Se você tem um jardim ou então plantas em vasos com que se preocupar, eis aqui um aparelho que lha dá uma indicação segura de algo que você não pode ver o grau de umidade da terra. Com esta indicaçã0, você poderá saber exatamente quando irrigar suas plantas e não colocar excesso de água, nem deixar que a secura completa possa prejudicá-las.
Normalmente, os que possuem jardins ou plantas em vasos orientam-se para sua irrigação pelo estado da terra superficial ou então pelas próprias plantas que podem ter suas folhas murchas quando uma falta de água excessiva se manifesta.
E claro que, para o casos comuns, colocar água todos os dias já é suficiente para garantir que as plantas recebam a umidade que precisam, mas sem dúvida alguma não se trata de uma maneira científica de controlar o problema.
O que propomos neste artigo, é a construção de um medidor eletrônico de umidade, que permite uma avaliação segura do estado do solo abaixo da camada superficial, possibilitando assim, um controle exato da quantidade de água que deve ser usada na irrigação e até mesmo, evitar-se a› saturação do solo que pode ser prejudicial a alguns tipos de plantas.
O aparelho descrito é extremamente simples de ser construído, usa componentes de baixo custo e utilizado com maior facilidade ainda.
Os que gostam de plantas e desejam melhorar seu controle sobre sua irrigação não devem deixar de montar este medidor que sem dúvida lhe oferecerá possibilidades muito interessantes de pesquisa.
COMO FUNCIONA
O princípio de funcionamento deste detector é facilmente explicado levando-se em conta que a água contendo sais minerais, como os existentes no solo, é um excelente meio condutor de eletricidade.
Assim, levando-se em conta a terra existente num vaso, verificamos que a água nela existente a torna condutora de corrente elétrica e que a resistência manifestada depende justamente da quantidade de água em questão (figura 1).
Ligando-se então um gerador (pilha, por exemplo), um instrumento sensível capaz de indicar a corrente circulante, um dispositivo de ajuste para limitar a corrente, conforme mostra a figura 2, podemos intercalando uma certa porção de terra ao circuito, ter uma ideia de seu grau de umidade pela intensidade de corrente circulante e, portanto, pela indicação do instrumento.
Na determinação da escala do instrumento, na sua escolha e na determinação das dimensões dos eletrodos usados deve-se ter diversos fatores em mente para que uma indicação falsa não seja obtida.
Tomando então como base o circuito da figura 2 vemos que a corrente acusada pelo instrumento dependerá dos seguintes fatores:
a) da tensão estabelecida pela pilha, já que a corrente num circuito aumenta na mesma proporção em que a tensão, se este manifestar uma resistência pura.
Com boa aproximação, o solo pode ser considerado como uma resistência pura.
b) da superfície em contacto com o solo dos eletrodos. Quanto maior for esta superfície de contacto, maior será a corrente circulante porque, para uma certa umidade, menor será a resistência.
c) da distância de separação entre os eletrodos, já que a resistividade do solo pode ser considerada algo constante e, portanto, a resistência é função do percurso total da corrente.
d) da umidade do solo que é justamente o fator que nos interessa.
Como o único fator que deve influenciar a indicação é o último, devemos fazer que todos os outros sejam mantidos constantes.
Levando-se então em conta que na montagem as dimensões dos eletrodos devem ser respeitadas, assim como as características do instrumento e da fonte de alimentação, podemos dizer que, para um solo comum, a resistência manifestada varia entre algumas dezenas de ohms para 100% de umidade até uma resistência de muitos megohms para secura completa.
Temos então, conforme mostra a figura 3 uma sugestão de escala em que porcentagens aproximadas de umidade são estabelecidas em função da corrente.
Uma calibração melhor da escala pode ser feita se o leitor dispuser de um meio eficiente de estabelecer a umidade do solo, utilizando, por exemplo, um higrômetro.
Enfim, como nos interessa no caso não deixar que a secura total seja alcançada, as indicações de tal aparelho não precisam ter uma precisão de 100 % e com o tempo, o próprio leitor que o usar saberá interpretar corretamente as indicações obtidas.
OBTENÇÃO DOS COMPONENTES
Os componentes usados nesta montagem são todos comuns e de baixo custo e como sua quantidade é muito reduzidas apenas 4 peças mais a caixa, acreditamos que o leitor não terá dificuldade nenhuma com o projeto.
O único componente que deve ser adquirido com certo cuidado é o instrumento indicador. No caso optamos pela utilização de um VU meter de 400 uA que é encontrado com muita facilidade nas casas de componentes eletrônicos em vista de sua utilização difundida nos equipamentos de som.
A única coisa que será feita, no caso, será a mudança de sua escala para corresponder a porcentagem de umidade.
Na compra deste instrumento o leitor deve certificar-se de que se trata de um VU de 400 uA já que existem também os modelos de 1 mA que funcionariam no medidor mas exigiriam modificações na escala, e nos eletrodos.
