej pga fuktighet.
Om man låter vardera elektroden vara på motsatta sidor om ett PCB blir det stora elektrod-ytor nära varandra. Det ger lägre impedans.
PCB glasfiber är för låga frekvenser en bra isolator och gångvägen genom det dielektra man vill mäta blir stort mellan elektroderna relativt om det dielektrat befunnit sej mellan elektroderna. Utslag i förändringar hade blivit tydligare om inte glasfiber-delen utgjort en del av det som nu mäts pga av kapacitansen som ingår som en del av reaktansen i det man mäter.
-
Kapacitansen / impedansen/ konduktansen är svåra att separera från varandra. Finns inte en av parametrarna finns inte heller de andra.
Kalla det vadf man vill, det som mäts med en fuktsensor, men i simplare fall är det strömledningförmågan genom en kondensator och fuktrelationen är variationen av dielektrats egenskaper.
-
Att man målat lack på kopparen ökar säkert DC-isolationen men i detta utförande har det liten betydelse som del av hela dielektrat.
50% av kapacitiva ytan täcks av glasfiber med kort avstånd till motsatta elektroden. Jo jaag vet att du inte förstår att det finns en elektrod även på baksidan men så är det. För att kunna leda ström genom fria joner i den andra delen av dielektrat blir gångvägen längre men kanske tillräckligt bra även om just detta exempel verkar ovanligt otydlig och okänslig i vad vi nu väljer att kalla vad den nu mäter.
-
Normalt är det enkelt att indikera fukt i jord oavsett hur man väljer att mäta. Dielektrisitetskonstantens vanliga referenser som man ofta använder för att kalibrera nätverksanalysatorn är att luft är nära 1 och avjonat vatten i rumstemperatur ligger på 80.
Mätresultat för jord beror på dess sammansättning med salt och mineraler men typiska värden för torr jord är 2-3 och riktigt blöt jord 20.
Önskat värde borde ligga i området 5-10 i dielektrisitetskonstant. Det är då otur eftersom FR4 ligger i samma härad av dielektricitetskonstant, 4. Därav namet på PCB-materialet.
Den andra faktorn, förlustfaktorn, är för luft och avjonat vatten bägge nära noll.
Reella delen av dielektriciteten brukar kallas K`
Ett exempel som inte är gällande för alla jordtyper men som ger ett hum om hur utslaget ändras med jordens vatteninnehåll:

k12.png

Uppmätt konduktivitet:

cond_12.png

Detta är exempelvärden. Vattna med mycket blomgödsel och jorden leder säkert ström betydligt lättare.
Att mäta dielektricitetskonstant och förlustfaktor görs vanligen med nätverksanalysator.
Den frekvensberoende impedansens bägge veltorer, real och imaginär resistans. mäts också med nätverksanalysator.
Enklare kapacitansmätare, typ de som inte kan mäta ESR, skiljer inte på dessa bägge faktorer och man ser därför även konduktans som en del av kapacitansmätningen.

Mätningar som kräver DC medför ofta korrosion och utfällningar från jorden vid elektroderna.
Ett billigt sätt att kortvarigt mäta något fuktrelaterat eg, flyttbara joner, är att använda elektroder av olika metaller, typ järn resp koppar och mäta resulterande batterispänningen med dc voltmeter.
-
.
>Hm intressant. Har inte tänkt på att glasfibern tar upp H2O.
Nej det är något fel om glasfibern tar upp nämnvärt med fukt.. Glasfiber är en homogen blandning av glas och plast.
FR4 kan ta upp obetydligt med fukt men det finns de som åtminstone skyddar olackade PCB-kanterna för att inte få fukt i kretsen den vägen.

Videon nedan visar schema för ett mer renodlat kapacitivt mätförfarande för att mäta fuktighet. mha enkla komponenter då kondensatorns kapacitans spelar större roll för mätresultatet än att mäta impedans-relaterat. Om det på något sätt är bättre eller sämre mätmetod vet jag inte. Kanske är det den mätprincipen för din krets . Det är så man i vanliga fall mäter kondensatorers kapacitans med mindre inverkan av förlustfaktor eller som en del kanske vill se det som, konduktans.


Om du ändå har proberna uppkopplade, varför inte prova skillnaden och mäta med två vanliga knivar instuckna i jorden. Det behövs bara ett tillfälligt jack i ledningsbanan och istället löda på två korta sladdar på PCB.

Har du oscilloskop kan du mäta direkt på den aktiva sensorn och se om det reagerar vettigt. Se videon för vilka signaler som kan förväntas.
Ditt nuvarande resultat är inte särskilt lätt tolkat att använda för att avgöra när det behövs vatten och detta resultatet måste varaa fleaktigt på något sätt, om sensorerna verkligen tydligt ska reagera på fukt. Jag blir inte så förvånad om de fungerar så som designen är gjord.

[danei]

Du har säkerligen koll på hur en kondensator fungerar. Även om din förklaring var något svår att följa. Däremot tycks du inte greppat hur den refererade givaren är konstruerad. (Att den refereras till som en länk i en pdf är inte särskilt snyggt)
Den är som jag tolkar det inte lik den du länkar till.