עשה זאת בעצמך: חיישן לחות אדמה קיבולי.

הבעיה:

regsensorsזאת הבעיה! כמו שאתם רואים על מזלגי הלחות שלי מאיביי שחיו כ4 חודשים בתוך אדמת עציץ, יש קורוזיה, מתכות ומים לא באמת אוהבים אחד את השני, וזאת התוצאה.
הם עדיין פעילים – חוץ מהתחתון שהצפתי את העציץ והסוללה לא אהבה את את זה בכלל, אבל מכיין שפני השטח של המוליך השתנו גם ההתנגדות שלו השתנתה וכך גם הקריאות שאני מקבל השתנו, וכדי להבטיח דיוק אני נאלץ לעשות כיול פעם בכמה זמן (מזל ששמתי כפתור כיול 🙂 ).

הפיתרון:

חיישן לחות אדמה קיבולי.
זה לא משהו חדש, זה קיים, ויש אפילו חברות שמוכרות את זה, בדרך כלל זה קווים על פני PCB שמרכיבים 2 לוחות – 2 קטבים של קבל, מה זה שונה מקבל רגיל? בקבל רגיל יש 2 לוחות שממש מקבילים אחד לשני עם מבודד ביניהים, ששומר שלא יגעו אחד בשני כדי ליצור קיבול, מגולגלים ומוכנסים לתוך מעטפת צילינדרית וכך הלאה … חפשו קבל בויקיפדיה.

בחיישן שלנו הלוחות לא מקבילים אחד מעל השני אלא אחד לצד השני והמבודד הוא לא רק הSolder Mask שעל הPCB אלא גם הסביבה שלו – ובמקרה שלנו המבודד הולך להיות מים (מוזר הא?)
המים לא באמת מבודדים בין הלוחות, אין להם מגע עם הלוחות בכלל.
אבל מים בתור מבודד יכולים להגדיל את הקיבול עד פי 100 מאשר בחומר אחר. 

מתוך An Open Access Biomedical Image Search Engine

נתקלתי חיישן מסוג כזה לראשונה לא מזמן באחת הקבוצות בפייסבוק עם הקישור פוסט בבלוג Zero Characters Left, בו המחבר יוצר חיישן כזה בעזרת יצירת PCB שכזה.
origואז אמרתי לעצמי, זה כולה 2 מוליכים מקבילים בתוך מבודד בוא נבנה כזה לבד.

כמה קשה זה יכול להיות

החומרים:

  • סרט קפטון – אפשר גם סלוטייפ אבל קפטון הוא יותר עמיד ונוח לעבוד איתו
  • תבנית אלומיניום חד פעמית לאפיה – חומר עבה וקל לעבוד איתו
  • מספריים
  • דבק חם
  • חוטי חשמל

materials

 

עם קצת מאמצים, ניסיונות שונים עם שטחים ואורכים שונים זאת התוצאה:
detailשני פסי אלומיניום מקבילים ( לא נוגעים אחד בשני) עם רווח כמה שיותר קטן ביניהים, בתוך מעטפת סרט קפטון משני הצדדים, 2 גידים מחוברים מחוברים לכל קוטב ומאובטחים ע"י דבק חם כדי שלא תחדור לחות לתוך החיישן ותקצר בין שני הפסים.

מה עושים עם זה?

כל זה מגניב, בניתי קבל, אבל מה עושים איתו?
זה קבל! צריך למדוד את הקיבוליות שלו! ניקח ארדואינו לעזרתינו, ונבנה מעגל טעינה ופריקה של הקבל, נתזמן את העניין ונדע מה הקיבול של הקבל בכל רגע נתון.
בשביל זה טעינה ופריקה של קבל זה חומר של כיתה י' בשיעור פיזיקה, צריך נגד לטעינה.
את המעגל שהשתמשתי בו ניתן לראות כאן: http://www.arduino.cc/en/Tutorial/CapacitanceMeter
בשביל העבודה, שמתי קבל טעינה של 4.7 מגה אוהם, הקיבול של הקבל יהיה קטן ולכן כדי למדוד את זמן הטעינה אני צריך שהוא יהיה ארוך, לפריקה השתמשתי בנגד 220 כמו שמופעי באתר.

שיניתי טיפה את הקוד, הסרתי חלקים לא חשובים, וממדידת מילי שניות עברתי למיקרו שניות, כי גם עם נגד 4.7 מגה אוהם הוא נטען בזמן של 600 מיקרו שניות.
והוספתי גם ממוצע של 50 דגימות כדי לרכך טיפה את הקפיצות.

הקוד:

בדיקות:

2

מהבדיקות שנערכו קיבלתי את התוצאות הבאות:
זמן טעינה כאשר החיישן יבש: 600 מיקרו-שניות
זמן טעינה כאשר החיישן מושרה במים: 4000 מיקרו-שניות

תוצאות משמחות!
זמן הטעינה משתנה בהתאם לכמה משטח החיישן נמצא בתוך המים, וגם אין הבדל בין מים קרים למים רותחים, ומה שקיבלנו זה חיישן שמודד כמה מים יש מסביבו מבלי לגעת בהם בכלל, אז אין חשש לקורוזיה ועוד מפגעים.

מה שנשאר לעשות הוא לנסות את זה בתוך אדמה אמיתית… המשך יבוא.

Comments

comments

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *