¿Qué es y cómo usar el sensor de humedad de Arduino? Guía paso a paso

Actualmente, en lo que concierne al mundo maker, Arduino es uno de los principales impulsores de este movimiento que representa a la cultura DIY a nivel global. Dado que, se trata de una compañía de desarrollo de hardware y software que ofrece numerosas alternativas para desarrollar proyectos de interés basados en sus diferentes modelos de placas y en su IDE.

Es por esto que, hoy en día, cada vez son más las personas que se unen a la extensa comunidad de Arduino que comparte numerosas ideas, desde las más simples hasta las más avanzadas. Tomando en cuenta que, con todo lo que Arduino ofrece, el único límite es tu imaginación y tus ganas de aprender para poner en marcha cualquier proyecto de electrónica, mecánica, robótica, domótica, etc.

Ahora bien, entre los componentes más importantes para realizar dichos proyectos, se encuentra el famoso sensor de humedad de Arduino que brinda la posibilidad de realizar pequeños prototipos con absoluta calidad. Pero, en este momento, son muchos los usuarios que desconocen para que sirve y como se usa, por lo que te explicaremos dicha información y más, a continuación.

¿Qué es un sensor de humedad y para qué sirven en las placas Arduino?

En términos generales, los sensores de humedad se pueden definir como aquellos dispositivos que son capaces de medir la humedad relativa o el nivel de líquido en una determinada zona. Gracias a eso, son ideales para controlar la humedad del aire y la temperatura de forma incansable. Por lo general, las magnitudes computadas por estos sensores son convertidas en una señal electrónica para simplificar dicha medición.

Ahora bien, en los diferentes modelos de placas de Arduino, los sensores de humedad son los encargados de calcular la humedad del suelo por la variación de su conductividad. De tal modo, se aplican para poder detectar el nivel de líquido contenido en un deposito e incluso, se utilizan en sistemas de riego para controlarlos a fin de detectar cuando las plantas necesitan riego y cuando no, por ejemplo.

¿Cuáles son los principales usos que tienen los sensores de humedad?

Si bien es cierto, anteriormente, te proporcionamos un abreboca de la utilidad que revelan los sensores de humedad a nivel integral y así, los diferentes proyectos que pueden facilitar. Sin embargo, es relevante detallar los principales usos que tienen estos dispositivos, para lograr enfatizar su importancia a la hora de implementar ideas basadas en Arduino con estos sensores.

En consecuencia, a través de esta sección del post, queremos darte a conocer las funciones más importantes que presentan los sensores de humedad:

• Son especialmente útiles en los sistemas de ventilación mecánica higrorregulables, gracias a que, logran regular el caudal de aire renovado en función de la humedad ambiental.
• Permiten medir la humedad en diversos materiales. Tales como: cemento, carbón, cereales, arroz, granulado de plástico, biomasa, masas para recubrimiento, entre otros.
• Estos sensores son esenciales para conservar la humedad en algunas áreas en particular, a fin de cumplir con ciertos objetivos específicos.
• Proporcionan las características necesarias para construir pequeños prototipos con la ayuda de los diferentes modelos de placas Arduino.
• Ayudan a controlar el nivel de líquido en sistemas de producción para garantizar su óptima operación.
• Cuentan con la capacidad de domotizar el hogar, haciendo uso de algún dispositivo de control centralizado.
• También son sensores que permiten asegurar el funcionamiento oportuno de sistemas de climatización, calefacción y ventilación, tanto a nivel particular como a nivel industrial.

Aprende paso a paso cómo utilizar un sensor de humedad de Arduino desde cero

Antes de conectar un sensor de humedad a Arduino, es importante tener en cuenta algunas consideraciones. En vista de que, algunas placas pueden presentar problemas si se alimentan con una pila impertinente porque no pueden suministrar el voltaje necesario.

