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[项目] 【Arduino】108种传感器模块系列实验(71)--- 电容土壤传感器

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发表于 2019-7-23 12:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 eagler8 于 2019-8-30 08:39 编辑

37款传感器与模块的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块,依照实践出真知(一定要动手做)的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一动手试试做实验,不管成功与否,都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题,希望能够抛砖引玉。

【Arduino】108种传感器模块系列实验(资料+代码+图形+仿真)

实验七十一:电容式土壤湿度传感器模块不易腐蚀宽电压工作(TL555I)

TL555I 6位模数转换器 SOP-8 实时时钟芯片

0 (1) (1).jpg

 楼主| 发表于 2019-7-24 14:47 | 显示全部楼层
本帖最后由 eagler8 于 2019-8-3 14:50 编辑

Arduino 系列传感器和模块实验目录清单:
一块扩展板完成Arduino的9类18项实验(代码+图形+仿真)
https://www.arduino.cn/thread-88696-1-1.html
实验一:干簧管传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-86350-1-1.html
实验二:光敏电阻传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-86393-1-1.html
实验三:微波雷达感应开关模块
https://www.arduino.cn/thread-86397-1-1.html
实验四:振动传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-86512-1-1.html
实验五:热敏电阻温度传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-86520-1-1.html
实验六:KY-038高感度声音传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-86576-1-1.html
实验七:旋转电位器模块
https://www.arduino.cn/thread-86866-1-1.html
实验八:湿度传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-87993-1-1.html
实验九:火焰(红外线)传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-88283-1-1.html
实验十:敲击传感器模块KY-031
https://www.arduino.cn/thread-88401-1-1.html
实验十一:金属触摸传感器模块KY-36
https://www.arduino.cn/thread-88422-1-1.html
实验十二:开关霍尔磁力传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-88461-1-1.html
实验十三:触摸传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-88523-1-1.html
实验十四:倾斜传感器模块(角度开关)
https://www.arduino.cn/thread-88530-1-1.html
实验十五:手指侦测心跳传感器模块KY-039
https://www.arduino.cn/thread-88557-1-1.html
实验十六:电容式数字触摸传感器模块(TTP223 )
https://www.arduino.cn/thread-88567-1-1.html
实验十七:HC-SR312微型热释电传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-88578-1-1.html
实验十八:0.25W太阳能滴胶板传感器模块(45X45毫米)
https://www.arduino.cn/thread-88669-1-1.html
实验十九:常闭型SW-420震动开关传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-88672-1-1.html
实验二十:水银开关传感器模块(KY-017)
https://www.arduino.cn/thread-88787-1-1.html
实验二十一:激光头传感器模块(KY-008)
https://www.arduino.cn/thread-88842-1-1.html
实验二十二:MAX7219点阵显示模块(8X8 LED共阴)
https://www.arduino.cn/thread-88851-1-1.html
实验二十三:NE555频率可调脉冲发生器模块(方波简版)
https://www.arduino.cn/thread-88867-1-1.html
实验二十四:水位水滴传感器模块(Water Sensor)
https://www.arduino.cn/thread-88886-1-1.html
实验二十五:MQ-2气敏式烟雾传感器模块(甲烷等)
https://www.arduino.cn/thread-88906-1-1.html
实验二十六:4X4矩阵键盘模块(轻触式按键)
https://www.arduino.cn/thread-88966-1-1.html
实验二十七:GY-BMP280-3.3 高精度大气压强传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-89010-1-1.html
实验二十八:三色5050 RGB全彩LED模块 KY-009
https://www.arduino.cn/thread-89022-1-1.html
实验二十九:DS1302实时时钟模块(带电池  掉电走时)
https://www.arduino.cn/thread-89070-1-1.html
实验三十:光敏二极管传感器模块(英语photodiode )
https://www.arduino.cn/thread-89129-1-1.html
实验三十一:ISD1820录音语音模块(8-20秒)
https://www.arduino.cn/thread-89154-1-1.html
实验三十二:雨滴传感器模块(雨水/雨量/叶面湿度)
https://www.arduino.cn/thread-89184-1-1.html
实验三十三:ESP8266串口WIFI收发无线模块 (ESP-01S)
https://www.arduino.cn/thread-89245-1-1.html
实验三十四:三色LED交通灯模块(红绿黄灯)
https://www.arduino.cn/thread-89273-1-1.html
实验三十五:模拟量声音传感器模块(4线制)
https://www.arduino.cn/thread-89289-1-1.html
实验三十六:WS2812B智能外控集成LED四位彩灯模块
https://www.arduino.cn/thread-89297-1-1.html
实验三十七:MQ-3酒精乙醇传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-89300-1-1.html
实验三十八:joystick双轴XY按键摇杆模块(游戏控制杆)
https://www.arduino.cn/thread-89365-1-1.html
实验三十九:DS18B20单总线数字温度传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-89368-1-1.html
实验四十:360度旋转增量编码器模块(KY-040)
https://www.arduino.cn/thread-89427-1-1.html
实验四十一:IS0203激光接收管传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-89428-1-1.html
