太阳能充电电容式土壤水分检测自动浇水模块

一、产品简介

基于抗腐蚀的电容传感方案现实土壤水分检测并触发水泵自动浇水，通过太阳能进行充电维持长续航。成本低易复制。

二、应用场景

1. 各类深浅盆摘的土壤水分检测。直接触发水泵浇水或者输出水分湿度模拟信号供后端设备使用。

2. 也可用做水位检测触发设定动作或者输出水位模拟信号。

3. 可拆分太阳能独立充电模块，应用于太阳能供能场景。

三、产品概述

1. 本产品使用电容传感方案来实现水分检测，因电极不会被腐蚀比电阻式寿命长，稳定性好且不会污染被测土壤或水源。

2. 本产品设置两段电容检测电极，适用于各种浅土壤层的盆摘以及深土壤层的盆摘。两段电极片之间有开槽，方便剪裁。

3. 本产品使用太阳能发电板进行充电，同时提供USB Type-C接口可直连USB应急充电。

4. 太阳能模块与电容检测模块之间有开槽，可剪裁出独立太阳能板以适应不同需求。

本产品仅使用一颗LMV358双路运放实现水分检测以及开关控制或高驱动能力的模拟信号输出，外围器件均从立创商城大量器件库里搜索到高性价比方案，成本极低，电路极简，适用性极广。

四、产品参数

1. 太阳能充电芯片：CN3791

2. 水分检测芯片：LMV358

3. 电容检测范围：50pF~100nF(电位器可调)

4. 供电方式： USB供电或电池供电

5. 充电方式：太阳能充电板(5~12V)或USB充电

6. USB接口： Type-C

7. PCB尺寸：100mm*100mm*1.6mm 双层黑色。

8. 待机功耗：<1mA

五、使用说明

1.将模拟水分检测极板插入待测土壤或液体中即可工作。可通过电位器RNG调整灵敏度范围。

2.通过短路帽可配置成输出开关信号直接驱动电机（开漏输出），或者输出100mA（规格书指标）驱动能力的水分湿度模拟信号，模拟信号放大倍数可通过电位器THD进行调整。

3.通过太阳能电池板可以对产品进行充电。也可使用USB进行充电。充电电流可根据需要调整电阻来配置，默认BOM为240mA, 最大可配置为4A（规格书指标）。

4.主板功能指示如下：

5.主要组件

主板，太阳能充电板，云台夹子，水泵。

成品展示：

六、备注

1. 本产品为纯硬件工作不需要代码来执行。

a> 充电电流可通过修改R1//R2来调节，计算公式详见原理图，最大支持3A充电(以外围器件最大电流为限，芯片本身支持4A) 。

b> 电容检测灵敏度可通过电位器R11来调节，逆时针旋转（阻值增大），灵敏度越高。一般按照环境变化时的最大输出变化量来设定。R13在原理图及BOM里为不贴器件，如果实际使用场景下灵敏度已经可以确定，则可以选择R11不贴，直接贴R13以缩减成本。

c> 通过短路帽可配置成输出开关信号直接驱动电机（开漏输出，最大电流BOM所选MOS > 30A），或者输出100mA（规格书指标）驱动能力的水分湿度模拟信号。

d> 配置为开关输出时，触发门限可通过电位器THD进行调整，配置为模拟输出时，模拟信号放大倍数可通过电位器THD进行调整。

e> 太阳能充电方面，实际芯片方案支持4.5~28V太阳能板，默认BOM中选取的叠层电容C5耐压最大25V，因此建议输入使用12V及以下，电容C5要求不高，即使输入更高电压只要不击穿电容也不会有问题。

d> 本产品设置两段开槽，方便剪裁去不需要的电容极板，或者将太阳能充电板独立出来安装在其它位置。

e>为了美观及空间限制，如果直接返单制作（一键下单）是无丝印的。 “丝印位号图” 会单独放在附件里供大家参考。

2. 成本估算。

整个模组样品所有部件成本约33元（不包含电池）。

a> BOM成本约12元。

b> PCB为立创免费的双层PCB板，感谢立创！按照经验，尺寸为100*100*1.6mm，小批量估计一片1元左右。 

c> 阳能发电板10元，使用6V 210mA模组尺寸为133*73mm。详见附件《外购配件清单》说明。 

d> 万向夹子9.8元。使用通用的手机万向夹，方便支持太阳能发电板并对准最大日照方向。详见附件《外购配件清单》说明。

七、测试视频

功能演示剪辑：