Chisme 132: la maceta del Lince, sensor de humedad con Echidna

Víctor Vílchez, el Lince de la Noche, llevaba semanas cuidando una planta en la cueva de Sierra Bermeja. La planta llevaba dos días con las hojas caídas.

—¿Cuándo la regaste por última vez? —preguntó la Gata Montesa.

—Hace poco —dijo el Lince, sin mucha seguridad—. Creo.

—Tocar la tierra con el dedo no es un método muy científico.

—¿Y qué propones? ¿Un satélite?

—Un sensor que te lo diga con un número. Y que se lo cuente a un LED, porque a ti, por lo visto, no hay manera de contártelo.

Introducción: sensor de humedad

En este chisme 132 vas a construir una maceta que avisa cuándo hay que regar. Un sensor de humedad del suelo mide la tierra y la Echidna Black 2 enciende el LED en rojo, verde o azul.

Es el primer chisme de la Echidna con una entrada analógica. En la barrera del Chisme 130 y en la caja del Chisme 131 el sensor solo decía sí o no. Aquí da un número y es el programa quien decide. Antes de montarlo, practica en el simulador de la maceta, que también tiene un modo para verlo todo hecho.

Cómo funciona el sensor de humedad

Las dos puntas metálicas se clavan en la tierra. Entre ellas pasa una pequeña corriente, y cuanto más agua hay, más corriente pasa, porque el agua con sales conduce la electricidad.

Aire seco: casi no pasa corriente. Agua: pasa mucha. La placa lo convierte en un número de 0 a 1023.

Por eso el sensor no mide la humedad directamente. Mide cuánta corriente deja pasar la tierra, y la humedad se deduce de ahí.

Qué necesitamos

• La Echidna Black 2 y el programa EchidnaML (como en el Chisme 116).
• Del kit de sensores de Acebott: el sensor de humedad del suelo.
• Una maceta con tierra y un vaso de agua para calibrar.

Conexión

Conecta con la placa sin el USB enchufado y revisa las etiquetas del módulo y de la placa, no el orden de los cables.

Módulo	Pin de la Echidna
S (señal)	I/O de A2
V	+ (5V) de A2
G	G de A2

El selector de alimentación (jumper) va en 5V. Es una entrada analógica: por eso usamos A2 y no uno de los pines digitales D4, D7 o D8.

Primero, calibra

Antes de escribir el programa, hay que saber qué número da tu sensor. Haz este programa de prueba:

1. Crea una variable humedad y marca la casilla para verla en pantalla.
2. Por siempre: poner humedad a «leer entrada analógica A2» y esperar 0,2 segundos.

Anota el valor en cuatro situaciones:

• Sensor al aire.
• Tierra seca.
• Tierra húmeda.
• Punta metida en un vaso de agua (solo las puntas, no todo el módulo).

Con esos cuatro números decides los límites.

El programa

La maceta usa dos selecciones «si… si no», una dentro de otra:

1. Por siempre:
   1. Si humedad < 100 (tierra seca): LED R 255, G 0, B 0 (rojo, hay que regar).
   2. Si no, si humedad < 600 (tierra bien): LED R 0, G 255, B 0 (verde).
   3. Si no (encharcada): LED R 0, G 0, B 255 (azul).

Fíjate en que el programa lee el sensor en cada vuelta del bucle. Si hay que ajustar algo, se cambian los dos números y no el programa.

Aviso: los límites 100 y 600 son provisionales

Los límites de este chisme (100 y 600) se han fijado probando el sensor con una situación sencilla. Todavía no están ajustados con tierra de verdad. Cuando se pruebe con una maceta real, es probable que cambien.

Tú también tendrás que ajustarlos, por varias razones:

• Cada tierra conduce distinto: la tierra de maceta, la arena o la tierra de la sierra no dan el mismo número con la misma humedad.
• Cada sensor es un poco distinto de otro.
• Las puntas se oxidan con el tiempo si están siempre alimentadas, y la medida va cambiando. Una solución es retirarlas de la tierra cuando no se usan.

Si tu maceta no cambia de color donde esperas, no está mal tu programa. Está mal ajustado el límite. Y ajustar el límite es lo que hace un científico.

Qué estamos midiendo realmente

El número que ves no son litros ni porcentaje de agua. Es una corriente eléctrica convertida en número, y de ahí inferimos la humedad. Dato y medida no son lo mismo: el dato es «A2 vale 480» y la medida «la tierra está húmeda» es una interpretación.

Por eso un sensor así sirve para comparar (hoy más seca que ayer) mejor que para dar un valor exacto. Medir no significa necesariamente medir bien.

Para el aula

• Predice: ¿qué hará el LED si cambiamos «<» por «>» en las dos condiciones?
• Calibra: rellenad una tabla con los cuatro valores. ¿Coinciden entre grupos? ¿Por qué no?
• Compara: misma maceta, dos sensores del kit. ¿Dan el mismo número?
• Investiga: riega la maceta y anota el valor cada minuto durante diez minutos. ¿Cuánto tarda en estabilizarse? ¿Qué forma tiene la gráfica?
• Hipótesis: ¿se seca más rápido una maceta al sol o a la sombra? Diseña el experimento.

Retos

• Reto 1: haz que funcione la maceta con sus tres colores.
• Reto 2: ajusta los dos límites con tu tierra y comprueba que el LED cambia donde esperas.
• Reto 3: añade un sonido cuando la tierra esté seca («tocar sonido Chirp hasta que termine»).
• Reto 4: haz que suene una sola vez al pasar a seco, con una variable «aviso» que valga 0 o 1.
• Reto 5: guarda los valores en una lista y representa una gráfica de cómo se seca la tierra a lo largo del día.
• Reto 6: compara tierra de maceta, arena y tierra de la sierra: ¿qué límites necesita cada una?

Qué hemos aprendido

Has conectado un sensor analógico a la Echidna Black 2, has leído un número de 0 a 1023 y lo has convertido en una decisión con dos «si… si no». Y has visto que calibrar es parte del trabajo: sin límites ajustados, el LED no sabe lo que mide.

La planta del Lince aguantó. El Lince, por esta vez, también.