实验四十二:DSM501A韩国PM2.5灰尘粉尘传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-89441-1-1.html
实验四十三:5V低电平触发单路继电器模块
https://www.arduino.cn/thread-89445-1-1.html
实验四十四:类比霍尔磁性传感器 KY-035(模拟量)
https://www.arduino.cn/thread-89464-1-1.html
实验四十五:红外避障传感器模块(光电接近开关)
https://www.arduino.cn/thread-89473-1-1.html
实验四十六:350Ω高精度电阻式应变片传感器 (BF350)
https://www.arduino.cn/thread-89474-1-1.html
实验四十七:七段LED数码管模块(共阴/共阳)
https://www.arduino.cn/thread-89475-1-1.html
实验四十八:GY-291三轴重力加速度模块 (IIC/SPI传输)
https://www.arduino.cn/thread-89567-1-2.html
实验四十九:有源蜂鸣器报警器发声模块(低电平触发)
https://www.arduino.cn/thread-89568-1-2.html
实验五十:W25Q64 FLASH外扩存储模块 (SPI接口 )
https://www.arduino.cn/thread-89570-1-2.html
实验五十一:自锁点动触摸按键传感器模块(TTP223芯片)
https://www.arduino.cn/thread-89721-1-1.html
实验五十二:SPI接口Micro SD卡模块(带电平转换芯片)
https://www.arduino.cn/thread-89729-1-1.html
实验五十三: 土壤湿度水分传感器模块(电阻式)
https://www.arduino.cn/thread-89734-1-1.html
实验五十四: 大按键点动轻触开关模块(高电平输出)
https://www.arduino.cn/thread-89785-1-1.html
实验五十五:DHT11 温湿度传感器(数字型单总线通信)
https://www.arduino.cn/thread-89786-1-1.html
实验五十六: 8路LED流水的灯跑马灯模块SUNLEPHANT
https://www.arduino.cn/thread-89832-1-1.html
实验五十七: 四档频率占空比可调矩形波信号发生器(NE555)
https://www.arduino.cn/thread-89868-1-1.html
实验五十八: HC-SR04超声波测距传感器模块(通用款)
https://www.arduino.cn/thread-89869-1-1.html
实验五十九: RS232转TTL2代串口模块刷机板(MAX3232)
https://www.arduino.cn/thread-89895-1-1.html
实验六十:ATTINY85 Digispark kickstarter 微型usb开发板
https://www.arduino.cn/thread-89898-1-1.html
实验六十一: 直条8位 WS2812B 5050 RGB LED全彩模块
https://www.arduino.cn/thread-90147-1-1.html
实验六十二:电压检测模块 Voltage Sensor 电压传感器
https://www.arduino.cn/thread-90149-1-1.html
实验六十三: 1排4键薄膜开关 Arduino扩展键盘模块控制面板
https://www.arduino.cn/thread-90150-1-1.html
实验六十四: TCS3200D颜色识别传感器(可编程彩色光频模块)
https://www.arduino.cn/thread-90168-1-1.html
实验六十五: 5MM三色RGB全彩LED模块颜色传感器KY-016
https://www.arduino.cn/thread-90400-1-1.html
实验六十六: TCRT5000红外反射光电开关寻迹传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-90402-1-1.html
实验六十七:HC-SR501 热释电人体红外感应传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-90404-1-1.html
实验六十八: GY-68 BMP180 新款 BOSCH温度模块气压传感器
https://www.arduino.cn/thread-90411-1-1.html
实验六十九: AT24C256 I2C接口 EEPROM 存储模块 IIC
https://www.arduino.cn/thread-90412-1-1.html
实验七十: GY-30 数字光强度传感器模块(BH1750FVI芯片)
https://www.arduino.cn/thread-90413-1-1.html
实验七十一:电容式土壤湿度传感器模块(TL555I)
https://www.arduino.cn/thread-90471-1-1.html
实验七十二:HX1838红外无线遥控套件红外扩展模块(遥控器+接收板)
https://www.arduino.cn/thread-90473-1-1.html
实验七十三:人体秤50kg称重传感器模块(电阻应变半桥式)
https://www.arduino.cn/thread-90545-1-1.html
实验七十四:4位LED数码管显示模块0.36英寸亮度可调带时钟点( TM1637)
https://www.arduino.cn/thread-90546-1-1.html
实验七十五: GY-NEO-6MV2新款飞控GPS模块 (带大天线)
https://www.arduino.cn/thread-90547-1-1.html
实验七十六:TTL转RS-485模块 MAX485 RS485模块
https://www.arduino.cn/thread-90549-1-1.html
实验七十七: 2路继电器模块 带光耦保护Arduino扩展板
https://www.arduino.cn/thread-90557-1-1.html
实验七十八: LGT8F328P LQFP32 MiniEVB开发板(替代NANO V3.0 )
https://www.arduino.cn/thread-90724-1-1.html
实验七十九: 模拟灰度传感器 (反射式光电模块)
https://www.arduino.cn/thread-90725-1-1.html
实验八十: ov7670摄像头模块30W采集拍照模组(替OV7725)
https://www.arduino.cn/thread-90726-1-1.html
实验八十一:槽型光耦对射光电开关模块(红外计数测速传感器)
https://www.arduino.cn/thread-90833-1-1.html
实验八十二: MQ135空气质量检测传感器模块(有害物体 氨气 硫化物检测)
https://www.arduino.cn/thread-90834-1-1.html
实验八十三: 4路TTP224电容式触摸模块 人体数字触摸传感器
https://www.arduino.cn/thread-90835-1-1.html
实验八十四: 8位LED数码管MAX7219模块(支持级联八位串行3个IO口控制)
https://www.arduino.cn/thread-90864-1-1.html
实验八十五: 开源 Mini MP3 Player 播放器模块 sd卡DFPlayer (BY8001)
https://www.arduino.cn/thread-90865-1-1.html
 楼主| 发表于 2019-7-26 18:46 | 显示全部楼层
电容式传感器
是以各种类型的电容器作为传感元件,将被测物理量或机械量转换成为电容量变化的一种转换装置,实际上就是一个具有可变参数的电容器。电容式传感器广泛用于位移、角度、振动、速度、压力、成分分析、介质特性等方面的测量。最常用的是平行板型电容器或圆筒型电容器。典型的电容式传感器由上下电极、绝缘体和衬底构成。当薄膜受压力作用时,薄膜会发生一定的变形,因此,上下电极之间的距离发生一定的变化,从而使电容发生变化。但电容式压力传感器的电容与上下电极之间的距离的关系是非线性关系,因此,要用具有补偿功能的测量电路对输出电容进行非线性补偿。