Así, entre dichas consideraciones, las más relevantes hacen referencia a:

• Es esencial hacer uso de una resistencia especifica según la longitud del cable a usar. Por ejemplo, si quieres emplear un cable de hasta 20 metros, lo aconsejable es hacer uso de una resistencia pull-up de 5 K Ohmios. Por lo que, si conectas un cable mayor, la resistencia pull-up tendrá que ser proporcional a él.
• El voltaje con el que se alimentará el sensor de humedad, deberá tener un cable de alimentación apropiado para no provocar un mal funcionamiento a causa de las caídas de tensión.
• Entonces, por ejemplo, si se alimenta con 3.5V, dicho cable no deberá superar los 20 centímetros.
• A la hora de tomar medidas, se recomienda hacerlo cada 5 segundos. Ya que, si se toma en cuenta un periodo menor o exageradamente mayor, los datos obtenidos no serán precisos.

A continuación, es momento de llevar a cabo la conexión del sensor a través de su salida que es un 0 a 4.2v, por lo general. La cual, permite leer como una señal análoga la información que proporcione. Tomando en cuenta que, para conectarlo, simplemente debes hacer uso de alguna de las entradas de la placa Arduino en la parte inferior.

Así como te mostramos en la imagen que te presentamos aquí en forma de ejemplo:

Aparte de ello, debes tener a la mano el código del proyecto a llevar a cabo con el sensor de humedad, para introducirlo en el IDE de Arduino. Esto, inicializando el puerto serial para ver el resultado proporcionado por la consola serial de Arduino que permite observarlo de una forma rápida. En este caso, se debe usar la función “begin” para iniciar la comunicación con el monitor serie y se emplea la función “print” para escribir cada línea.

Seguidamente, cuando cargues el código en la placa Arduino en cuestión, es posible ver el monitor serie a través del atajo de teclado “Ctrl + Mayús + M” o accediendo a “Herramientas/Monitor serie”. Posterior a eso, es momento de leer el valor del puerto análogo (generalmente, fluctúa entre 0 a 1024 a 10 bits en lectura analógica) y mediante la tabla valor de salida, será posible determinar la humedad del área en estudio.

Los mejores proyectos Arduino con sensores de humedad que puedes hacer tu mismo

Para concluir, creemos de gran interés mostrar y detallar cuales son algunos de los principales proyectos Arduino que se han implementado con la ayuda de sensores de humedad. Pues, partiendo de ellos, podrás emprender tus propios proyectos en el mundo maker y darle una gran utilidad a la placa Arduino que desees.

Por ende, a continuación, mencionaremos 5 proyectos Arduino usando sensores de humedad:

Una jardinera avanzada

Consiste en una jardinera que tiene integrado un microcontrolador Arduino que se ejecuta en el interior del jardín y exhibe la capacidad de regar las plantas siempre que estas lo necesiten (cuando tengan sed) e incluso, logra prender algunas luces artificiales que cumplan con la función de la luz solar natural. Además, también puede alertar al dueño si la temperatura disminuye por debajo de un nivel saludable para la vida de las plantas.

De ese modo, hace referencia a un sistema de jardín autónomo basado en una placa Arduino que opera con varios sensores, entre los que se encuentra el sensor de humedad y estos, hacen uso de un termistor (para la temperatura), una fotocélula barata (para la luz) y un par de clavos galvanizados (para la humedad).

Por medio de lo cual, los usuarios no deberán preocuparse por no cumplir con el horario regular para regar las plantas y exponerlas a la luz cuando se requiere. Tomando en cuenta que, es un proyecto que resulta económico, en vista de que no requiere más de 150 euros y así, controla la humedad, la temperatura y la luz que recibe la jardinera automáticamente.

Por su parte, para iniciar con este proyecto, debes tener el microcontrolador a la mano y proceder a plantar tu jardín como se hace convencionalmente. Posteriormente, elabora los sensores de humedad y conéctalos a la placa Arduino para proceder a cargar el código de prueba del sensor. A continuación, es momento de enlazar el sensor de luz y de temperatura para empalmar los relés correspondientes en los cables de alimentación y colocar un LED al Arduino. Finalmente, configura el sistema de riego y de iluminación.

Monitor de piscina virtual

Este es un proyecto que facilita el control del estado de una piscina al calcular el pH y la temperatura del agua de esta. Puesto que, se trata de un monitor de piscina que se mantiene conectado midiendo la calidad del agua y exportando los datos en tiempo real para enviar actualizaciones inalámbricas a los usuarios. De esa forma, las personas sabrán cuando tienen que agregar productos químicos para la piscina.

Por suerte, este proyecto realizado con la ayuda del sensor de humedad en Arduino, elimina la necesidad de tener que utilizar tiras reactivas o incluso, adivinar cuando el agua de la piscina está limpia o no.

Para esto, el monitor de piscina virtual debe hacer uso de los siguientes componentes o materiales:

• Un sensor de humedad.
• Un sensor de temperatura de manera permanente.
• Una sonda de pH y una sonda de ORP.
• Un microcontrolador Arduino que es el núcleo del sistema.
• Una pantalla LCD que muestra el estado actual de la calidad del agua.
• Un servidor web local, un WiFi o un Bluetooth para enviar actualizaciones inalámbricas al usuario.

Huerto urbano automatizado

Se refiere a un proyecto similar al de la jardinera avanzada, dado que, se ocupa de regar las plantas de un huerto urbano de forma automática al recoger datos de esta para saber cuándo corresponde hacerlo a fin de conservar su vida saludable. Gracias a esa información, podrás mantener un huerto con menor dedicación y de la forma más adecuada posible. Para lo cual, principalmente, se necesita una placa Arduino que controle todo el sistema.

Por su parte, este huerto urbano también requiere varios sensores de humedad del suelo que ayuden a controlar el estado de los jardines en todo momento.  Gracias a que, tienen la capacidad de computar la conductividad a partir de la matriz del suelo, tomando en cuentas diferentes factores ambientales (la temperatura, los sólidos disueltos en el agua y el pH del suelo). Por medio de estos sensores, las entradas analógicas del Arduino detectarán la caída del voltaje para así conocer el estado del huerto y regarlo mientras sea necesario.

Un medidor de condiciones ambientales

Partiendo de una idea para poder medir las condiciones ambientales, se creó este proyecto basado en un circuito que se centra en computar la humedad, la temperatura, la presión barométrica, la luminosidad y la altura relativa. En ese sentido, el medidor muestra los datos recaudados a través de una pantalla LCD en tiempo real con el fin de que cada persona sepa las condiciones del medio ambiente que lo rodea en un instante dado.

De este modo, el medidor de condiciones ambientales surge como el prototipo de una serie de proyectos fundamentados en censar datos por medio de las condiciones del ambiente para que las personas puedan manejar con gran utilidad dicha información suministrada.

Ahora bien, para poder llevar a cabo esta idea, se requieren varios materiales como:

• Una placa Arduino Nano.
• Un sensor de temperatura DHT22.
• Un sensor de humedad de calidad.
• Un sensor de presión barométrica BMP180.
• Una fotorresistencia LDR.
• Una batería de 9 voltios.
• Un potenciómetro de 10K.
• Una placa perforada universal.
• Dos resistencias de 10K.
• Una pantalla LCD 16x2.

Estación meteorológica

Con una placa Arduino Nano que se basa en el microcontrolador ATmega328, los usuarios pueden desarrollar este proyecto que se trata de un dispositivo que logra mostrar la humedad, la temperatura, la presión atmosférica, el índice UV, la cantidad de lluvia, el comportamiento del viento y la hora en forma de estación meteorológica que resulta completamente llamativa. Siendo este, uno de los proyectos Arduino enlazado con el medio ambiente más importante.

Principalmente, para concretar dicho dispositivo, se requiere una pantalla LCD que muestre los diferentes datos obtenidos, al igual que un sensor de humedad HH10D (compuesto por un sensor capacitivo, un convertidor capacitivo CMOS y una EEPROM interna), un sensor de presión atmosférica y temperatura Bmp180 (para calcular presión atmosférica y temperatura)

También un bluetooth (HC-06) y otros componentes eléctricos adicionales que se conectan a la placa para poder obtener un resultado de gran calidad. Sumado a esto, en términos de software, es necesario hacer uso del IDE de Arduino, la aplicación móvil para Android Inventor 2 y el Notepad++ que es un editor de texto orientado a la programación.