feed-image Odebírat tento obsah čtečkou
Nabídka
csenderusktr

Převodník kapacita-frekvence

Pro automat zalévání se již nějakou dobu snažím sestrojit spolehlivé zjišťování vlhkosti půdy. Tento článek popisuje kapacitní způsob snímání vlhkosti (nebo výšku hladiny kapaliny)...

ZDARMA

  • schéma

DONATE

  • zdroj pro Arduino IDE - pro test frekvence, desky spojů a gerber (Eagle)

Princip

Hradla IC1A, IC1B obvodu 74HC14 pracují spolu s rezistorem R2 a plochou plošného spoje (jako kondenátor) jako astabilní klopný obvod. Se změnou kapacity se mění frekvence oscilátoru. Výstup je připojen přes tvarovací hradlo IC1C (Schmittův klopný obvod) a ochranný rezistor R3 do měřiče kmitočtu (například Arduino). Hradla IC1D-IC1F jsou nevyužita a propojena spolu, kde první hradlo je připojeno na 0V (tímto se zabrání náhodnému kmitání nevyužitých hradel). Výstupem z čidla je obdélník 5V o měnící se frekvenci v rozsahu cca 200-500KHz.

Jak se může měnit kapacita s vodou, když je měděná plocha izolovaná a celý obvod je nevodivě spojen?

U kondenzátoru se vypočítá kapacita následovně

kond

kde kapacita kondenzátrou závisí na ploše elektrod S, na vzálenosti l, a na druhu dielektrika. Tedy plocha je stejná, vzdálenost je stejná, ale mění se permitivita (dle prostředí).

Více informací zde https://cs.wikipedia.org/wiki/Kondenz%C3%A1tor a zde https://cs.wikipedia.org/wiki/Permitivita

Permitivita různých materiálů

Materiálεr
vzduch 1,00054
polystyren 2,6
papír 3,5
porcelán 6,5
slída 7,0
sklo 7,6
křemík 12
voda 80

Tento snímač mění frekvenci přibližně lineárně.

Schema zapojení

schema

Deska spojů

deska

Zalití čidla do pryskyřice

IMG 20151210 115440

IMG 20151210 115449

IMG 20151212 084415

IMG 20151212 084419

IMG 20151212 084424

IMG 20151212 084431

IMG 20151214 070450

IMG 20151212 114212

IMG 20151214 071257

IMG 20151214 071304

Celá elektronika i snímací plocha je nevodivě zalitá v pryskyřici.

Test - hrnek s vodou (čidlo mimo vodu - vzduch)

IMG 20151214 072209

IMG 20151214 072202

Test - hrnek s vodou (čidlo ve vodě - ponořeno)

IMG 20151214 072142

IMG 20151214 072137

Nemáte oprávnění pro vkládání komentářů (You have no rights to post comments.)