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Détecteur humidité 003
Dernière mise à jour : 17/04/2011Présentation
Ce détecteur d'humidité, présenté en quatre circuits de base différents, permet d'allumer une led en présence ou en l'absence d'humidité. En remplaçant la led par un relais, de nombreuses applications peuvent être envisagées : commande d'arrosage automatique de plantes, avertisseur de débordement d'un récipient (qui pourrait bien être une baignoire ou une machine à laver le linge ou la vaisselle), etc. Pour la détection, le circuit fait usage d'un capteur réalisé sur circuit imprimé, mais il est aussi tout à fait possible d'utiliser deux fils électriques simples dénudés placés dans le lieu où doit avoir lieu la détection (pot de fleur par exemple). Les quatre circuits sont les suivants :- Schéma 003a : détection absence humidité
- Schéma 003b : détection présence humidité
- Schéma 003c : détection absence et présence humidité (version 1)
- Schéma 003d : détection absence et présence humidité (version 2)
Deux versions avec commande de moteur de pompe à eau sont également proposés :
- Schéma 003e : version de base 003a avec ajout commande pour moteur 12 Vdc
- Schéma 003f : version de base 003a avec ajout commande 230 Vac
Schémas des détecteurs 003a et 003c
Détection absence humidité.
Circuit détecteur 003a : l'unique led D1 s'allume quand le taux d'humidité sur la sonde CAPT1 descend en-dessous d'un certain seuil. Le seuil de basculement allumée / éteinte dépend de la valeur de R1 et de la résistivité de l'élement dans lequel est placé la sonde. Pour le pot de fleur avec lequel j'ai fait les tests (voir paragraphe Proto), j'ai utilisé deux fils simples enfoncés dans la terre, espacés de quelques centimètres. Avec R1 = 1,5 MO, la led s'allume quand la terre est bien sèche, et s'éteint dès que la terre est un peu humide. Tant que la led D1 reste éteinte, la consommation globale est très faible et une alimentation sur pile est parfaitement envisageable.
Circuit détecteur 003c : c'est exactement le même schéma que celui du circuit 003a, auquel a été ajouté un transistor et une led pour disposer d'un affichage logiquement complémenté. La led D1 rouge s'allume en cas d'humidité insuffisante, et la led D2 verte s'allume quand le taux d'humidité est suffisant. Cela fait presque "plus sérieux" de disposer d'un voyant qui reste allumé en vert quand tout va bien, mais cela conduit évidement à une consommation au repos qui est bien plus élevée, et au prix où coutent les piles...
Remarques
- La résistance R1 peut aussi être cablée entre Gate de Q1 et +Alim, au lieu d'être cablée entre Gate et Drain de Q1. Dans la configuration indiquée sur le schéma, le courant circulant au travers de D1 et R2 est très faible au repos, et on retrouve donc la quasi-totalité de la tension d'alim sur le Drain de Q1.
- La led D1 peut être remplacée par un petit buzzer électronique, voir par un petit relais, à condition de ne pas oublier la diode de protection en parallèle sur sa bobine de commande. Le transistor BS170 est en effet capable de commuter un courant de 500 mA en continu, ce qui n'est pas rien (moins que ce que permet un 2N2222, mais mieux que ce qu'autorise la sortie d'un NE555).
Schémas des détecteurs 003b et 003d
Détection présence humidité.
Circuit détecteur 003b : ici, le comportement du montage est inversé, la led D1 s'allume quand le taux d'humidité est important.
Circuit détecteur 003d : même chose que pour le circuit précédent, avec un transistor et une led supplémentaire, D1 ou D2 ne pouvant être allumés en même temps. Sauf sur une faible plage de taux d'humidité, autour du seuil de commutation, mais ce n'est pas du tout gênant.
Brochage du BS170
Comme toujours avec les transistors de type FET ou MOSFET de petite puissance (boitier plastique TO92 en particulier), il convient de vérifier le brochage dans les documents constructeurs (datasheet), en tenant bien compte de la marque, car les constructeurs ne proposent pas forcement les mêmes brochages pour un même modèle de composant. Les BS170 que j'utilise sont de marque Motorola et leur brochage est le suivant.
