TUTORIAL: Construcción de una sonda de humedad para el jardín

Veremos cómo construir un dispositivo electrónico que nos indique el nivel de humedad de nuestro jardín o macetas. La indicación del nivel de humedad se realiza mediante un diodo LED, que destella cuando el jardín o maceta necesita del riego.

Se trata de un circuito muy sencillo, que solo emplea un circuito integrado que cuesta un par de euros. Su función es la de determinar el nivel de humedad del suelo mediante una sonda, y encaso de que este sea menor que el determinado por la configuración del equipo, un diodo LED destellará indicando esta situación. En caso de que el nivel de humedad sea el adecuado, el LED permanecerá apagado.

El equipo se alimenta mediante un par de pilas “AA”. Dado que el circuito integrado CD4093 está construido mediante tecnología CMOS de bajo consumo las pilas pueden durar más de un año. Por supuesto, nada impide reemplazarlas por una pequeña fuente de alimentación universal capaz de entregar 3V / 50mA y olvidarnos por completo de las pilas, aunque esto limita el carácter portátil del sensor.

El circuito integrado CD4093 contiene en su interior 4 puertas NAND (NO-Y) de 2 entradas. Es muy fácil de conseguir, y en la salida de cada puerta habrá un “1” siempre que alguna de sus entradas se encuentre en “0”. Para más detalles sobre el funcionamiento de las puertas NAND, consulta el artículo correspondiente.

La “sonda” que utilizaremos para determinar el nivel de humedad de la tierra consiste en dos trozos de cable del que se utiliza en las instalaciones eléctricas domiciliarias, de unos 5 o 6 centímetros de longitud. Utilizando el soldador bien caliente, procederemos a estañar estos dos trozos de cable para darles rigidez y proteger al cobre de la corrosión. A cada uno de ellos soldaremos un cable delgado. Los extremos libres de estos dos cables se atornillan en la bornera “SONDA”.

Los dos sensores de la sonda se clavan en la tierra de nuestro jardín o maceta, separados por unos 5 centímetros. Su función es la de proporcionar al circuito una referencia de la resistencia eléctrica que presenta la tierra. A mayor humedad, menor resistencia. Como seguramente no todas las sondas van a ser iguales, ni todas las plantas necesitan la misma cantidad de agua, el circuito puede ajustarse mediante la resistencia variable “R2” al nivel deseado.

Para calibrar el equipo simplemente introducimos la sonda en la tierra que tenga el nivel adecuado de humedad, y giramos R2 hasta el punto en que el LED deja de destellar. Eso es todo. El LED seguirá apagado hasta que la humedad de la tierra descienda, provocando que su resistencia aumente.

En lugar de hacer circular una corriente continua a través de la sonda, se hace pasar una señal de unos 2 KHz. Esto es fundamental para evitar la formación de óxidos o sulfatos sobre los extremos de las sondas que alterarían su funcionamiento.

El consume del equipo, como decíamos, es muy pequeño: solo demanda 150 millonésimas de Amper con el LED apagado, y unos 3 milésimos con el LED destellando. Si por algún motivo queremos apagar el aparato por un tiempo, basta con dejar los extremos de la sonda unidos entre sí.

No abundaremos demasiado sobre la forma de construir este circuito, ya que el tema ha sido explicado varias veces en los otros proyectos de NeoTeo. Solo diremos que debemos ser cuidadosos a la hora de colocar cada componente en la placa de circuito impreso, cuidando que cada uno este en la posición correcta.

La lista de componentes no es demasiado larga, y podremos comprar todo por aproximadamente unos 7 u 8 euros.

2 resistores de 470K, 1/8W.
1 resistor de 100K, 1/8W.
1 resistor de 3.3K, 1/8W.
1 resistor de 15K, 1/8W.
1 resistor de 100 ohm, 1/8W.
1 preset de 47K
1 condensador de poliéster de 1nF (C1)
1 condensador de poliéster de 330nF (C1)
1 condensador electrolíticos 220uF /16V
1 condensador electrolíticos 10uF /16V
1 diodo 1N4148
1 diodo LED rojo de 5mm
1 Circuito integrado CD4093N con su zócalo
1 transistor BC557B o similar
2 borneras de dos tornillos
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