Componentes do Projeto II

Sensores Capacitivos

São sensores capazes de detectar a aproximação de objetos sem a necessidade de contato físico, com principio de funcionamento baseado na variação da capacitância.

O fenômeno da capacitância elétrica é utilizado numa grande variedade de sensores devido a algumas características convenientes que ele apresenta.

Basicamente, dois princípios podem ser utilizados para caracterizar uma determinada grandeza variante no tempo:

• O primeiro princípio é baseado na variação da distância entre as placas do capacitor.
• O segundo utiliza a variação do meio dielétrico existente no interior das placas do capacitor.

Principio de Funcionamento

Baseia-se no princípio da mudança de freqüência de oscilação de um circuito ressonante com a alteração do valor de capacitância formada pela placa sensível e o ambiente, devido à aproximação de um corpo qualquer. Esta capacitância pode ser alterada, praticamente por qualquer objeto que se aproxime do campo de atuação do sensor.

A mudança de frequência ocasionada pela alteração da capacitância da placa sensível é enviada a um circuito detector que transforma a variação da freqüência em nível de tensão.

O circuito trigger, trata de receber o sinal de tensão gerado no detector e transformá-lo em onda quadrada adequada a excitar um circuito de comutação o que já é o suficiente para acionar circuitos externos.

Sensor Capacitivo de Detecção de Umidade

Neste exemplo propõe-se a utilização de sensores para medir o potencial de água no solo. Para isso foram construídos alguns sensores, através do uso de placas de cobre e alguns tipos de dielétrico como, por exemplo, gesso e papel.

Utilizando-se um capacitor não lacrado, dotado de um meio dielétrico poroso, a variação da capacitância depende exclusivamente do tipo e da quantidade de matéria presente entre as placas, uma vez que os demais parâmetros que influenciam no valor da capacitância podem ser considerados constantes para este caso. Desta forma, à medida que o solo ao redor do sensor se torna mais úmido, o meio poroso que compõe o dielétrico, absorve uma determinada quantidade de água, proporcional à umidade presente no substrato. Analogamente, quando o solo se torna mais seco, o meio dielétrico perde água em função da umidade presente ao redor do sensor. Este comportamento se deve ao fenômeno de difusão da água através de meios porosos.

Conclui-se que o valor da capacitância do sensor varia linearmente com a permissividade elétrica do meio, uma vez que tanto a distância entre as placas como a área das mesmas são constantes.

Desta forma, a resposta elétrica do sensor depende exclusivamente das variações ocorridas no meio dielétrico.

No caso desse projeto, o sensor será implantado na terra para medir sua umidade e dependendo dos resultados, ligar ou desligar a irrigação que é mandada para aquela determinada área monitorada, cujo objetivo é a redução do consumo de água.