همانطور که میدانید یک خازن از 3 بخش تشکیل شده است. یک صفحه مثبت، یک صفحه منفی و فاصله بین صفحات (دی الکتریک). خازن ها اشکال فیزیکی مختلفی دارند اما همه آنها دارای دو صفحه فلزی و دی الکتریک هستند.
یک سنسور خازنی رطوبت خاک، با اندازه گیری تغییرات ظرفیت خازن کار می کند. به عبارت ساده، ظرفیت خازنی مقدار بار الکتریکی را که می تواند در یک پتانسیل الکتریکی ذخیره شود، اندازه گیری می کند. یک سنسور خازنی رطوبت خاک معمولاً با صفحه مثبت و منفی ساخته می شود که توسط یک محیط دی الکتریک در وسط از هم جدا می شوند.
در این حالت، خاک همان دی الکتریک است، بنابراین ظرفیت خازن با تغییر میزان رطوبت، تغییر می کند. با جفت شدن سنسور با مدار تایمر، یک ولتاژ آنالوگ بدست می آوریم که این ولتاژ به نوبه خود رابطه مستقیمی با میزان رطوبت خاک دارد .
ویژگی‌های ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture
User-selectable module power supply voltage between 3V3 and 5V
On Board, ON/OFF LED indicator
GEBRABIT Pin Compatible with GEBRABUS
It can be used as a daughter board of GEBRABIT MCU Modules
Featuring Castellated pad (Assembled as SMD Part)
Separatable screw parts to reduce the size of the board
Package: 36.29mm x 107.72mm
ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture
ماژول GEBRABIT Capacitive Soil Moisture یک سنسور خازنی رطوبت خاک است که با استفاده از تغییرات ظرفیت خازن، مقدار رطوبت خاک را اندازه گیری میکند و دارای قابلیت استفاده از ولتاژهای تغذیه 3V3 و 5V می باشد که کاربران می توانند به راحتی مقدار مورد نظر خود را از طریق جامپر سلکتور تعبیه شده روی برد، انتخاب نمایند. این ویژگی به استفاده از طیف وسیعی از میکروکنترلرها برای ارتباط با این ماژول کمک می کند.
برای بررسی دیتاهای خروجی، کافیست ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture را در BreadBoard قرار داده سپس با اعمال ولتاژ مناسب ، ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture را با هریک از برد های اردوینو، رزبری پای ، دیسکاوری و مخصوصا ماژول GebraBit STM32F303 یا GebraBit ATMEGA32 که پیشنهاد ما استفاده از ماژول های توسعه میکروکنترلری GebraBit هست،راه اندازی و دیتا را دریافت کنید.
دلیل پیشنهاد ما در راه اندازی ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture با ماژول های توسعه میکروکنترلری GebraBit مانند GebraBit STM32F303 یا GebraBit ATMEGA32 ، وجود رگولاتور 3V3 و سازگاری ترتیب پین های همه ماژول های GebraBit با هم بوده(استاندارد GEBRABUS) که فقط کافیست ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture را مانند تصویر بالا در سوکت مربوطه قرار داده و بدون نیاز به سیم کشی ،ماژول سنسور مورد نظر را توسعه دهید.
معرفی بخش های ماژول
سنسور تشخیص رطوبت خازنی
بخش خازنی تشخیص رطوبت ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture به طول 6cm، در بالای ماژول قرار گرفته است. با قرارگرفتن این بخش در خاک ، با تغییر میزان آب موجود در خاک(یعنی رطوبت خاک)، غلظت یون های آن نیز تغییر میکند، در نتیجه با ایجاد تغییر در دی الکتریک این سنسور، ظرفیت خازنی سنسور نیز تغییر میکند. بین مقدار خروجی سنسور و رطوبت خاک نسبت معکوس وجود دارد.
توجه: توجه داشته باشید که بخش خازنی سنسور را بیشتر از خطی که در شکل بالا به اسم “warning line” مشخص شده است، در داخل خاک قرار ندهید تا بقیه اجزای سنسور آسیب نبینند.
تایمر TL555
در ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture برای اندازه گیری ظرفیت خازن سنسور از یک مدار مبتنی بر تایمر 555 استفاده شده که ولتاژی تولید میکند که با خازن قرار گرفته در خاک، رابطه مستقیم دارد.
جامپر سلکتورVCC SEL
با توجه به وضعیت مقاومت 0R این جامپر ، ولتاژ اصلی تغذیه سنسور از بین “5V” و “3V3” انتخاب میشود.
LED تغذیه
با توجه به وضعیت جامپر VCC SEL و با اعمال ولتاژ به ماژول توسط پین مربوطه، LED ماژول روشن می شود.
پین‌های ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture
پین های تغذیه
- 5V و 3V3: این پین‌ها می توانند با توجه به وضعیت جامپرسلکتور VCC SEL، تغذیه اصلی سنسور را تامین کنند.
- GND : این پین، پین زمین برای تغذیه سنسور می باشد.
پین خروجی
AO : این پین، پین خروجی آنالوگ ماژول بوده که برای دریافت مقدار رطوبت به صورت خروجی آنالوگ ماژول استفاده می شود.
اتصال به پردازنده
اتصال به GebraBit STM32F303
به دلیل سازگاری ترتیب پین های ماژول های GebraBit با یکدیگر (استاندارد GEBRABUS)، برای راه اندازی و دریافت دیتاهای خروجی ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture با ماژول میکروکنترلری GebraBit STM32F303 ، کافیست ، ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture را به راحتی به صورت Pin to Pin بر روی ماژول GebraBit STM32F303 قرار داده و با دادن ولتاژ مناسب ماژول را راه اندازی کنید. در اینجا برای درک بهتر اتصال جداگانه دو ماژول نمایش داده شده است:
اتصال به GebraBit ATMEGA32A
به دلیل سازگاری ترتیب پین های ماژول های GebraBit با یکدیگر (استاندارد GEBRABUS)، برای راه اندازی و دریافت دیتاهای خروجی ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture با ماژول میکروکنترلری GebraBit ATMEGA32A ، کافیست ، ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture را به راحتی به صورت Pin to Pin بر روی ماژول GebraBit ATMEGA32A قرار داده و با دادن ولتاژ مناسب ماژول را راه اندازی کنید. در اینجا برای درک بهتر اتصال جداگانه دو ماژول نمایش داده شده است:
توجه: در صورت استفاده از ماژول‌های میکروکنترلری GebraBit توجه داشته باشید که جامپر سلکتورVCC SEL ماژول GebraBit Capacitive Soil Moistureروی “3V3” باشد تا راحت تر بتوانید با گرفتن ولتاژ”3V3” از ماژول میکروکنترلری، ماژول مورد نظر را استفاده کنید.
اتصال به ARDUINO UNO
به دلیل سازگاری ترتیب پین های ماژول های GebraBit با یکدیگر (استاندارد GEBRABUS)، برای راه اندازی و دریافت دیتاهای خروجی ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture با ماژول میکروکنترلری GebraBit ATMEGA32A ، کافیست ، ماژول GebraBit Capacitive Soil Moisture را به راحتی به صورت Pin to Pin بر روی ماژول GebraBit ATMEGA32A قرار داده و با دادن ولتاژ مناسب ماژول را راه اندازی کنید. در اینجا برای درک بهتر اتصال جداگانه دو ماژول نمایش داده شده است: