土壌水分センサーの腐食は正常ですか？

3つの土壌水分センサーを備えたRaspberry Piプロジェクトがあります。水分サンプルを毎分採取しています。約一ヶ月後、私は悪い測定値を取得し始めました。さらに調べてみると、土壌水分センサーが誤った水分測定値を示すポイントまで腐食していることに気付きました（金属接触を完全に腐食させてしまいました）。すべてのセンサーを等しく腐食しました。

土壌水分センサーの腐食は正常ですか？もしそうなら、どのようにこれを防ぐのですか？安価なセンサーですか？推奨されるものは何ですか？

私が購入したセンサーはここで見つけることができます：Amazon-Arduino TE215のXCSOURCE 5pcs土壌水分センサーおよび自動散水システム。

何が起こっているのかを考えると、非常に過酷なエレクトロニクス環境があります（湿気-場合によっては大量、土壌PHおよび電流誘導電解）

フックアップガイド SparkFunの土壌水分センサーについては、次のものが含まれます。

土壌水分センサーでよく知られている問題の1つは、湿った環境にさらされたときの寿命が短いことです。これに対処するために、金仕上げ（無電解ニッケル浸漬金）でPCBをコーティングしました。

センサーの寿命を延ばすもう1つの方法は、測定値を取得したときにのみセンサーに電力を供給することです。たとえば、ArduinoでデジタルピンをHIGHに設定すると、これを簡単に実現できます。マイクロコントローラーのデジタルピンが提供できる以上の電力をセンサーに供給したい場合は、常にトランジスタを使用できます。

はい、これは正常です。sparkfunセンサーの寿命について話すことはできませんが、「ゴールドフィニッシング」によって提供される余分な寿命は、ユースケースの追加コストの価値があるかもしれません。他の人が述べているように、読み取りを行うときにのみセンサーに電力を供給すると、センサーの寿命も長くなります。また、毎分測定を行う必要性についても疑問を呈します。あなたの土壌水分は、その短い期間にわたって本当に大きく変化しますか？

グラファイトロッド（鉛筆）を使用して長持ちするプローブを作成するこの新しい方法（ステップ5で説明）を見ました。

はい、これはDCドライブ構成では正常です。陽極上の銅原子がイオン化され、土壌の水分を介して陰極に運ばれ、堆積されて銅原子に戻る電解実験を効果的に設定しています。これは、負極が埋もれているために驚くほどきれいに見える理由を説明しています-原子の最上層は最近堆積され、おそらく非常に純粋です。

これを回避するには、いくつかの方法があります。金メッキは良い出発点ですが、厚くて一貫性のあるものにする必要があります（原子の穴であっても、下にある銅にアクセスできるようになり、最終的には侵食されます）。PCBのほとんどのENIGメッキは、SMDパッドの平坦性を確保し、保管中の腐食を最小限に抑えることです。長期使用には「硬質金」メッキが必要であり、最終的には故障します。

最適なアプローチは、ACドライブを使用することです。ここでは、使用中に電極が頻繁にプラスからマイナスに切り替わります。このため、1つの半サイクルで輸送および堆積されるイオンは、次の半サイクル（極性が反転する）で戻され、再堆積されます。最終的な結果は、全体的な電食（および実際には部分的な自己洗浄機能）ではありません。ほとんどの静電容量式センシングスキームはネットゼロDCであるため、他の人が示唆しているように、電極の抵抗センシングとは対照的にキャップセンシングを行うと役立つ可能性があります。

このEE StackexchangeのQ＆Aでは、駆動方式の詳細とAC回路の説明を行います。私が過去に行った方法は、非安定マルチバイブレーターを使用して2つの電極をAC波形で駆動し、マルチバイブレーターへのDC入力電流を測定し、それを水分に対して較正することです-しかし、もっとエレガントな解決策があると確信していますあなたが十分にグーグルならそこに。

最後のポイント-ACスキームを使用している場合は、セルフクリーニング機能を維持するために電極に連続的に電力を供給する必要があります（電力が供給されていない銅は最終的に土壌で腐食します）。DCスキームでは、必要な場合にのみ電源を入れると腐食速度が低下します（電解腐食は電源が入っていない銅よりも速いため）が、長期的にはそれを防ぐことはできません。

はい、それは正常です。

一方の電極（アノード）が酸化します。

とはいえ、そんなに早く起こるべきではありません。センサーには常に電源が入っていると思います。つまり、常に腐食を有効にします。

できることは、センサーから読み取り値を取得する場合にのみ、センサーが現在実行されていることを確認することです。これにより、測定と測定の間に腐食が停止し、センサーの寿命が長くなります。

この最近のYL-69の腐食防止は、少なくともある程度私が思うにあなたの質問に答えるかもしれません。これは、センサーのユーザーに、一定の電流でセンサーを実行しているときに電気分解や腐食を回避するために、短時間だけセンサーの電源をオンにすることを思い出させます。

それを穀物2000で少し研磨し、その上に鉛フリーはんだの薄い層をはんだ付けします。これを数か月ごとに行います。下にあるものはグラスファイバーです。ICの周りに注意してください。

私は、水分センサーに短時間だけ電力を供給し、再び必要になるまでそれをオフにするというアイデアに大いに賛成しています。