Elektrischer Schaltplan des Temperatur- und Feuchtigkeitsanzeigers 8803. Arten von Feuchtigkeitssensoren, deren Funktionsprinzip, Design und Anwendung

Dieses einfache selbstgebaute Gerät wird für Wasser oder andere Flüssigkeiten in verschiedenen Räumen oder Behältern verwendet. Beispielsweise werden diese Sensoren sehr häufig eingesetzt, um eine mögliche Überflutung des Kellers oder Kellers mit Schmelzwasser oder in der Küche unter der Spüle usw. zu erkennen.

Die Rolle des Feuchtigkeitssensors übernimmt ein Stück Glasfaserfolie mit eingeschnittenen Rillen. Sobald Wasser eindringt, trennt die Maschine die Last vom Netzwerk. Oder wenn wir die hinteren Kontakte verwenden, schaltet das automatische Relais die Pumpe oder das benötigte Gerät ein.

Den Sensor selbst fertigen wir genauso wie im vorherigen Diagramm. Wenn Flüssigkeit auf die Kontakte des F1-Sensors gelangt, gibt der akustische Alarm ein konstantes akustisches Signal ab und auch die HL1-LED leuchtet auf.

Mit dem SA1-Kippschalter können Sie die Reihenfolge der HL1-Anzeige auf ein kontinuierliches LED-Leuchten im Standby-Modus ändern.

Diese Feuchtigkeitssensorschaltung kann als Regenmelder, Überlauf eines Flüssigkeitsbehälters, Wasserleck usw. verwendet werden. Die Schaltung kann von jeder Fünf-Volt-Gleichstromquelle mit Strom versorgt werden.

Die Quelle des Tonsignals ist ein Schallsender mit eingebautem Schallgenerator. Der Feuchtigkeitssensor besteht aus einem Streifen einer Folienplatine mit einer dünnen Leiterbahn in der Folie. Wenn der Sensor trocken ist, ertönt kein Tonsignal. Sollte der Sensor nass werden, ertönt sofort ein intermittierender Alarmton.

Das Design wird von einer Krona-Batterie angetrieben und hält zwei Jahre, da die Schaltung im Standby-Modus nahezu keinen Strom verbraucht. Ein weiterer Pluspunkt der Schaltung ist die Tatsache, dass nahezu beliebig viele Sensoren parallel an den Eingang angeschlossen werden können und so gleichzeitig den gesamten Regelbereich abdecken. Die Detektorschaltung besteht aus zwei Transistoren vom Typ 2N2222, die nach Darlington-Art verbunden sind.

R1, R3 – 470K
SW1 - Taste
R2 - 15k
SW2 - Schalter
R4 - 22K
B1 – Kronenbatterie
C1 - Kondensator mit einer Kapazität von 0,022 µF
T1, T2 – Eingangsklemmen
PB1 – (RS273-059) Piezo-Summer
Q1, Q2 - Transistoren vom Typ 2N2222

Wenn der erste Transistor öffnet, entsperrt er sofort den zweiten, wodurch der Piezo-Summer eingeschaltet wird. Ohne Flüssigkeit sind beide Transistoren sicher ausgeschaltet und die Batterie verbraucht nur sehr wenig Strom. Bei eingeschaltetem Summer erhöht sich der Stromverbrauch auf 5 mA. Schallsender vom Typ RS273-059 verfügen über einen eingebauten Generator. Wenn ein stärkerer Alarm erforderlich ist, schalten Sie mehrere Summer parallel oder verwenden Sie zwei Batterien.

Wir fertigen Leiterplatten mit den Abmessungen 3*5 cm.

Der Test-Kippschalter verbindet einen 470-kOhm-Widerstand mit dem Eingang, simuliert die Wirkung einer Flüssigkeit und überprüft so die Funktionalität der Schaltung. Transistoren können durch inländische Transistoren wie KT315 oder KT3102 ersetzt werden.

Ein automatischer Feuchtigkeitssensor dient dazu, die Zwangsbelüftung eines Raums bei hoher Luftfeuchtigkeit einzuschalten; er kann in der Küche, im Badezimmer, im Keller, im Keller oder in der Garage installiert werden. Sein Zweck besteht darin, die Ventilatoren zur Zwangsbelüftung des Raums einzuschalten, wenn die Luftfeuchtigkeit im Raum 95 ... 100 % erreicht.

Das Gerät ist äußerst wirtschaftlich, zuverlässig und aufgrund seines einfachen Designs können seine Komponenten leicht an spezifische Betriebsbedingungen angepasst werden. Das Diagramm des Feuchtigkeitssensors ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Das Schema funktioniert wie folgt. Bei normaler Luftfeuchtigkeit im Raum überschreitet der Widerstand des Tausensors - Gaswiderstand B1 3 kOhm nicht, der Transistor VT2 ist geöffnet, der leistungsstarke Hochspannungs-Feldeffekttransistor VT1 ist geschlossen, die Primärwicklung des Transformators T1 ist stromlos. Die am XP1-Anschluss angeschlossene Last wird ebenfalls stromlos.

Sobald sich die Luftfeuchtigkeit dem Taupunkt nähert, zum Beispiel ein unbeaufsichtigtes Kochen, das Badezimmer ist mit heißem Wasser gefüllt, der Keller ist mit Schmelzwasser überflutet, Grundwasser, der Thermostat des Warmwasserbereiters ist ausgefallen, der Widerstand von Durch den Gaswiderstand B1 wird der scharfe Wechselstrom aus der Sekundärwicklung T1 entnommen und dem Brückendiodengleichrichter VD2 zugeführt. Gleichgerichtete Spannungswelligkeiten werden durch einen Oxidkondensator C2 mit hoher Kapazität geglättet. Der parametrische Gleichspannungsstabilisator basiert auf einem Verbundtransistor VT3 mit hohem Basisstromübertragungskoeffizienten vom Typ KT829B, einer Zenerdiode VD5 und einem Ballastwiderstand R6.

Die Kondensatoren SZ, C4 reduzieren die Welligkeit der Ausgangsspannung. An den Ausgang des Spannungsstabilisators können Lüfter mit einer Betriebsspannung von 12...15V angeschlossen werden, beispielsweise „Computer“-Lüfter. An die XP1-Buchse können Lüfter mit einer Gesamtleistung von bis zu 100 W angeschlossen werden, die für eine Versorgungsspannung von 220 V AC ausgelegt sind. Im offenen Versorgungskreis des Abwärtstransformators T1 und der Hochspannungslast ist ein Brückengleichrichter VD1 installiert. Am Drain des Feldeffekttransistors wird eine pulsierende Gleichspannung angelegt. Die Kaskade der Transistoren VT1, VT2 wird von einer stabilisierten Spannung von +11 V gespeist, die von der Zenerdiode VD7 eingestellt wird. Die Spannung wird dieser Zenerdiode über die Kette R2, R3, VD4, HL2 zugeführt. Durch diesen Schaltungsaufbau kann der Feldeffekttransistor vollständig geöffnet werden, was die Verlustleistung deutlich reduziert.

Die Transistoren VT1, VT2 sind als Schmitt-Trigger enthalten, der verhindert, dass sich der Feldeffekttransistor in einem Zwischenzustand befindet, und so seine Überhitzung verhindert. Die Empfindlichkeit des Feuchtigkeitssensors wird durch den Trimmwiderstand R8 und ggf. durch die Wahl des Widerstandswerts von Widerstand R7 eingestellt. Die Varistoren RU1 und RU2 schützen Geräteelemente vor Schäden durch Spannungsspitzen im Netz. Die grüne LED HL2 zeigt das Vorhandensein der Versorgungsspannung an, die rote LED HL1 signalisiert hohe Luftfeuchtigkeit und das Gerät wird in den Zwangslüftungsmodus geschaltet.

An das Gerät können Sie bis zu 8 Niederspannungslüfter mit einer Stromaufnahme von jeweils bis zu 0,25 A oder mehrere Lüfter mit einer Versorgungsspannung von 220 V anschließen. Bei Verwendung dieses Gerätes ist die Ansteuerung einer leistungsstärkeren Last erforderlich Bei einer Versorgungsspannung von 220 V können Sie dann an den Ausgangsspannungsstabilisator elektromagnetische Relais anschließen, beispielsweise vom Typ G2R-14-130, deren Kontakte zum Schalten von Wechselstrom bis 10 A bei einer Spannung von 250 V ausgelegt sind . Parallel zum Widerstand R8 können Sie einen Thermistor mit negativem TCR, Widerstand 3,3...4, 7 kOhm bei 25°C installieren, beispielsweise über einem Gas- oder Elektroherd, der Ihnen das Einschalten ermöglicht Belüftung auch dann, wenn die Lufttemperatur über 45...50 °C steigt und die Ofenbrenner mit voller Leistung laufen.

Anstelle des Transformators T1 können Sie einen beliebigen Abwärtstransformator mit einer Gesamtleistung von mindestens 40 W installieren, dessen Sekundärwicklung für einen Stromwert ausgelegt ist, der nicht kleiner als der Strom der Niederspannungslast ist. Ohne Zurückspulen der Sekundärwicklung „Yunost“, „Sapphire“. Geeignet sind auch Einheitstransformatoren TPP40 oder TN46-127/220-50. Wenn Sie einen Transformator selbst herstellen, können Sie einen W-förmigen Magnetkern mit einem Querschnitt von 8,6 cm2 verwenden. Die Primärwicklung enthält 1330 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,27 mm.

Sekundärwicklung 110 Windungen Wickeldraht mit einem Durchmesser von 0,9 mm. Anstelle des KT829B-Transistors reicht jeder der Serien KT829, KT827, BDW93C, 2SD1889, 2SD1414. Dieser Transistor ist auf einem Kühlkörper installiert, dessen Größe vom Laststrom und der Größe des Kollektor-Emitter-Spannungsabfalls VT3 abhängt. Es empfiehlt sich, einen Kühlkörper zu wählen, bei dem die Temperatur des VT3-Transistorkörpers 60 °C nicht überschreitet.

Wenn die Spannung an den Platten des Kondensators C2 bei einer an den Ausgang des Stabilisators angeschlossenen Last mehr als 20 V beträgt, können Sie zur Reduzierung der Verlustleistung von VT3 mehrere Windungen von der Sekundärwicklung des Transformators abwickeln. Der Feldeffekttransistor IRF830 kann durch KP707V2, IRF422, IRF430, BUZ90A, BUZ216 ersetzt werden. Beim Einbau dieses Transistors muss dieser vor Durchschlag durch statische Elektrizität geschützt werden. Anstelle von SS9014 können Sie jede der Serien KT315, KT342, KT3102, KT645, 2SC1815 verwenden. Berücksichtigen Sie beim Austausch von Bipolartransistoren die Unterschiede in der Pinbelegung.

KBU-Diodenbrücken können durch ähnliche KVR08, BR36, RS405, KBL06 ersetzt werden. Anstelle von 1N4006 können Sie 1N4004 - 1N4007, KD243G, KD247V, KD105V verwenden. Zenerdioden: 1N5352 - KS508B, KS515A, KS215Zh; 1N4737A - KS175A, KS175Zh, 2S483B; 1 N4741A - D814G, D814G1, 2S211ZH, KS221V.

LEDs können von allgemeinem Nutzen sein, zum Beispiel die Serien AL307, KIPD40, L-63. Oxidkondensatoren sind importierte Analoga von K50-35, K50-68. Varistoren – jede niedrige oder mittlere Leistung für eine klassifizierte Betriebsspannung von 430 V, 470 V, zum Beispiel FNR-14K431, FNR-10K471. Der luftfeuchtigkeitsempfindliche Gaswiderstand GZR-2B wurde einem alten Haushaltsvideorecorder „Electronics VM-12“ entnommen. Ein ähnlicher Gaswiderstand findet sich in anderen defekten inländischen und importierten Videorecordern oder in alten Kassettenvideokameras. Dieser Gaswiderstand ist normalerweise mit dem Metallgehäuse des Bandlaufwerks verschraubt. Sein Zweck besteht darin, den Betrieb des Geräts zu blockieren, wenn der Bandmechanismus beschlägt, wodurch verhindert wird, dass sich das Magnetband verwickelt und beschädigt. Das Gerät kann auf einer Leiterplatte mit den Maßen 105 x 60 mm montiert werden. Vorzugsweise wird der Gaswiderstand in einer separaten Box aus Isoliermaterial mit Löchern an einem kühleren Ort installiert. Es wird auch empfohlen, es an eine kleine Metallplatte zu schrauben, möglicherweise durch einen dünnen isolierenden Abstandshalter aus Glimmer. Um die montierte Platine vor Feuchtigkeit zu schützen, werden die Montage- und Leiterbahnen mit mehreren Schichten FL-98-, ML-92-Lack oder Tsaponlac beschichtet.

Der Gaswiderstand muss nicht überstrichen werden. Um die Funktionsfähigkeit des Geräts zu überprüfen, können Sie einfach Luft aus Ihrer Lunge auf den Gaswiderstand ausatmen oder einen Behälter mit kochendem Wasser näher bringen. Nach einigen Sekunden blinkt die HL1-LED und die als Lasten angeschlossenen Lüfter beginnen, der erhöhten Luftfeuchtigkeit entgegenzuwirken. Im Standby-Modus verbraucht das Gerät etwa 3 mA Strom aus dem Netzwerk, was sehr wenig ist. Da das Gerät im Standby-Modus weniger als 1 W Strom verbraucht, kann es rund um die Uhr betrieben werden, ohne sich Gedanken über den Stromverbrauch machen zu müssen. Da das Gerät teilweise galvanisch mit der Netzspannung 220 V AC verbunden ist, sind bei der Aufstellung und dem Betrieb des Gerätes entsprechende Vorsichtsmaßnahmen zu treffen.

Als Ergebnis zahlreicher Experimente erschien diese Bodensensorschaltung auf einem einzigen Chip. Jeder der Mikroschaltkreise reicht aus: K176LE5, K561LE5 oder CD4001A.

Der Luftfeuchtigkeitssensor, dessen Diagramm und Zeichnungen beigefügt sind, ermöglicht die vollständige Automatisierung des Überwachungs- und Steuerungsprozesses der relativen Luftfeuchtigkeit in jedem Raum. Diese Feuchtigkeitssensorschaltung ermöglicht die Messung der relativen Luftfeuchtigkeit im Bereich von 0–100 %. Mit sehr hoher Genauigkeit und Stabilität der Parameter

Licht- und Tonalarm bei kochendem Wasser. - Radio, 2004, Nr. 12, S. 42, 43.
. – Circuitry, 2004, Nr. 4, S. 30-31.
Constant“ im Keller. - CAM, 2005, Nr. 5, S. 30, 31.

Mehrere Sensorkreise

Im Januar 2007 veröffentlichte der Verlag „Science and Technology“ ein Buch des Autors A.P. Kashkarov „Electronic Sensors“. Auf dieser Seite möchte ich Ihnen einige der Designs vorstellen.

Schauen wir uns zunächst Schaltungen an, die die Mikroschaltung K561TL1 verwenden. Der erste Stromkreis ist ein kapazitives Relais:

Die Mikroschaltung K561TL1 (ausländisches Analogon von CD4093B) ist eine der beliebtesten digitalen Mikroschaltungen dieser Serie. Die Mikroschaltung enthält 4 2I-NOT-Elemente mit der Übertragungscharakteristik eines Schmitt-Triggers (hat eine gewisse Hysterese).

Dieses Gerät verfügt über eine hohe Empfindlichkeit, was den Einsatz in Sicherheitsgeräten sowie in Geräten ermöglicht, die vor der unsicheren Anwesenheit einer Person in einem Gefahrenbereich warnen (z. B. in Sägemaschinen). Das Prinzip des Geräts basiert auf der Veränderung der Kapazität zwischen dem Antennenstift (es wird eine Standard-Autoantenne verwendet) und dem Boden. Nach Angaben des Autors wird dieses Schema ausgelöst, wenn sich eine durchschnittlich große Person in einer Entfernung von etwa 1,5 Metern nähert. Als Transistorlast kann beispielsweise ein elektromagnetisches Relais mit einem Betriebsstrom von maximal 50 Milliampere verwendet werden, das mit seinen Kontakten einen Aktor (Sirene etc.) einschaltet. Der Kondensator C1 dient dazu, die Wahrscheinlichkeit einer Auslösung des Geräts durch Störungen zu verringern.

Das folgende Gerät ist ein Feuchtigkeitssensor:

Eine Besonderheit der Schaltung ist die Verwendung eines Drehkondensators C2 vom Typ 1KLVM-1 mit Luftdielektrikum als Sensor. Bei trockener Luft beträgt der Widerstand zwischen den Kondensatorplatten mehr als 10 Gigaohm, und selbst bei geringer Luftfeuchtigkeit nimmt der Widerstand ab. Im Wesentlichen handelt es sich bei diesem Kondensator um einen hochohmigen Widerstand, dessen Widerstandswert je nach den äußeren Bedingungen der aufgenommenen Luftfeuchtigkeit variiert. In trockenen Klimazonen ist der Sensorwiderstand hoch und am Ausgang des Elements D1/1 liegt ein niedriger Spannungspegel an. Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit nimmt der Widerstand des Sensors ab, es werden Impulse erzeugt und am Ausgang der Schaltung liegen kurze Impulse an. Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit nimmt die Frequenz der Impulserzeugung zu. Ab einem bestimmten Feuchtigkeitsmoment verwandelt sich der Generator am Element D1/1 in einen Impulsgenerator. Am Geräteausgang erscheint ein Dauersignal.

Die Berührungssensorschaltung ist unten dargestellt:

Das Funktionsprinzip dieses Geräts besteht darin, auf „Interferenzen“ verschiedener elektrischer Geräte im menschlichen oder tierischen Körper zu reagieren. Die Empfindlichkeit des Geräts ist sehr hoch – es reagiert sogar auf die Berührung der E1-Platte durch eine Person mit Stoffhandschuhen. Die erste Berührung schaltet das Gerät ein, die zweite Berührung schaltet es aus. Der Kondensator C1 dient dem Schutz vor Störungen und darf im Einzelfall nicht vorhanden sein...

Das nächste Gerät ist ein Bodenfeuchtigkeitsindikator. Mit diesem Gerät lässt sich beispielsweise die Bewässerung eines Gewächshauses automatisieren:

Das Gerät ist meiner Meinung nach sehr originell. Der Sensor ist eine Induktionsspule L1, die bis zu einer Tiefe von 35 bis 50 Zentimetern im Boden vergraben ist.
Der Transistor T2 und die Induktivität bilden zusammen mit den Kondensatoren C5 und C6 einen Selbstoszillator mit einer Frequenz von etwa 16 Kilohertz. Bei trockenem Boden beträgt die Amplitude der Impulse am Kollektor des Transistors VT2 3 Volt. Eine Erhöhung der Bodenfeuchtigkeit führt zu einer Verringerung der Amplitude dieser Impulse. Relais ist eingeschaltet. Ab einem bestimmten Feuchtigkeitswert wird die Erzeugung unterbrochen, was zum Abschalten des Relais führt. Das Relais schaltet mit seinen Kontakten beispielsweise eine Pumpe oder ein elektromagnetisches Ventil im Bewässerungskreislauf ab.
Zu den Details: Der wichtigste Teil der Schaltung ist die Spule. Diese Spule ist auf ein Stück Kunststoffrohr mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Länge von 300 Millimetern gewickelt und enthält 250 Windungen PEV-Draht mit einem Durchmesser von 1 Millimeter. Wickeln – Drehung um Drehung. Von außen wird die Wicklung mit zwei bis drei Lagen PVC-Isolierband isoliert. Transistoren können durch KT315 ersetzt werden. Kondensatoren – Typ KM. Dioden VD1-VD3 - Typ KD521 - KD522.
Die gesamte Struktur wird von einer stabilisierten 12-Volt-Quelle gespeist. Der Stromverbrauch der Schaltung beträgt (im Nass-Trocken-Modus) 20–50 Milliampere.
Der elektronische Schaltkreis ist in einer kleinen versiegelten Box montiert. Um eine Justierung zu ermöglichen, sollte gegenüber dem R5-Motor eine Bohrung vorgesehen werden, die nach der Justierung ebenfalls hermetisch verschlossen ist. Zur Stromversorgung kommt ein Kleinleistungstransformator mit Gleichrichter und Stabilisator auf Basis KR142EN8B zum Einsatz. Das Relais sollte bei einem Strom von nicht mehr als 30 Milliampere und einer Spannung von 8-10 Volt normal arbeiten. Sie können beispielsweise RES10, Pass 303 verwenden. Die Kontakte dieses Relais sind nicht für die Stromversorgung der Pumpe geeignet. Als Zwischenrelais können Sie ein Autorelais verwenden. Die Kontakte eines solchen Relais können einem Strom von mindestens 10 Ampere standhalten. Sie können auch Relais vom Typ KUTS von Farbfernsehern verwenden. Beide empfohlenen Relais haben eine 12-Volt-Wicklung und können vor dem Stabilisatorchip (nach dem Gleichrichter und dem Glättungskondensator) oder nach dem Stabilisator (dann sollte der Stabilisatorchip jedoch auf einem kleinen Kühlkörper installiert werden) eingeschaltet werden. Außerdem sollten am Gehäuse zwei versiegelte Anschlüsse (z. B. vom Typ RSA) installiert sein. Ein Stecker dient zum Anschluss des Netzwerks und des Aktors (Pumpe), der andere zum Anschluss der Spule.
Beim Einrichten der Schaltung kommt es darauf an, die Empfindlichkeit des Geräts mithilfe des variablen Widerstands R5 anzupassen. Die endgültige Einstellung erfolgt am Einsatzort des Gerätes durch genauere Einstellung des Widerstands. Es ist zu beachten, dass dieses Gerät die Schaltschwelle geringfügig ändert, wenn sich die Bodentemperatur ändert (dies ist jedoch nicht sehr wichtig, da sich die Bodentemperatur in einer Tiefe von 35 bis 50 Zentimetern geringfügig ändert).
Im Frühling haben Besitzer von Gemüsegruben und Garagen noch eine weitere Sorge.- Schmelzwasser. Wenn das Wasser nicht rechtzeitig abgepumpt wird, wird das Gemüse unbrauchbar... Sie können den Wasserpumpvorgang der Automatisierung anvertrauen. Das Schema erweist sich als einfach, spart Ihnen aber viel Zeit und Nerven ( Dieses Diagramm stammt nicht aus einem Buch!) :

Der automatische „Wasserpump“-Kreislauf basiert auf dem Prinzip der elektrischen Leitfähigkeit von Wasser. Das Hauptelement der Niveauregulierung ist ein Block aus drei Edelstahlplatten. Platten 1 und 2 haben die gleiche Länge, Platte 3 ist der obere Wasserstandsensor. Während der Wasserstand unter dem Niveau 3 der Platte liegt – am Eingang des logischen Elements D1 ist der Pegel logisch Eins, am Ausgang des Elements ist der Pegel logisch Null – ist der Transistor gesperrt, das Relais ist stromlos. Wenn der Wasserstand steigt, wird Sensor 3 über Wasser mit der gemeinsamen Leitung des Stromkreises (Platte 1) verbunden – am Eingang des Elements ist der Pegel logisch Null, am Ausgang des Elements ist der Pegel logisch Eins – der Transistor öffnet - das Relais schaltet mit seinen Kontakten die Pumpe ein. Gleichzeitig mit der Pumpe wird die Sensorplatte 2 mit dem Eingang der Schaltung verbunden. Diese Platte ist ein Sensor für niedrigen Wasserstand. Die Pumpe läuft, bis der Wasserstand unter das Niveau der Platten sinkt. Danach schaltet sich die Pumpe ab und der Kreislauf geht in den Standby-Modus...
Die Schaltung kann nahezu alle logischen Elemente der CMOS-Technologie der Serien 176, 561,564 verwenden. Das Relais RES22 wird für eine Betriebsspannung von 10-12 Volt verwendet. Dieses Relais verfügt über recht leistungsstarke Kontakte, mit denen Sie eine Pumpe vom Typ Aquarius mit einer Leistung von bis zu 250 Watt direkt steuern können. Um die Betriebssicherheit zu erhöhen, ist es sinnvoll, freie Gruppen von Relaiskontakten (insgesamt sind es vier) parallel zu schalten und parallel zu den Relaiskontakten eine Kette aus in Reihe geschalteten 100-Ohm-Widerständen anzuschließen (mit einer Leistung von mindestens 2 Watt) und einem 0,1 Mikrofarad-Kondensator (mit einer Betriebsspannung von mindestens 400 Volt). Diese Kette dient dazu, die Funkenbildung an den Kontakten während der Schaltmomente zu reduzieren. Wenn Sie über eine Pumpe mit höherer Leistung verfügen, müssen Sie ein zusätzliches Zwischenrelais mit Kontakten höherer Leistung verwenden (z. B. einen Starter PME 100 - 200...), dessen Wicklung (normalerweise 220 Volt) mit geschaltet wird RES22-Relais. In diesem Fall reicht in der Regel ein Kontaktpaar aus und die Funkenlöschschaltung muss nicht parallel zu den Relaiskontakten installiert werden. Der Netztransformator wurde mit 12 Volt betrieben (es war fertig) mit einer Leistung von ca. 5 Watt. Wenn Sie es selbst herstellen, sollten Sie die Tatsache berücksichtigen, dass der Transformator kontinuierlich arbeitet. Daher ist es (aus Gründen der Zuverlässigkeit) besser, die Anzahl der Windungen der Primär- und Sekundärwicklung im Vergleich zu den berechneten um 15 bis 20 Prozent zu erhöhen. Ich würde Ihnen nicht raten, chinesische Transformatoren zu verwenden - während des Betriebs werden sie sehr heiß - es kann zu einem Brand kommen oder der Transformator brennt einfach durch, und Sie werden von der Zuverlässigkeit des Stromkreises überzeugt sein und aufhören, die Werkstatt aufzusuchen... Das Das Ergebnis ist, dass das Gemüse verdorben ist...
Dieses Gerät wird seit 5 Jahren vom Autor verwendet und hat eine hohe Zuverlässigkeit gezeigt. Auch die Nachbarn der Garagengenossenschaft schätzten dieses „Gerät“ sehr – auch der Wasserstand in ihren Gruben sank deutlich...

Es ist möglich, ein ähnliches Gerät ohne Mikroschaltung herzustellen:

Das Relais in dieser Ausführung wird vom Typ KUTS (von Farbfernsehern) verwendet. Dieser Relaistyp verfügt über zwei Paar Schließerkontakte. Ein Paar dient zum Schalten der Sensorplatten, das andere zur Steuerung der Pumpe. Es ist zu beachten, dass es nicht ratsam ist, ein Relais vom Typ KUTS in Verbindung mit einer Mikroschaltung zu verwenden – es kann zu Fehlalarmen aufgrund von Störungen kommen!

Das Schema weist keine Besonderheiten auf. Während der Einrichtung müssen Sie möglicherweise den Widerstand R2 im Vorspannungskreis des Transistors VT2 auswählen, um einen klaren Betrieb des Relais zu gewährleisten, wenn der Sensor mit Wasser in Kontakt kommt.

Das Gerät soll ein Garagensicherheitssystem simulieren. Um einen unterbrechungsfreien Betrieb zu gewährleisten, ist der Stromkreis mit einer autarken Stromversorgung aus einer 5-Volt-Batterie ausgestattet. Für die Effizienz des gesamten Geräts wird der Fotowiderstand R2 verwendet. Im Dunkeln fällt Licht auf den Fotowiderstand trifft nicht - sein Widerstand ist hoch - am Eingang des Elements liegt eine logische Einheitsspannung an - der Generator erzeugt Impulse. Die LED „blinkt“. Bei Tageslicht nimmt der Widerstand des Fotowiderstands ab, was zu einem Abfall der Spannung an Pin 10 der Mikroschaltung auf einen logischen Nullpegel führt – der Generator wird nicht mehr erregt. Die Pulsfrequenz hängt von den Werten des Kondensators C1 und des Widerstands R2 ab. Als Backup-Quelle wurde eine Batterie mit 4 Batterien des Typs KNG-1,5 verwendet. Die Batteriekapazität reicht für einen Dauerbetrieb des Stromkreises für ca. 20-30 Tage (bei Netzspannungsausfall).
Bei der Einstellung kommt es darauf an, die Empfindlichkeitsstufe des Schaltkreises mithilfe des Widerstandswerts des Widerstands R1 auszuwählen. Der Widerstand R2 kann die Frequenz des Generators ändern.
Dieses Gerät ist ein sogenanntes „passives“ Schutzgerät, aber es funktioniert wirklich! Der Betrieb des „Morgasik“ seit mehr als 5 Jahren hat seine recht hohe Effizienz bewiesen. In dieser Zeit wurde kein einziger Versuch registriert, die Garage zu öffnen (bei den Nachbarn gab es solche Fälle). Es ist klar, dass man mit einem solchen Gerät keinen ernsthaften Betrüger erschrecken kann – (aber wo sind sie, ernsthafte Betrüger – na ja, nur Punker...).

Für viele Produktionsprozesse ist die Aufrechterhaltung des erforderlichen Mikroklimas, insbesondere eines bestimmten Wasserdampfgehalts in der Luft oder im Gas, von großer Bedeutung. Zu diesem Zweck werden Instrumente wie ein Hygrometer und ein Hygrostat verwendet. Erstere messen den Wasserdampfgehalt, letztere halten den erforderlichen Wert aufrecht. Abbildung 1 zeigt das Rosa-10-Gerät, das sowohl in der Industrie als auch in der Landwirtschaft eingesetzt wird.

Abbildung 1. Inländische Rosa-10-Geräte in verschiedenen Ausführungen

Der Feuchtigkeitssensor wird jedoch nicht nur in der Produktion eingesetzt (z. B. zur Bestimmung der Eigenschaften von Holz). Mit ihm können Sie die Trockenheit der Raumluft regulieren (Abb. 2), die Sättigung des Bodens mit Wasser messen. usw. Wir schlagen vor, das Design und das Funktionsprinzip solcher Geräte zu berücksichtigen. Dies wird ihre korrekte Verwendung im häuslichen Bereich erheblich erleichtern, beispielsweise bei der Herstellung eines Abluftventilators für das Badezimmer, eines Thermostats für ein Badehaus oder eines selbstgebauten Temperatur- und Feuchtigkeitssensors für ein Gewächshaus.

Abbildung 2. Alle modernen Klimasysteme sind mit einem Modul ausgestattet, das die Luftfeuchtigkeit misst

Bevor wir zur Theorie übergehen, definieren wir die Terminologie.

Terminologie

Unter absoluter Luftfeuchtigkeit versteht man den Wassergehalt (in Gramm) in einem Kubikmeter Luft. Dementsprechend ist die Maßeinheit dieses Wertes g/m3. Der Zustand, bei dem der Wassergehalt im Gas seinen Maximalwert (100 %) erreicht, wird als Schwelle der maximalen Sättigung oder Feuchtigkeitskapazität bezeichnet. Bei Erreichen dieser Grenze beginnt der Kondensationsprozess.

Es ist zu beachten, dass die Feuchtigkeitskapazität direkt proportional zur Temperatur ist: Je höher sie ist, desto mehr Wasser kann im gleichen Gasvolumen enthalten sein. Aus diesem Grund ist ein digitales oder analoges Feuchtemessmodul fast immer mit einem Temperatursensor ausgestattet.

Kommen wir zur Definition der relativen Luftfeuchtigkeit. Dieser Wert gibt das Verhältnis von Feuchtekapazität und absoluter Luftfeuchtigkeit entsprechend den Temperaturverhältnissen zum Zeitpunkt der Messung an. Der Zustand, in dem diese Werte gleich werden, wird „Taupunkt“ genannt.

Nachdem wir uns nun für die Terminologie entschieden haben, werfen wir einen Blick auf die vorhandenen Sensortypen und finden heraus, nach welchem ​​Prinzip jeder von ihnen funktioniert.

Arten von Sensoren und ihre Funktionsprinzipien

Am weitesten verbreitet sind vier Gerätetypen, von denen jeder seine eigene spezifische Funktionsweise hat:

Abbildung 4. Wassersensor SYH-2RS

Da Detektoren dieses Typs am häufigsten in Amateurschaltungen verwendet werden, werden wir noch einmal auf deren Design eingehen.

Abbildung 6. Ansaugfeuchtemessgerät MV-4M

Wir haben die gängigsten Detektortypen aufgelistet; tatsächlich gibt es noch viel mehr davon. Es gibt beispielsweise auch einen optischen Sensor, der die Lichtstreuung nutzt, wenn sich beim Erreichen des Taupunktes Kondenswasser bildet, einen thermischen Sensor (zwei Thermistoren werden in einer offenen und geschlossenen Kammer verwendet), einen Kanalsensor usw.

Entwurf von Widerstandsdetektoren

Schauen wir uns nun, wie versprochen, die Konstruktionsmerkmale von Widerstandssensoren am Beispiel des Modells SYH-2RS an.

Abbildung 7. Widerstandssensordesign

1) – Seitenansicht; 2) – Draufsicht.

Bezeichnungen:

• a – Keramiksubstrat;
• b – gesputterte Elektroden;
• c – hygroskopische Beschichtung auf Basis von Aluminiumoxid.

Wie Sie sehen, ist der Aufbau des Sensors recht einfach, was die geringen Kosten solcher Geräte bestimmt. Und wenn wir auch die Austauschbarkeit solcher Elemente berücksichtigen, ist es nicht verwunderlich, dass Funkamateure in den meisten selbstgebauten Geräten für den Haushalt (z. B. einem Wasserlecksensor) lieber Widerstandssensoren verwenden.

Kurzer Überblick über auf dem Markt erhältliche Geräte und deren Einsatzmöglichkeiten

Schauen wir uns Geräte an, die im Alltag nützlich sein können, beginnend mit dem Luftfeuchtigkeitsschalter HIG-2 (Abb. 8), der zur Steuerung der Dunstabzugshaube im Badezimmer dient.

Abbildung 8. HIG-2-Modul mit Relaisausgang

Hauptmerkmale:

• Das Gerät wird über ein Heimstromnetz mit einer Spannung von 220 V mit Strom versorgt.
• Betrieb bei relativer Luftfeuchtigkeit von 60 % bis 90 % (eingestellt);
• zulässiger Laststrom – nicht mehr als 2 A;
• Die Betriebszeit des Ventilators nach der Aktivierung wird durch einen Timer eingestellt (2-20 Min.).

Wie schließe ich den HIG-2-Feuchtesensor an?

Um das Gerät richtig anzuschließen, genügt es, dem Diagramm in der Anleitung des Geräts zu folgen, es ist in Abbildung 9 dargestellt.

Abbildung 9. Anschlussplan des Ventilators an das Feuchtigkeitskontrollmodul

Auf der Klemmleiste des Gerätes befinden sich entsprechende Symbole, sodass dieser Vorgang keine Schwierigkeiten bereiten wird. Wenn die elektrische Verkabelung der Wohnung oder der Ventilator selbst keine Erdung bietet, ist ein Anschluss nicht erforderlich und es ist auch nicht erforderlich, einen Schalter am Stromeingang zu installieren.

Wer sich für das Konzept „Smart Home“ interessiert, wird sich sicherlich für den Außensensor Mi Smart interessieren (Abb. 10). Durch die Installation einer speziellen Anwendung auf Ihrem Smartphone können Sie Informationen über Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Wohnung erhalten. Wenn Sie in einem solchen Programm bestimmte Mikroklima-Parameter einstellen, werden Sie bei Verstößen gegen die Bedingungen benachrichtigt.

Abbildung 10. Drahtloser Xiaomi-Sensor

Beachten Sie, dass dieses Gerät einen relativ geringen Messfehler aufweist (bei Luftfeuchtigkeit liegt er innerhalb von 3 %, bei der Temperatur beträgt die Genauigkeit der Messwerte etwa 0,3 °C). Ein erheblicher Nachteil ist die nicht-russische Software, aber dieses Problem wird in naher Zukunft gelöst.

Für diejenigen, die eine Tropfbewässerung für ein Gewächshaus mit einem Feuchtigkeitssensor durchführen möchten, können wir den Gardena-Sensor (Abb. 11) empfehlen, der den Betrieb der Ventile der Systeme desselben Herstellers regelt.

Abbildung 11. Gardena-Sensor zur Steuerung des Bewässerungssystems

Das Gerät wird mit zwei Alkalibatterien betrieben; ihre Ladung reicht für 10–12 Monate Dauerbetrieb.

Schauen wir uns nun die Eigenschaften des Industriemodells des digitalen Messgeräts Ivit-MT an (Abb. 12), das im verarbeitenden Gewerbe, in der Landwirtschaft oder im Wohnungs- und Kommunalwesen eingesetzt werden kann.

Abbildung 12. Feuchtigkeitsmesser mit Fernsensor aus der IVIT-M-Serie

Liste der Hauptmerkmale:

• um das Gerät mit Strom zu versorgen, ist eine Spannung von 18-36 V erforderlich;
• Die relative Luftfeuchtigkeit kann im Bereich von 5 % bis 95 % gemessen werden (maximaler Fehler nicht mehr als 4 %);
• Messung der Lufttemperatur im Bereich von -40 C° bis 50 C° (Modifikationen H1, V) bzw. von -40 C° bis 60° (Modelle H2, K1, K2), Genauigkeit 2 C°;
• Das Gerät kann im Temperaturbereich von -40 C° bis 50 C° betrieben werden.

Für Experimentierfreudige dürften sicherlich die Sensoren DHT11 und DHT22 (Abb. 13) interessant sein, die zusammen mit der Arduino-Plattform zum Einsatz kommen. Im Internet finden Sie viele interessante Lösungen auf Basis dieser Elementbasis.

Abbildung 13. Feuchtigkeitssensoren für die Arduino-Plattform

a) DHT22; b) DHT11.

Wie aus der Abbildung hervorgeht, ist das Aussehen dieser Sensoren nahezu identisch, gleiches gilt für die Pinbelegung. Die technischen Eigenschaften der Sensoren sind bis auf Genauigkeit und Messbereich sehr ähnlich. Lassen Sie uns diese Daten präsentieren.

Wichtigste technische Parameter von DHT11:

• Anschluss an eine Gleichspannungsquelle von 3-5 V;
• während der Anforderung beträgt der Spitzenstromverbrauch nicht mehr als 2,5 mA;
• Grenzen der gemessenen Luftfeuchtigkeit und Temperatur – 20–80 % und 0–50 °C, Fehler 5 % und 2 °C;
• Die Abtastfrequenz beträgt 1 Hz, d. h. die Daten können einmal pro Sekunde abgerufen werden.

Vergleichen wir nun diese Parameter mit dem genaueren DHT22-Modell:

• die Spannung der Stromversorgung bleibt unverändert, ebenso wie der während der Datenübertragung verbrauchte Strom;
• Die Luftfeuchtigkeit wird im gesamten Bereich von 0–100 % gemessen, der Fehler liegt innerhalb von 2–5 %;
• Die Grenzen der gemessenen Temperatur wurden im Vergleich zum Vorgängermodell deutlich erweitert, minimal -40 C°, maximal +125 C°.

Die Kosten für diese Geräte sind bei Aliexpress recht erschwinglich; sie können mit kostenlosem Versand für 1,28 $ (DHT11) und 4,9 $ (DHT22) bestellt werden. Wenn Sie in Russland kaufen, ist der Preis etwa eineinhalb bis zwei Mal teurer. Was die Basisplattform betrifft, kann das Arduino Uno-Board im Reich der Mitte für 25 bis 48 US-Dollar erworben werden (der Preis hängt von der Konfiguration ab). Software und Firmware werden kostenlos heruntergeladen.

Das Gerät, das die Luftfeuchtigkeit misst, wird Hygrometer oder einfach Feuchtigkeitssensor genannt. Im Alltag ist die Luftfeuchtigkeit ein wichtiger Parameter, und zwar oft nicht nur für das alltägliche Leben selbst, sondern auch für verschiedene Geräte, für die Landwirtschaft (Bodenfeuchtigkeit) und vieles mehr.

Insbesondere unser Wohlbefinden hängt stark vom Grad der Luftfeuchtigkeit ab. Besonders empfindlich gegenüber Luftfeuchtigkeit sind wetterabhängige Menschen sowie Menschen mit Bluthochdruck, Asthma bronchiale und Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems.

Bei sehr trockener Luft verspüren auch gesunde Menschen Unwohlsein, Schläfrigkeit, Juckreiz und Hautreizungen. Trockene Luft kann oft Erkrankungen der Atemwege hervorrufen, angefangen bei akuten Atemwegsinfektionen und akuten respiratorischen Virusinfektionen bis hin zu einer Lungenentzündung.

In Unternehmen kann die Luftfeuchtigkeit die Sicherheit von Produkten und Geräten beeinflussen, und in der Landwirtschaft ist der Einfluss der Bodenfeuchtigkeit auf die Fruchtbarkeit usw. klar. Hier liegt der Einsatz von Feuchtigkeitssensoren - Hygrometer.

Einige technische Geräte werden zunächst auf einen unbedingt erforderlichen Wert kalibriert, und manchmal ist es zur Feinabstimmung des Geräts wichtig, den genauen Wert der Luftfeuchtigkeit in der Umgebung zu kennen.

Luftfeuchtigkeit kann durch mehrere der möglichen Größen gemessen werden:

Um die Luftfeuchtigkeit sowohl in der Luft als auch in anderen Gasen zu bestimmen, werden Messungen in Gramm pro Kubikmeter durchgeführt, wenn es um den absoluten Wert der Luftfeuchtigkeit geht, oder in RH-Einheiten, wenn es um die relative Luftfeuchtigkeit geht.

Zur Messung der Feuchte von Feststoffen oder Flüssigkeiten eignen sich Messungen in Prozent der Masse der Prüfkörper.

Um den Feuchtigkeitsgehalt schlecht gemischter Flüssigkeiten zu bestimmen, wird die Maßeinheit ppm verwendet (wie viele Teile Wasser sind in 1.000.000 Gewichtsteilen der Probe enthalten).

Nach dem Funktionsprinzip werden Hygrometer unterteilt in:

kapazitiv;

Widerstandsfähig;

Thermistor;

optisch;

elektronisch.

Kapazitive Hygrometer sind in ihrer einfachsten Form Kondensatoren mit Luft als Dielektrikum im Spalt. Es ist bekannt, dass die Dielektrizitätskonstante der Luft in direktem Zusammenhang mit der Luftfeuchtigkeit steht und Änderungen der Luftfeuchtigkeit des Dielektrikums zu Änderungen der Kapazität des Luftkondensators führen.

Eine komplexere Variante des kapazitiven Feuchtesensors im Luftspalt enthält ein Dielektrikum, dessen Dielektrizitätskonstante unter dem Einfluss der Luftfeuchtigkeit stark variieren kann. Durch diesen Ansatz wird die Sensorqualität besser, als wenn sich lediglich Luft zwischen den Kondensatorplatten befindet.

