Pull to refresh

Comments 30

Спасибо за статью. Недавно задумался о том, как дома в цветочных горшках измерять влажность почвы ёмкостным методом (китайская промышленность предлагает только простые датчики сопротивления, которые электролиз «съедает» в ржавчину за месяц) — а тут ваша статья прямо к месту. Надо будет попробовать воплотить: упихнуть, скажем, в стеклянную пробирку и вкопать.
С постоянным током — всегда сожрёт, особенно если это дешёвые для ардуин.
Он не влажность меряет, а проводимость, а она зависит от ppm (аграрии и гидропонщики поймут).

HR202L — может, лучшее решение. Он резонанс ловит. Но их накупил, ещё не проверял. Засоленность почвы будет не при чём.
Есть и китайские емкостные на 555 таймере. Работают примерно на 1МГц
Народ уходит на рабочую частоту 80МГц и выше
forum.homecitrus.ru/topic/8535-samodelnyj-datchik-vlazhnosti-pochvy-chast-2
И все равно имеется сильная зависимость от темепературы, неравномерность влажности почвы и другие сильно мешающие факторы
Для влажности надо расширить диапазон (10-15 пФ), номиналы деталей изменятся. Я сделал в первом приближении, завтра результаты эксперимента с водой напишу здесь.
Эксперименты сделал, статью обновил
Как этот подход соотносится с «классическим», как в терменвоксе?
Похожий принцип используется в аналоговых терменвоксах для управления громкостью (выходное напряжение — управляет VCA).
Но даже там вместо RC генератора используется используется LC для большей чувствительности.
А в них ёмкость сенсора разве не участвует во времязадающей цепи LC?
здесь — нет. генератор внешний и может быть с кварца МК.
Спасибо, интересный подход. По идее такая схемадолжна немного потреблять. А как у нее с наводками? Что если устройство питается от сети, ложные срабаотывания не появятся?

В своих поделках реализовывал сенсор на фазовом компараторе. Описание есть в моих статьях про метеостанцию. Если интересно могу расписать подробнее.
Пришлите ссылку на ваше изобретение, посмотрю)
Потребление по модели 0,2 мА без учёта МК конечно. В реале не замерял, так как сенсоры уже являются частью большой схемы. Звонок мобильного телефона не действует вообще. Питание от сети зависит от качества блока питания.
Если и ловятся импульсные помехи, то сглаживание в АЦП (НЧ фильтр на 30 Гц) всё съедает. Без фильтрации, конечно шум виден.
Схему посмотрите в моих статьях статью про метеостанцию на этом сайте. Программно я измеряю емксть несколько раз в секунду, для чего каждый раз включается ВЧ сигнал, а через небольшое время проводится конвертация АЦП, затем ВЧ выключается. Та же схема что в метеостанции ставилась в сенсорные выключатели которые питаются прямо от сети, 50Гц + прочие наводки помех не создают.
Фактически параметры такие: площадка 10*10мм, стенка 3,5мм полистирол или капралон, изменение сигнала на выходе при касании 50-100мв. Можно точно регулировать чувствительность устанавливая пороги в программе.
Спасибо за идеи. Пара моментов.
1. Если у транзистора емкость базы 2пФ, как мы можем измерять емкость меньше 2пФ, если постоянная времени R2*C1 намного меньше R3*Cбаз? R3*Сбаз ФНЧ просто отфильтруют короткие импульсы.
2. Есть еще конечная длительность фронта сигнала МК, допустим 10нс. И если это время длиннее R2*C1, то мы тоже не сможем детектировать малые емкости.
Не могли бы поделиться файлом модели?
Пожалуйста)
Не знаю точно, но что в модели, что в реале (использовал другие транзисторы, Кт315, КТ209) только снижается чувствительность для малой ёмкости. Но можно отловить ещё. Длина фронта в модели 125 нс.
Модель здесь yadi.sk/d/vjUdZkVRsykpWA
Спасибо.
Что-то непонятно с моделю 2sc1815. У вас она где-то во внешнем файле? В 12м микрокапе не находит…
В 10-м находится в библиотеке japan.lbr библиотека здесь: yadi.sk/d/DFpBew77Zz9aOw

Но взять можно любой аналогичный, вот такой SS9014.
Касаемо малых ёмкостей: осциллограф в реале показывает, что 50-70% ёмкости даёт пластинка сенсора. Отпаяв провод от платы получаем 100 мВ СКЗ на R4.
Да, заработало, спасибо.
подъём графика около 0 пФ – ошибки моделирования, там на самом деле продолжается линейность.

Это потому что «в железе» есть емкость монтажа, которую вы не моделировали. А надо было.


И еще будет температурный дрейф, из за температурной зависимости Ube транзисторов. Его тоже надо было смоделировать, а то возможны сюрпризы.

Отличный пост к грядущему дню радиолюбителя!
Хорошая микросхемка, да. Характеристики впечатляют. Вот только в рознице она 800р. стоит (да даже в опте цена производителя при заказе 100-499 штук — $5.62, порядка 400р на данный момент)
К слову, есть куда более дешевая MTCH101. Но тоже не просто достать…

а если надо просто ёмкость измерять (перемнного конденсатора), чем измерять? есть готовые микросхемы?

Ну, собственно, предложенная выше AD7745 как раз для измерения емкости и создана. Вот тут: https://www.analog.com/ru/parametricsearch/10889 весь ассортимент этой категории AD (ИМХО - лучшие в своем классе)

Если же хотите других производителей (с более вменяемой ценой, ага, AD весьма недешевы) - то гуглите по ключевым словам "Capacitance to Digital" или "Capacitance-to-Digital"

Это всё чудесно, но только в теории. Измерять ёмкость около 1пФ — очень непростая задача, потому что любой конечной длины провод имеет бОльшую ёмкость. Промышленные приборы для этого имеют экранированную четырёхточку и это всё ещё не панацея.
Тач сенсору не надо точно измерять, надо определять когда поднесли палце и емкость достаточно быстро возросла.
Верно. там ещё программная обработка возможна
А мне и не надо. собственная ёмкость пластины сенсора больше 1 пФ. что можно принять за «0» показаний датчика. и даже можно искусственно увеличить начальную ёмкость. Но работает отлично и так. Может быть сделаю видео.
В некоторых STM32 есть встроенный контроллер сенсорного ёмкостного датчика. Там как раз он реагирует на такую маленькую ёмкость. Для датчика приближения вполне подойдёт. Будет гораздо проще и с большей повторяемостью, чем эта схема.

Есть Application note у Microchip, Measuring Small Changes in Capacitive Sensors. Делал как-то по нему измеритель ёмкости.

Чувствительность датчика: для поднесённой руки примерно на 50 мм к пластине — изменение выходного сигнала более 10%.
Что-то мне это смутно напомнило… Вспомнил — «ёмкостное реле», радиокружок Дома пионеров. Лучшие, наиболее чувствительные конструкции ёмкостных реле срабатывали на дальности до полуметра (правда, не от руки, а от всего тела человека).
Кроме метода прямого замера ёмкости, там был ещё один: генератор с «открытым» контуром, частота которого плавала при поднесении руки, и измерялось именно её изменение (почти терменвокс).
Sign up to leave a comment.

Articles