Na figura 3 mostramos um desses instrumentos com os seus terminais de ligação. Os demais componentes podem ser obtidos com facilidade:
A pilha é do tipo pequeno para transistores sendo os fios de ligação soldados diretamente a ela já que não há necessidade de troca constante pois sua durabilidade é muito grande neste aparelho.
O trimpot é soldado diretamente numa pequena ponte de terminais assim como o resistor limitador de corrente. Este trimpot é que faz o ajuste de máximo da escala, não sendo também um componente crítico.
Temos finalmente a caixa em que é instalado o aparelho. Qualquer pequena caixa de plástico ou metal pode ser usada. Nossa sugestão é a utilização de uma caixa do tipo usado como saboneteira ou mesmo para guardar cartões de visita.
Em qual- quer supermercado, na seção de plásticos o leitor não terá dificuldade em achar uma saboneteira, manteigueira ou qualquer outro artigo que sirva para esta finalidade.
Os eletrodos completam a montagem. Estes são confeccionados pelo próprio montador, com fio grosso que pode ser adquirido em casas de material elétrico.
MONTAGEM
A montagem é tão simples que o leitor não precisará de chassi, placa de circuito impresso ou qualquer outro suporte para os componentes a não ser uma pequena ponte de terminais.
Temos então na figura 4 o diagrama completo do medidor de umidade.
Na figura 5 temos a disposição real de todos os componentes.
Para as soldagens use um soldador de pequena potência (máximo 30 W) e solda de boa qualidade. Como ferramentas adicionais um alicate de corte lateral, um alicate de ponta, chave de fenda e uma lâmina para descascar fios serão suficientes.
Comece a montagem furando a parte frontal da caixa para instalar o medidor.
O furo deve ser dimensionado apenas para passar a parte da bobina,já que o painel com a escala em si podem ser colocados na parte citada.
Faça em seguida um furo na parte inferior da caixa para colocar o parafuso que prende a ponte de terminais e mais um furo pequeno numa das laterais, superior ou inferior para passagem dos fios que vão aos eletrodos.
Para montar, em primeiro lugar solde na ponte de terminais o trimpot e o resistor, fixando- em seguida esta ponte na caixa por meio de um parafuso com porca.
Agora você soldará os fios flexíveis de ligação da pilha à ponte e ao medidor, conforme mostra o desenho. A pilha poderá ser mantida em posição dentro da caixa com um pedaço de espuma.
A pressão da tampa sobre a espuma quando a caixa for fechada segura firmemente a pilha sem a necessidade de outro meio de fixação.
Para os eletrodos solde dois fios de ligação de aproximadamente 1,5 metros de comprimento.
Estes eletrodos são mostrados em pormenor na figura 7.
São feitos com dois pedaços de fio rígido grosso, 12 ou 14 de capa plástica tendo aproximadamente 1 cm de suas pontas descascados.
Estes fios podem passar por meio de um tubo ficando apenas as pontas à vista para facilitar sua introdução na terra, já que com isso pode-se ter maior rigidez para o conjunto.
A separação das pontas dos fios deve ser mantida em 0,5 cm para que a escala dada seja válida.
Solde os fios finos de conexão ao aparelho nos fios grossos dos eletrodos e isole o local.
Antes de fechar a caixa devemos refazer um ajuste do mesmo.
AJUSTE E USO
Terminada a montagem, confira todas as conexões, e estando tudo em ordem faça inicialmente o seu ajuste.
Para esta finalidade, com um pedaço de fio descascado ou mesmo com a ponta da chave de fenda.
Quando os eletrodos são curtocircuitados automaticamente a alimentação é ligada e há uma certa deflexão do instrumento. Ajuste então o trimpot para marcar 100% de umidade, ou seja, para ir até o fim da escala.
Com isso o aparelho estará pronto para ser usado.
Se a deflexão do instrumento for em sentido contrário ao esperado inverta a ligação dos seus terminais.
Se a agulha não for até o final da escala em nenhum ponto do ajuste isto pode ser devido a dois fatos: o primeiro que deve ser verificado é o estado da pilha. O segundo é a possibilidade do instrumento ser de 1mA e não 4oouA.
Neste caso você deve reduzir o valor do resistor R1 para metade do indicado na lista.
Não há necessidade de interruptor para ligar e desligar o aparelho pois quando as pontas de prova são mantidas separadas no eletrodo, automaticamente a pilha estará desligada.
Para usar o aparelho basta pegar os eletrodos e enfiá-los fundo no vaso da planta ou na terra do jardim. Haverá a indicação imediata do grau de umidade do solo. Ao se retirar o eletrodo o aparelho é automaticamente desligado.
Lista de Material
M1 - VU meter de 400 uA - ver texto
B1 - pilha de 1,5 V
R1 - 1 k ohms x 1/4 W - resistor
P1 - 4,7 K ohms x 1/4 W - trimpot
Diversos: eletrodos, ponte de terminais, fios, solda. caixa para a montagem, etc.