Die zweite Möglichkeit eignet sich gut zur Messung des Wassergehalts von Feststoffen. Das zu untersuchende Objekt wird zwischen die Platten eines solchen Kondensators gelegt, das Objekt kann beispielsweise ein Tablet sein, und der Kondensator selbst wird an einen Schwingkreis und an einen elektronischen Generator angeschlossen, während die Eigenfrequenz des resultierenden Stromkreises gemessen wird , und aus der gemessenen Frequenz wird die durch Zugabe des Prüflings erhaltene Kapazität „berechnet“.

Natürlich hat diese Methode auch einige Nachteile: Wenn die Probenfeuchtigkeit beispielsweise unter 0,5 % liegt, ist sie ungenau; außerdem muss die zu messende Probe von Partikeln mit hoher Dielektrizitätskonstante befreit werden; Auch die Probe während des Messvorgangs ist wichtig; sie sollte sich im Verlauf der Studie nicht verändern.

Die dritte Art von kapazitiven Feuchtigkeitssensoren ist das kapazitive Dünnschicht-Hygrometer. Es umfasst ein Substrat, auf dem zwei Kammelektroden aufgebracht sind. In diesem Fall übernehmen Kammelektroden die Rolle von Platten. Zur Temperaturkompensation sind zusätzlich zwei zusätzliche Temperatursensoren in den Sensor eingebracht.

Ein solcher Sensor umfasst zwei Elektroden, die auf einem Substrat aufgebracht sind, und auf den Elektroden selbst befindet sich eine Materialschicht, die einen relativ geringen Widerstand aufweist, der jedoch je nach Luftfeuchtigkeit stark schwankt.

Aluminiumoxid könnte ein geeignetes Material für das Gerät sein. Dieses Oxid nimmt Wasser aus der äußeren Umgebung gut auf, während sich sein spezifischer Widerstand merklich ändert. Infolgedessen hängt der Gesamtwiderstand des Messkreises eines solchen Sensors erheblich von der Luftfeuchtigkeit ab. Somit wird der Grad der Luftfeuchtigkeit durch die Menge des fließenden Stroms angezeigt. Der Vorteil derartiger Sensoren ist ihr niedriger Preis.

Ein Thermistor-Hygrometer besteht aus einem Paar identischer Thermistoren. Erinnern wir uns übrigens daran, dass es sich hierbei um ein nichtlineares elektronisches Bauteil handelt, dessen Widerstand stark von seiner Temperatur abhängt.

Einer der im Stromkreis enthaltenen Thermistoren wird in einer versiegelten Kammer mit trockener Luft platziert. Und der andere befindet sich in einer Kammer mit Löchern, durch die Luft mit charakteristischer Luftfeuchtigkeit eindringt, deren Wert gemessen werden muss. Die Thermistoren sind in einer Brückenschaltung verbunden, an einer der Diagonalen der Brücke wird Spannung angelegt und an der anderen Diagonale werden die Messwerte abgelesen.

Wenn die Spannung an den Ausgangsklemmen Null ist, sind die Temperaturen beider Komponenten gleich, daher ist die Luftfeuchtigkeit gleich. Wenn am Ausgang eine Spannung ungleich Null anliegt, weist dies auf das Vorhandensein eines Feuchtigkeitsunterschieds in den Kammern hin. Somit wird die Luftfeuchtigkeit aus dem bei Messungen erhaltenen Spannungswert ermittelt.

Ein unerfahrener Forscher könnte eine berechtigte Frage haben: Warum ändert sich die Temperatur des Thermistors, wenn er mit feuchter Luft interagiert? Die Sache ist, dass mit zunehmender Luftfeuchtigkeit Wasser aus dem Thermistorkörper zu verdunsten beginnt, während die Temperatur des Körpers sinkt. Je höher die Luftfeuchtigkeit, desto intensiver erfolgt die Verdunstung und desto schneller kühlt der Thermistor ab.

4) Optischer (Kondensations-)Feuchtigkeitssensor

Dieser Sensortyp ist der genaueste. Die Funktionsweise eines optischen Feuchtigkeitssensors basiert auf einem Phänomen, das mit dem Konzept des „Taupunkts“ zusammenhängt. In dem Moment, in dem die Temperatur den Taupunkt erreicht, befinden sich die gasförmige und die flüssige Phase im thermodynamischen Gleichgewicht.

Wenn Sie also Glas nehmen und es in einer gasförmigen Umgebung installieren, in der die Temperatur zum Zeitpunkt der Untersuchung über dem Taupunkt liegt, und dann mit der Abkühlung dieses Glases beginnen, beginnt bei einem bestimmten Temperaturwert die Wasserkondensation Wenn sich auf der Glasoberfläche Wasser bildet, beginnt dieser Wasserdampf, sich in die flüssige Phase umzuwandeln. Diese Temperatur ist der Taupunkt.

Die Taupunkttemperatur ist also untrennbar miteinander verbunden und hängt von Parametern wie Luftfeuchtigkeit und Druck in der Umgebung ab. Durch die Möglichkeit, Druck und Taupunkttemperatur zu messen, ist es daher einfach, die Luftfeuchtigkeit zu bestimmen. Dieses Prinzip dient als Grundlage für die Funktionsweise optischer Feuchtesensoren.

Der einfachste Schaltkreis eines solchen Sensors besteht aus einer LED, die auf eine Spiegelfläche scheint. Der Spiegel reflektiert das Licht, ändert seine Richtung und leitet es zum Fotodetektor. In diesem Fall kann der Spiegel mit einem speziellen hochpräzisen Temperaturregelgerät beheizt oder gekühlt werden. Oft handelt es sich bei diesem Gerät um eine thermoelektrische Pumpe. Natürlich ist am Spiegel ein Sensor zur Temperaturmessung angebracht.

Vor Beginn der Messungen wird die Spiegeltemperatur auf einen Wert eingestellt, der deutlich über der Taupunkttemperatur liegt. Als nächstes wird der Spiegel allmählich abgekühlt. In dem Moment, in dem die Temperatur beginnt, den Taupunkt zu überschreiten, beginnen Wassertropfen sofort auf der Oberfläche des Spiegels zu kondensieren, und der Lichtstrahl der Diode wird dadurch unterbrochen, zerstreut, was zu einer Abnahme führt im Strom im Fotodetektorkreis. Durch Rückmeldung interagiert der Fotodetektor mit dem Spiegeltemperaturregler.

Basierend auf den Informationen, die er in Form von Signalen vom Fotodetektor erhält, hält der Temperaturregler die Temperatur auf der Spiegeloberfläche genau auf dem Taupunkt und der Temperatursensor zeigt die Temperatur entsprechend an. Somit können bei bekanntem Druck und bekannter Temperatur die wichtigsten Feuchtigkeitsindikatoren genau bestimmt werden.

Der optische Feuchtigkeitssensor verfügt über die höchste Genauigkeit, die andere Sensortypen nicht erreichen können, und weist außerdem keine Hysterese auf. Der Nachteil ist der höchste Preis von allen und der hohe Energieverbrauch. Darüber hinaus ist darauf zu achten, dass der Spiegel sauber ist.

Das Funktionsprinzip eines elektronischen Luftfeuchtigkeitssensors basiert auf der Änderung der Elektrolytkonzentration, die jedes elektrische Isoliermaterial bedeckt. Es gibt Geräte mit automatischer, taupunktabhängiger Heizung.

Der Taupunkt wird häufig über einer konzentrierten Lithiumchloridlösung gemessen, die sehr empfindlich auf minimale Änderungen der Luftfeuchtigkeit reagiert. Für maximalen Komfort ist ein solches Hygrometer oft zusätzlich mit einem Thermometer ausgestattet. Dieses Gerät verfügt über eine hohe Genauigkeit und einen geringen Fehler. Es ist in der Lage, die Luftfeuchtigkeit unabhängig von der Umgebungstemperatur zu messen.

Beliebt sind auch einfache elektronische Hygrometer in Form von zwei Elektroden, die einfach in den Boden gesteckt werden und dessen Feuchtigkeit je nach Leitfähigkeitsgrad abhängig von dieser Feuchtigkeit steuern. Solche Sensoren sind bei Fans beliebt, da Sie ganz einfach eine automatische Bewässerung eines Gartenbeets oder einer Blume in einem Topf einrichten können, falls Sie keine Zeit zum manuellen Gießen haben oder es unpraktisch ist.

Überlegen Sie vor dem Kauf eines Sensors, was Sie messen müssen: relative oder absolute Luftfeuchtigkeit, Luft oder Boden, welchen Messbereich Sie erwarten, ob eine Hysterese wichtig ist und welche Genauigkeit erforderlich ist. Der genaueste Sensor ist optisch. Achten Sie auf die IP-Schutzart, den Betriebstemperaturbereich, abhängig von den konkreten Einsatzbedingungen des Sensors, ob die Parameter für Sie geeignet sind.

Andrey Povny

Selbstgebauter, stabiler Bodenfeuchtesensor für automatische Bewässerungssysteme

Dieser Artikel entstand im Zusammenhang mit der Konstruktion einer automatischen Bewässerungsmaschine zur Pflege von Zimmerpflanzen. Ich denke, dass die Bewässerungsmaschine selbst für den Heimwerker interessant sein könnte, aber jetzt sprechen wir über den Bodenfeuchtigkeitssensor. https://site/

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Prolog.

Bevor ich das Rad neu erfand, habe ich natürlich im Internet gesurft.

Industrielle Feuchtigkeitssensoren erwiesen sich als zu teuer, und ich konnte nie eine detaillierte Beschreibung mindestens eines solchen Sensors finden. Die aus dem Westen zu uns gekommene Mode des „Schwein im Sack“-Handels scheint bereits zur Norm geworden zu sein.

Obwohl es im Netzwerk Beschreibungen von selbstgebauten Amateursensoren gibt, arbeiten sie alle nach dem Prinzip der Messung des Bodenwiderstands gegen Gleichstrom. Und schon die ersten Experimente zeigten das völlige Scheitern solcher Entwicklungen.

Eigentlich hat mich das nicht wirklich überrascht, denn ich erinnere mich noch daran, wie ich als Kind versuchte, den Widerstand des Bodens zu messen und entdeckte ... einen elektrischen Strom darin. Das heißt, die Mikroamperemeternadel zeichnete den Strom auf, der zwischen zwei im Boden steckenden Elektroden floss.

Experimente, die eine ganze Woche dauerten, zeigten, dass sich der Bodenwiderstand recht schnell ändern und periodisch zunehmen und dann abnehmen kann, wobei die Dauer dieser Schwankungen mehrere Stunden bis zu mehreren zehn Sekunden betragen kann. Darüber hinaus verändert sich der Bodenwiderstand in verschiedenen Blumentöpfen unterschiedlich. Wie sich später herausstellte, wählt die Frau für jede Pflanze eine individuelle Bodenzusammensetzung.

Zunächst verzichtete ich komplett auf die Messung des Bodenwiderstands und begann sogar mit dem Bau eines Induktionssensors, da ich im Internet einen industriellen Feuchtigkeitssensor fand, der als Induktion beschrieben wurde. Ich wollte die Frequenz des Referenzoszillators mit der Frequenz eines anderen Oszillators vergleichen, dessen Spule auf einem Topf mit einer Pflanze steht. Doch als ich mit der Prototypenentwicklung des Geräts begann, erinnerte ich mich plötzlich daran, wie ich einmal unter „Stufenspannung“ geriet. Dies veranlasste mich zu einem weiteren Experiment.

Tatsächlich wurde vorgeschlagen, bei allen im Netzwerk gefundenen selbstgebauten Strukturen den Widerstand des Bodens gegen Gleichstrom zu messen. Was passiert, wenn Sie versuchen, den Wechselstromwiderstand zu messen? Denn theoretisch sollte der Blumentopf dann nicht zur „Batterie“ werden.

Ich habe ein einfaches Diagramm zusammengestellt und es sofort auf verschiedenen Böden getestet. Das Ergebnis war ermutigend. Auch innerhalb mehrerer Tage wurden keine verdächtigen Tendenzen zu zunehmender oder abnehmender Resistenz festgestellt. Anschließend wurde diese Annahme an einer funktionierenden Bewässerungsmaschine bestätigt, deren Funktionsweise auf einem ähnlichen Prinzip beruhte.

Elektrischer Schaltkreis eines Bodenfeuchtigkeitsschwellenwertsensors.

Als Ergebnis der Forschung erschien diese Schaltung auf einem einzigen Chip. Jeder der aufgeführten Mikroschaltkreise reicht aus: K176LE5, K561LE5 oder CD4001A. Wir verkaufen diese Mikroschaltungen für nur 6 Cent.

Der Bodenfeuchtesensor ist ein Schwellenwertgerät, das auf Widerstandsänderungen bei Wechselstrom (kurze Impulse) reagiert.

Auf den Elementen DD1.1 und DD1.2 ist ein Hauptoszillator aufgebaut, der Impulse in Abständen von etwa 10 Sekunden erzeugt. https://site/

Trennkondensatoren C2 und C4. Sie lassen keinen vom Erdreich erzeugten Gleichstrom in den Messkreis.

Widerstand R3 legt die Ansprechschwelle fest und Widerstand R8 sorgt für die Hysterese des Verstärkers. Der Trimmerwiderstand R5 stellt die Anfangsvorspannung am Eingang DD1.3 ein.

Der Kondensator C3 ist ein Entstörkondensator und der Widerstand R4 bestimmt den maximalen Eingangswiderstand des Messkreises. Beide Elemente verringern die Empfindlichkeit des Sensors, ihr Fehlen kann jedoch zu Fehlalarmen führen.

Sie sollten auch keine Mikroschaltungs-Versorgungsspannung von weniger als 12 Volt wählen, da dies die tatsächliche Empfindlichkeit des Geräts aufgrund einer Verringerung des Signal-Rausch-Verhältnisses verringert.

Aufmerksamkeit!

Ich weiß nicht, ob eine längere Einwirkung elektrischer Impulse schädliche Auswirkungen auf Pflanzen haben kann. Dieses Schema wurde nur in der Entwicklungsphase der Bewässerungsmaschine verwendet.

Zur Bewässerung der Pflanzen habe ich eine andere Schaltung verwendet, die nur einen kurzen Messimpuls pro Tag erzeugt, der zeitlich auf den Bewässerungszeitpunkt der Pflanzen abgestimmt ist.