水槽の水位を測って、ポンプを動かしたい。

マイコンで測るには電極を水に挿して抵抗値を測れば簡単に値が取れる。しかしながらちょっと動かすだけならいいけど長期で動かすと電蝕の問題が発生する。

これと同様の問題は土壌センサでもあって、簡単な電極は何ヶ月も経つと腐食する。
と、秋月電子でこういったものがあるのに気がついた。

静電容量式だと腐食の問題は発生しない。では、同じ原理で水位も測れないかな?

ESP32で、簡単なタッチセンサ機能がある。
以下のスケッチで試してみた。

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
}

void loop()
{
  Serial.println(touchRead(T0));
  delay(500);
}

環境

2023/01/27 00:00-01:00
湿度 40〜44%
気温 17℃
Arduino 開発環境 1.8.19
esp32 by Espressif Systems Version 2.0.4
WROOM32 (WEMOS LOLIN 32)

実験

今回は、簡単にピン4にジャンパーケーブルをつなげた。導体を水に濡らさないように、ループの部分を水に浸すように考えてみる。

この状態で、値を取る。

水に沈めたら

値が変化しました

U字型に折った状態で、先端から何センチ水に浸したときの値の変化

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
81	71	67	64	62	60	59	58	57	56

割と取れてますね。

値のゆらぎ

静電容量式は、環境によって値がどんどん変わっていきます。なので絶対値で取るのはダメで、変化量で判定する必要があります。
しかしながら、今回は水にずっとじゃぼ漬けして使いたいのでドリフトなどをいかにするとキャンセルできるかな?

まず、静電容量ですがGPIO4の値を測っています。何に対しての値かな?
基準レベルを設定するのが良くないかな、ということで水面をGNDに導通させておくのがいいでしょうか?
しかしながら今回は水面GNDではなく、GPIO4とGNDの並行線でプローブを作ってみることにしました。

水深よりは、水面に接触しているかどうかをより知りたいので、先端を単なるU字型ではなく♡型にしてみました。これをGPIO4とGNDに差し込みます。