Remarque : dans mes schémas, le diode n'apparait pas sur le symbole du transistor que j'utilise. Je n'en suis pas certain, mais il me semble que cette diode n'existe pas chez le BS170 d'autres constructeurs.
Prototypes (les miens)
Tous réalisés sur plaque d'expérimentation sans soudure. Ca fait presque peur de voir si peu de composants.
Les composants visibles sur la partie droite de la quatrième photos sont ceux du générateur BF 009 à base de XR2206, que je n'ai pas encore démontés car d'autres tests sont prévus. Le pot de fleur est un vrai, et les pointes des feuilles que je me suis mises dans l'oeil sont vraies aussi.
Prototype de Bruno
Bruno a réalisé un de ces détecteurs d'humidité, auquel il a ajouté un potentiomètre ajustable pour ajuster la sensibilité du déclenchement, et un relais pour commander une petite pompe de lave-glace (à la place du relais on peut aussi utiliser un transistor, voir schéma 003e décrit plus loin).
Et dans le feu de l'action, un petit circuit imprimé à la style "gravure anglaise".
Merci Bruno pour ce retour !
Prototype de Simon D.J.
Merci aussi à Simon pour ses retours positifs sur le détecteur version 003c.
A remarquer l'excellente idée de Simon concernant la réalisation de la sonde, plutôt faite sur la longueur. Un bel exemple d'adaptation à un besoin précis !
Commande de puissance en 12 V - Schéma 003e
Commande d'une petite pompe en basse tension 12 V ? Oui, c'est possible, via un petit relais ou transistor de puissance supplémentaire.
La diode zener D2 permet une commutation franche et "pas trop rapide" des transistors Q2 et Q3, en décallant le point de commutation quand l'eau commence à s'évaporer. La tension au point commun R2 / R3 monte en effet assez progressivement et sans la zener, le transistor Q2 entrerait en conduction alors même que la led D1 s'allumerait à peine. Le transistor Q3 pourra avantageursement être remplacé par un MOSFET de puissance genre BUZ10, BUZ20 ou IRFZ44, surtout si le moteur utilisé est gros consommateur de courant. La diode D3 protège le transistor Q3 contre les surtensions provoquées par le moteur M1, lui évitant de griller ou vieillir prématurément.
Alimentation en 9 V ?
C'est aussi possible, à condition bien sûr que la tension nominale du moteur soit cohérente. La diode zener D2 doit dans ce cas être remplacée par un modèle 3,3 V à 3,9 V, sinon le moteur tournera tout le temps.Commande de puissance en 230 Vac - Schéma 003f
Il fallait bien se poser la question un jour, et Noé l'a fait
pour moi. Voici un exemple de mise en oeuvre pour une commande
automatique de pompe en cas d'humidité insuffisante.
Attention, j'ai composé ce schéma à partir du schéma 003a et d'un montage réalisé ailleurs pour tout ce qui est "à droite" de l'optocoupleur MOC3041 (voir page triac). Je n'ai pas testé ce montage en grandeur nature, et ne peux certifier qu'il fonctionne parfaitement ! Notez bien qu'il n'y a là aucun système d'hystérésis et que la pompe se met en route quand le degré de sécheresse est suffisant, et qu'elle s'éteint dès que le degré d'humidité est redevenu suffisant. Pour éviter de nombreux arrêt / marche de la pompe, ne pas placer le capteur d'humidité trop près de l'endroit même où l'eau arrive...
Réalisation du capteur
Si le capteur est identique à celui utilisé dans le détecteur d'humidité 001, et que les électrodes prennent donc la forme du circuit imprimé ci-dessous, le montage sera relativement sensible, peut-être même trop pour certaines applications.
Pour détecter de l'eau en faible quantité (détection début débordement par exemple), ce type d'agencement en peigne convient très bien. Mais pour détecter une terre trop ou pas assez humide (détection terre sèche dans un pot de fleur par exemple), peut se poser le problème d'une trop grande sensibilité, la résistance offerte par la terre même sèche pouvant ne pas être assez élevée. Si le montage est trop sensible, il faut limiter le nombre de "dents de peigne" et les espacer, comme le montre l'exemple de circuit imprimé suivant.
Entre ces deux types de capteurs, vous devrez peut-être trouver celui qui convient le mieux à votre application. Je vous laisse le soin de faire les tests qui vont bien.