A corrosão do sensor de umidade do solo é normal?

24

Eu tenho um projeto Raspberry Pi que possui três sensores de umidade do solo. Colho uma amostra de umidade a cada minuto. Após cerca de um mês, comecei a obter más leituras. Em uma inspeção mais aprofundada, notei que meus sensores de umidade do solo estavam corroídos até o ponto em que estavam fornecendo leituras falsas de umidade (corroendo completamente o contato do metal). Corroeu todos os sensores igualmente.

A corrosão do sensor de umidade do solo é normal? Se sim, como você evita isso? É apenas um sensor barato? O que é recomendado?

Sensor de umidade do solo

O sensor que comprei pode ser encontrado aqui: Amazon - Sensor de umidade do solo XCSOURCE 5pcs e sistema de rega automático para Arduino TE215 .

ajputnam
fonte
4
Algumas pessoas afirmam que o uso de CA para fazer a medição também ajuda.
PlasmaHH
3
Eu li vários sites alegando que a capacidade de leitura em vez de resistência é o método preferido que também reduz a corrosão.
usar o seguinte comando
5
Se você deseja que seu sensor dure, use um sensor isolado que mede o teor de umidade através da capacitância, que não precisa de contato elétrico direto com o solo. Esta é uma boa: vegetronix.com/Products/VH400
Mels

Respostas:

23

Se você pensa no que está acontecendo, possui um ambiente muito hostil para a eletrônica (umidade - às vezes grandes quantidades, PH do solo e eletrólise induzida por corrente elétrica)

O Guia de conexão do sensor de umidade do solo SparkFun inclui o seguinte:

Um problema comumente conhecido pelos senadores de umidade do solo é sua curta vida útil, quando expostos a um ambiente úmido. Para combater isso, tivemos o PCB revestido com acabamento em ouro (ouro de imersão em níquel eletrolítico).

Outra maneira de prolongar a vida útil do seu sensor é ligá-lo apenas quando você faz uma leitura. Usar um pino digital definido como HIGH em um Arduino, por exemplo, é uma maneira fácil de conseguir isso. Se você deseja alimentar o sensor com mais de um pino digital no seu microcontrolador, você sempre pode usar um transistor.

Portanto, sim, isso é normal, não posso falar da longevidade do sensor sparkfun, mas a vida útil extra oferecida pelo "Gold Finishing" pode valer o custo extra para o seu caso de uso. Como outros já disseram, ligar o sensor somente ao fazer uma leitura também aumentará a vida útil do sensor. Eu também questionaria a necessidade de fazer uma medição a cada minuto. A umidade do solo realmente muda significativamente nesse curto período de tempo?

Acabei de ver esse novo método (abordado na etapa 5) usando hastes de grafite (lápis) para fazer sondas duradouras.

Steve Robillard
fonte
23

Sim, isso é normal para uma configuração de unidade DC. Você está efetivamente configurando um experimento de eletrólise em que os átomos de cobre no eletrodo positivo estão sendo ionizados, transportados pelo conteúdo de água do solo até o eletrodo negativo onde estão sendo depositados e voltando a ser átomos de cobre. Isso explica por que o eletrodo negativo parece surpreendentemente limpo por ter sido enterrado - a camada superior de átomos foi recentemente depositada e provavelmente muito pura.

Para contornar isso, há algumas coisas que você pode fazer. O revestimento de ouro é um bom começo, mas precisará ser espesso e consistente (mesmo um buraco atômico permitirá o acesso ao cobre subjacente e, eventualmente, isso será corroído). A maior parte do revestimento ENIG nos PCBs é garantir o nivelamento das pastilhas SMD e minimizar a corrosão durante o armazenamento - você precisaria de um revestimento "ouro duro" para uso a longo prazo e, mesmo assim, eventualmente falhará.

A melhor abordagem é usar um inversor de CA. Aqui, os eletrodos passam de positivos para negativos frequentemente durante o uso. Por esse motivo, os íons transportados e depositados em um meio ciclo serão devolvidos e redefinidos no próximo meio ciclo (onde a polaridade será revertida). O resultado líquido não é corrosão eletrolítica geral (e na verdade uma função de autolimpeza parcial). A maioria dos esquemas de detecção capacitiva é de rede zero DC e, portanto, a detecção de tampa em oposição à detecção resistiva nos eletrodos provavelmente ajudará, como outros sugeriram.

