A corrosão do sensor de umidade do solo é normal?

Eu tenho um projeto Raspberry Pi que possui três sensores de umidade do solo. Colho uma amostra de umidade a cada minuto. Após cerca de um mês, comecei a obter más leituras. Em uma inspeção mais aprofundada, notei que meus sensores de umidade do solo estavam corroídos até o ponto em que estavam fornecendo leituras falsas de umidade (corroendo completamente o contato do metal). Corroeu todos os sensores igualmente.

A corrosão do sensor de umidade do solo é normal? Se sim, como você evita isso? É apenas um sensor barato? O que é recomendado?

O sensor que comprei pode ser encontrado aqui: Amazon - Sensor de umidade do solo XCSOURCE 5pcs e sistema de rega automático para Arduino TE215 .

Se você pensa no que está acontecendo, possui um ambiente muito hostil para a eletrônica (umidade - às vezes grandes quantidades, PH do solo e eletrólise induzida por corrente elétrica)

O Guia de conexão do sensor de umidade do solo SparkFun inclui o seguinte:

Um problema comumente conhecido pelos senadores de umidade do solo é sua curta vida útil, quando expostos a um ambiente úmido. Para combater isso, tivemos o PCB revestido com acabamento em ouro (ouro de imersão em níquel eletrolítico).

Outra maneira de prolongar a vida útil do seu sensor é ligá-lo apenas quando você faz uma leitura. Usar um pino digital definido como HIGH em um Arduino, por exemplo, é uma maneira fácil de conseguir isso. Se você deseja alimentar o sensor com mais de um pino digital no seu microcontrolador, você sempre pode usar um transistor.

Portanto, sim, isso é normal, não posso falar da longevidade do sensor sparkfun, mas a vida útil extra oferecida pelo "Gold Finishing" pode valer o custo extra para o seu caso de uso. Como outros já disseram, ligar o sensor somente ao fazer uma leitura também aumentará a vida útil do sensor. Eu também questionaria a necessidade de fazer uma medição a cada minuto. A umidade do solo realmente muda significativamente nesse curto período de tempo?

Acabei de ver esse novo método (abordado na etapa 5) usando hastes de grafite (lápis) para fazer sondas duradouras.

Sim, isso é normal para uma configuração de unidade DC. Você está efetivamente configurando um experimento de eletrólise em que os átomos de cobre no eletrodo positivo estão sendo ionizados, transportados pelo conteúdo de água do solo até o eletrodo negativo onde estão sendo depositados e voltando a ser átomos de cobre. Isso explica por que o eletrodo negativo parece surpreendentemente limpo por ter sido enterrado - a camada superior de átomos foi recentemente depositada e provavelmente muito pura.

Para contornar isso, há algumas coisas que você pode fazer. O revestimento de ouro é um bom começo, mas precisará ser espesso e consistente (mesmo um buraco atômico permitirá o acesso ao cobre subjacente e, eventualmente, isso será corroído). A maior parte do revestimento ENIG nos PCBs é garantir o nivelamento das pastilhas SMD e minimizar a corrosão durante o armazenamento - você precisaria de um revestimento "ouro duro" para uso a longo prazo e, mesmo assim, eventualmente falhará.

A melhor abordagem é usar um inversor de CA. Aqui, os eletrodos passam de positivos para negativos frequentemente durante o uso. Por esse motivo, os íons transportados e depositados em um meio ciclo serão devolvidos e redefinidos no próximo meio ciclo (onde a polaridade será revertida). O resultado líquido não é corrosão eletrolítica geral (e na verdade uma função de autolimpeza parcial). A maioria dos esquemas de detecção capacitiva é de rede zero DC e, portanto, a detecção de tampa em oposição à detecção resistiva nos eletrodos provavelmente ajudará, como outros sugeriram.

Estas perguntas e respostas sobre a troca de pilhas EE abordam alguns detalhes sobre esquemas de inversores e uma discussão sobre circuitos CA. A maneira que eu fiz no passado é usar um multivibrador astável para acionar os dois eletrodos com uma forma de onda CA e, em seguida, medir a corrente de entrada CC no multivibrador e calibrá-la contra a umidade - mas tenho certeza de que existem soluções mais elegantes lá se você Google o suficiente.

Um último ponto - se você estiver usando um esquema de CA, deverá alimentar os eletrodos continuamente para manter a função de auto-limpeza (o cobre não energizado acabará por corroer no solo). Com um esquema CC, ligar somente quando necessário reduzirá a velocidade da corrosão (como a corrosão eletrolítica será mais rápida que a do cobre não energizado), mas não a impedirá a longo prazo.

Sim , é normal.

Um eletrodo (o ânodo) irá oxidar .

Dito isto, não deve acontecer tão rapidamente. Eu acho que você tem o sensor constantemente ligado. Isso significa que você sempre ativa a corrosão.

O que você pode fazer para garantir que haja corrente no sensor somente quando você faz uma leitura. Isso interromperá a corrosão entre as medições e fará com que seus sensores durem mais.

Esta recente Prevenção da corrosão no YL-69 pode responder à sua pergunta pelo menos até certo ponto, eu acho. Ele lembra os usuários do sensor para ligá-lo apenas por curtos períodos de tempo, a fim de evitar eletrólise e, portanto, corrosão quando você o executa com corrente constante.

Lixe um pouco com grão 2000 e solde uma fina camada de solda sem chumbo. Faça isso a cada poucos meses. O material abaixo é de fibra de vidro, apenas tome cuidado com qualquer CI.

Sou a favor da ideia de apenas ligar brevemente um sensor de umidade e depois desligá-lo até que seja necessário novamente.