01.jpeg

 楼主| 发表于 2019-7-26 18:56 | 显示全部楼层
电容式湿度传感器
是利用湿敏元件的电容值随湿度变化的原理进行湿度测量的传感器。此类湿敏元件实际上是一种吸湿性电解质材料的介电常数随湿度而变化的薄片状电容器,感湿材料为聚酰铵树脂,酰根纤维素和金属氧化物如AL2O3等。

国外厂家比较优质的湿度传感器产品主要使用聚酰胺树脂,产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极,再喷镀感湿介质材料(如前所述)形式平整的感湿膜,再在薄膜上蒸发上金电极,金的原度控制在70Um 左右,以保证水蒸汽顺利通过.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系,线性度约±2%湿敏电容与相对湿度关系图。

电极金薄膜和感湿膜为多孔结构薄膜,因此吸湿和脱湿容易,升湿响应小于3S,而脱湿相对慢一些为10-30S。

特性曲线看出在低湿段容值变化分辨显著下降,而在高湿段90%RH以上变化过陡非线性现象较重,对于非线性现象,一方面在电路中加以修正,同时可对湿度传感器作工艺处理,包括激光整补电极,纯化处理等,可以收到好的效果。

电容式湿度传感器线性度较好,重复性好,滞后小,反应快,尺寸小,能在-10℃-60℃湿度环境下使用。但电容式湿度传感器同时存在质量问题,稳定性不理想,由于容值在单位级变化,1%RH为0.3PF,容值小的漂移就容易造成%RH值的突变,一般在控制领域使用电容式湿敏传感器都需要慎重考虑。

 楼主| 发表于 2019-7-26 19:01 | 显示全部楼层
电容式土壤湿度传感器模块

02.jpg
 楼主| 发表于 2019-7-26 19:18 | 显示全部楼层
这款电容式土壤湿度传感器区别于市面上绝大部分的电阻式传感器,采用电容感应原理来检测土壤湿度。避免了电阻式传感器极易被腐蚀的问题,极大地延长了它的工作寿命。传感器内置稳压芯片,支持3.3~5.5V宽电压工作环境,这意味着即使在3.3V的Arduino主控板上,它也能正常工作。标志性的DFRobot-Gravity接口保证了接口的兼容性,可以直接与Gavity IO扩展板相连接。树莓派之类的微型PC,只需要外接一个ADC(模拟信号转数字信号)转换模块就可以工作。
03.jpg
 楼主| 发表于 2019-7-27 11:33 | 显示全部楼层
特点:
模拟输出
该传感器兼容DFRobot 3针“重力”接口,可直接连接到重力I / O扩展板

规格:
工作电压:DC 3.3-5.5V
输出电压:DC 0-3.0V
接口:PH2.0-3P
尺寸:99x16mm / 3.9x0.63“

应用:
园林植物
水分检测
智能农业

06.jpeg

 楼主| 发表于 2019-7-27 11:40 | 显示全部楼层
07.jpg
 楼主| 发表于 2019-7-27 11:52 | 显示全部楼层
模块电原理图

08.jpg
 楼主| 发表于 2019-7-27 12:14 | 显示全部楼层
校准代码
1.在正式检测土壤湿度前,需要有一个校准过程。
2.上传校准代码至Arduino主控板
3.打开串口监视助手

kittenblock中小学创客名师推荐的图形化编程软件

/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验(71)
实验七十一:电容式土壤湿度传感器模块不易腐蚀宽电压工作(TL555I)
程序之一,湿度测试校验代码
*/

void setup() {
  Serial.begin(9600); 
}
void loop() {
  int val;
  val = analogRead(0); 
  Serial.println(val); 
  delay(500);
}


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