Estas perguntas e respostas sobre a troca de pilhas EE abordam alguns detalhes sobre esquemas de inversores e uma discussão sobre circuitos CA. A maneira que eu fiz no passado é usar um multivibrador astável para acionar os dois eletrodos com uma forma de onda CA e, em seguida, medir a corrente de entrada CC no multivibrador e calibrá-la contra a umidade - mas tenho certeza de que existem soluções mais elegantes lá se você Google o suficiente.

Um último ponto - se você estiver usando um esquema de CA, deverá alimentar os eletrodos continuamente para manter a função de auto-limpeza (o cobre não energizado acabará por corroer no solo). Com um esquema CC, ligar somente quando necessário reduzirá a velocidade da corrosão (como a corrosão eletrolítica será mais rápida que a do cobre não energizado), mas não a impedirá a longo prazo.

stefandz
fonte
11
Apenas um pensamento: vocês não podem usar algo como titânio como metal sensor? O Ti resiste à corrupção mesmo em salmoura quente. Ou o Ti é inadequado como sensor?
Curious_cat
3
+1 para uma explicação muito mais detalhada + dicas muito concretas para correção do que a resposta aceita. Eu não pensei sobre isso e não li sobre como o sensor está conectado, mas você não pode criar uma solução "ACish" muito simples: não é uma CA real (como na curva sinoide), apenas alternando os dois contatos de VCC para GND e vice-versa. Síncrona, é claro. A detecção real só precisa ser feita quando um contato parcitular está "ligado", é claro, para facilitar. Portanto, no que diz respeito à detecção, ele permanece DC, mas no que diz respeito à galvanização do ânodo, ele muda.
AnoE
A onda quadrada AC, como você descreve, @AnoE, funcionará perfeitamente. No entanto, é necessário ter cuidado para garantir que o potencial da Terra (terra real e real - a terra em que você está colocando a sonda) seja positivo e negativo. Se a conexão à terra do circuito do inversor estiver conectada à terra, a tensão média em cada eletrodo estará entre a tensão de comutação positiva e a terra (a meio caminho, se o ciclo de trabalho for de 50%). Uma maneira de superar isso é acoplar as unidades de saída por meio de capacitores em série - outra seria usar um transformador para acoplar a saída.
91117 stefandz
Re: Ti como sensor, @curious_cat - parece possível. Também soa mais caro do que um sensor de contato direto acoplado à CA ou um sensor capacitivo isolado, conforme sugerido por Mels na pergunta principal.
stefandz
Truy, @stefandz, eu estava pensando mais em vasos de qualquer maneira. : Acho que esse é um detalhe de implementação que a maioria dos caras eletrônicos não enfrenta com muita frequência.
AnoE
8

Sim , é normal.

Um eletrodo (o ânodo) irá oxidar .

Dito isto, não deve acontecer tão rapidamente. Eu acho que você tem o sensor constantemente ligado. Isso significa que você sempre ativa a corrosão.

O que você pode fazer para garantir que haja corrente no sensor somente quando você faz uma leitura. Isso interromperá a corrosão entre as medições e fará com que seus sensores durem mais.

Bex
fonte
3

Esta recente Prevenção da corrosão no YL-69 pode responder à sua pergunta pelo menos até certo ponto, eu acho. Ele lembra os usuários do sensor para ligá-lo apenas por curtos períodos de tempo, a fim de evitar eletrólise e, portanto, corrosão quando você o executa com corrente constante.

TheDiveO
fonte
1

Lixe um pouco com grão 2000 e solde uma fina camada de solda sem chumbo. Faça isso a cada poucos meses. O material abaixo é de fibra de vidro, apenas tome cuidado com qualquer CI.

Sou a favor da ideia de apenas ligar brevemente um sensor de umidade e depois desligá-lo até que seja necessário novamente.

user2497
fonte