Senzori de umiditate - cum funcționează și cum funcționează. Senzor de umiditate a solului rezistent la coroziune, potrivit pentru automatizarea dacha Măsurarea umidității solului de tip „Do-it-yourself”

Puteți găsi adesea dispozitive la vânzare care sunt instalate pe un ghiveci de flori și monitorizați nivelul de umiditate a solului, pornind pompa dacă este necesar și udând planta. Datorită acestui dispozitiv, puteți pleca în siguranță în vacanță timp de o săptămână, fără să vă temeți că ficusul vostru preferat se va ofili. Cu toate acestea, prețul unor astfel de dispozitive este nerezonabil de mare, deoarece designul lor este extrem de simplu. Deci de ce să cumpărați dacă îl puteți face singur?

Sistem

Propun pentru asamblare o schemă de circuit a unui senzor de umiditate a solului simplu și dovedit, a cărui diagramă este prezentată mai jos:

Două tije metalice sunt coborâte în mugurul oalei, ceea ce se poate face, de exemplu, prin îndoirea unei agrafe. Trebuie să fie înfipți în pământ la o distanță de aproximativ 2-3 centimetri unul de celălalt. Când solul este uscat, nu conduce bine electricitatea, rezistența dintre tije este foarte mare. Când solul este umed, conductivitatea lui electrică crește semnificativ și rezistența dintre tije scade, acest fenomen este la baza funcționării circuitului.
Un rezistor de 10 kOhm și o secțiune de sol între tije formează un divizor de tensiune, a cărui ieșire este conectată la intrarea de inversare a amplificatorului operațional. Aceste. tensiunea de pe acesta depinde doar de cât de umed este solul. Dacă plasați senzorul în pământ umed, tensiunea la intrarea amplificatorului operațional va fi de aproximativ 2-3 volți. Pe măsură ce solul se usucă, această tensiune va crește și va ajunge la o valoare de 9-10 volți când solul este complet uscat (valorile specifice ale tensiunii depind de tipul de sol). Tensiunea la intrarea fără inversare a amplificatorului operațional este setată manual cu un rezistor variabil (10 kOhm în diagramă, valoarea sa poate fi modificată în intervalul 10-100 kOhm) în intervalul de la 0 la 12 volți. Folosind acest rezistor variabil, este setat pragul de răspuns al senzorului. Amplificatorul operațional din acest circuit funcționează ca un comparator, de exemplu. compară tensiunile la intrările inversoare și neinversoare. De îndată ce tensiunea de la intrarea inversoare depășește tensiunea de la intrarea neinversoare, la ieșirea amplificatorului operațional apare un minus de alimentare, LED-ul se aprinde și tranzistorul se deschide. Tranzistorul activează la rândul său un releu care controlează pompa de apă sau supapa electrică. Apa va începe să curgă în oală, solul va deveni din nou umed, conductivitatea sa electrică va crește, iar circuitul va opri alimentarea cu apă.
PCB, propus pentru articol, este proiectat pentru utilizarea unui amplificator operațional dublu, de exemplu, TL072, RC4558, NE5532 sau alți analogi, jumătate din el nu este utilizat. Tranzistorul din circuit este utilizat cu putere mică sau medie și poate fi utilizată structură PNP, de exemplu, KT814. Sarcina sa este să pornească și să oprească releul, puteți folosi și un comutator cu efect de câmp în loc de releu, așa cum am făcut eu. Tensiunea de alimentare a circuitului este de 12 volți.
Descărcați placa:

(descărcări: 371)

Ansamblu senzor de umiditate a solului

Se poate întâmpla ca, atunci când solul se usucă, releul să nu pornească clar, dar mai întâi să înceapă să facă clic rapid și numai după aceea este setat în stare deschisă. Acest lucru sugerează că firele de la placă la ghiveciul cu plante captează zgomotul rețelei, ceea ce are un efect dăunător asupra funcționării circuitului. În acest caz, nu ar strica să înlocuiți firele cu cele ecranate și să plasați un condensator electrolitic cu o capacitate de 4,7 - 10 μF paralel cu zona solului, în plus față de capacitatea de 100 nF indicată în diagramă.
Mi-a plăcut foarte mult munca schemei, recomand să o repet. Poza dispozitivului pe care l-am asamblat:

Un senzor de umiditate a solului vă va ajuta să scăpați de munca repetitivă monotonă, iar un senzor de umiditate a solului vă va ajuta să evitați excesul de apă - nu este atât de dificil să asamblați un astfel de dispozitiv cu propriile mâini. Legile fizicii vin în ajutorul grădinarului: umiditatea din sol devine un conductor de impulsuri electrice și, cu cât există mai multe, cu atât rezistența este mai mică. Pe măsură ce umiditatea scade, rezistența crește și acest lucru ajută la urmărire timp optim glazură.

Designul senzorului de umiditate a solului constă din doi conductori care sunt conectați la o sursă de energie slabă trebuie să fie prezentă în circuit. Pe măsură ce cantitatea de umiditate din spațiul dintre electrozi crește, rezistența scade și curentul crește.

Umiditatea se usucă - rezistența crește, curentul scade.

Deoarece electrozii vor fi într-un mediu umed, se recomandă pornirea lor cu ajutorul unei chei pentru a reduce efectele distructive ale coroziunii. În orele normale, sistemul este oprit și pornește doar pentru a verifica umiditatea prin apăsarea unui buton.

Senzorii de umiditate a solului de acest tip pot fi instalați în sere - oferă control asupra udării automate, astfel încât sistemul să poată funcționa fără intervenția umană. În acest caz, sistemul va fi întotdeauna în stare de funcționare, dar starea electrozilor va trebui monitorizată pentru ca aceștia să nu devină inutilizabili din cauza coroziunii. Dispozitive similare pot fi instalate pe paturile de grădină și pe gazon în aer liber - vă vor permite să obțineți instantaneu informațiile necesare.

În acest caz, sistemul se dovedește a fi mult mai precis decât simpla senzație tactilă. Dacă o persoană consideră că solul este complet uscat, senzorul va afișa până la 100 de unități de umiditate a solului (când este evaluată în sistem zecimal), imediat după udare această valoare crește la 600-700 de unități.

După aceasta, senzorul vă va permite să monitorizați modificările conținutului de umiditate din sol.

Dacă senzorul este destinat utilizării în aer liber, acesta partea de sus Este recomandabil să-l sigilați cu atenție pentru a preveni denaturarea informațiilor. Pentru a face acest lucru, poate fi acoperit cu rășină epoxidice impermeabilă.

Designul senzorului este asamblat după cum urmează:

  • Partea principală sunt doi electrozi, al căror diametru este de 3-4 mm, sunt atașați la o bază din textolit sau alt material protejat împotriva coroziunii.
  • La un capăt al electrozilor trebuie să tăiați un fir, pe cealaltă parte sunt ascuțiți pentru o imersare mai convenabilă în pământ.
  • Găurile sunt găurite în placa PCB în care sunt înșurubați electrozii, acestea trebuie fixate cu piulițe și șaibe.
  • Firele de ieșire trebuie plasate sub șaibe, după care electrozii sunt izolați. Lungimea electrozilor care vor fi scufundati in pamant este de aproximativ 4-10 cm, in functie de recipientul sau patul deschis folosit.
  • Pentru a opera senzorul, este necesară o sursă de curent de 35 mA, sistemul necesită o tensiune de 5V. În funcție de cantitatea de umiditate din sol, intervalul semnalului returnat va fi de 0-4,2 V. Pierderile de rezistență vor demonstra cantitatea de apă din sol.
  • Senzorul de umiditate a solului este conectat prin 3 fire la microprocesor, puteți achiziționa, de exemplu, Arduino. Controlerul vă va permite să conectați sistemul la un sonerie pentru a suna un semnal atunci când umiditatea solului scade excesiv, sau la un LED, luminozitatea luminii se va schimba odată cu modificările în funcționarea senzorului.

Acest dispozitiv de casă poate deveni parte a udarii automate in sistemul Smart Home, de exemplu, folosind controlerul Ethernet MegD-328. Interfața web arată nivelul de umiditate într-un sistem de 10 biți: intervalul de la 0 la 300 indică faptul că solul este complet uscat, 300-700 - există suficientă umiditate în sol, mai mult de 700 - solul este umed și nu este necesară udarea.

Designul, constând dintr-un controler, releu și baterie, este scos în orice carcasă adecvată, pentru care poate fi adaptată orice cutie de plastic.

Acasa, folosirea unui astfel de senzor de umiditate va fi foarte simpla si in acelasi timp fiabila.

Aplicarea unui senzor de umiditate a solului poate fi foarte diversă. Ele sunt cel mai adesea utilizate în sistemele automate de udare și udarea manuală a plantelor:

  1. Ele pot fi instalate in ghivece de flori, dacă plantele sunt sensibile la nivelul apei din sol. Dacă despre care vorbim Pentru plantele suculente, cum ar fi cactușii, este necesar să selectați electrozi lungi care să răspundă la modificările nivelului de umiditate direct la rădăcini. Pot fi folosite si pentru alte plante fragile. Conectarea la un LED vă va permite să determinați cu exactitate când este timpul să efectuați.
  2. Sunt indispensabile pentru organizarea udării plantelor. Folosind un principiu similar, sunt asamblați și senzori de umiditate a aerului, care sunt necesari pentru a pune în funcțiune sistemul de pulverizare a plantelor. Toate acestea vor asigura automat udarea plantelor și un nivel normal de umiditate atmosferică.
  3. La dacha, utilizarea senzorilor vă va permite să nu vă amintiți timpul de udare a fiecărui pat în sine, ingineria electrică vă va spune despre cantitatea de apă din sol. Acest lucru va preveni udarea excesivă dacă a plouat recent.
  4. Utilizarea senzorilor este foarte convenabilă în alte cazuri. De exemplu, vă vor permite să controlați umiditatea solului în subsol și sub casă, lângă fundație. Într-un apartament, poate fi instalat sub chiuvetă: dacă conducta începe să picure, automatizarea va raporta imediat acest lucru, iar inundarea vecinilor și reparațiile ulterioare pot fi evitate.
  5. Un senzor simplu vă va permite să echipați complet toate zonele cu probleme ale casei și grădinii dvs. cu un sistem de avertizare în doar câteva zile. Dacă electrozii sunt suficient de lungi, ei pot fi utilizați pentru a controla nivelul apei, de exemplu, într-un rezervor mic artificial.

Realizarea propriului senzor vă va ajuta să vă echipați casa cu un sistem de control automat la costuri minime.

Componentele fabricate din fabrică pot fi achiziționate cu ușurință prin internet sau într-un magazin specializat majoritatea dispozitivelor pot fi asamblate din materiale care se găsesc întotdeauna în casa unui pasionat de inginerie electrică.

Mai multe informații găsiți în videoclip.

Poetul Andrei Voznesensky a spus odată: „lenea este motorul progresului”. Este poate greu să nu fii de acord cu această frază, deoarece majoritatea dispozitivelor electronice sunt create tocmai cu scopul de a ne ușura viața de zi cu zi, plină de griji și tot felul de treburi agitate.

Dacă citiți acest articol acum, atunci probabil că v-ați săturat foarte mult de procesul de udare a florilor. La urma urmei, florile sunt creaturi delicate, le udați puțin, sunteți nefericiți, uitați să le udați pentru o zi, asta e, sunt pe cale să se estompeze. Și câte flori au murit în lume doar pentru că stăpânii lor au plecat în vacanță timp de o săptămână, lăsând sărmanele vietăți verzi să se ofilească într-un ghiveci uscat! E înfricoșător de imaginat.

Pentru a preveni astfel de situații groaznice au fost inventate sistemele automate de udare. Pe ghiveci este instalat un senzor care măsoară umiditatea solului - este format din tije metalice din oțel inoxidabil înfipte în pământ la o distanță de un centimetru una de alta.

Acestea sunt conectate prin fire la un circuit a cărui sarcină este să deschidă releul numai atunci când umiditatea scade sub valoarea setată și să închidă releul în momentul în care solul este din nou saturat cu umiditate. Releul, la rândul său, controlează pompa, care pompează apa din rezervor direct la rădăcina plantei.

Circuitul senzorului

După cum se știe, conductivitatea electrică a solului uscat și umed diferă destul de mult, acest fapt stă la baza funcționării senzorului. Un rezistor de 10 kOhm și o secțiune de sol între tije formează un divizor de tensiune, punctul lor de mijloc este conectat direct la intrarea amplificatorului operațional. Tensiunea este furnizată către cealaltă intrare a amplificatorului operațional din punctul de mijloc al rezistenței variabile, adică. poate fi reglat de la zero la tensiunea de alimentare. Cu ajutorul acestuia, se stabilește pragul de comutare al comparatorului, în rolul căruia funcționează amplificatorul operațional. De îndată ce tensiunea de la una dintre intrările sale depășește tensiunea de la cealaltă, ieșirea va fi logic „1”, LED-ul se va aprinde, tranzistorul se va deschide și va porni releul. Puteți utiliza orice tranzistor, structură PNP, potrivit pentru curent și tensiune, de exemplu, KT3107 sau KT814. Amplificator operațional TL072 sau oricare similar, de exemplu RC4558. O diodă de putere redusă, de exemplu, 1n4148, ar trebui plasată în paralel cu înfășurarea releului. Tensiunea de alimentare a circuitului este de 12 volți.

Datorită firelor lungi de la oală la placa în sine, poate apărea o situație în care releul nu se comută clar, ci începe să facă clic la frecvența curentului alternativ din rețea și numai după un timp este instalat în poziție deschisă. Pentru a elimina acest fenomen rău, ar trebui să plasați un condensator electrolitic cu o capacitate de 10-100 μF în paralel cu senzorul. Arhivă cu tabla. Construire fericită! Autorul - Dmitry S.

Discutați articolul DIAGRAMA SENSORULUI DE UMIDITATE A SOLULUI

Aparatul care măsoară nivelul de umiditate se numește higrometru sau pur și simplu senzor de umiditate. ÎN viata de zi cu zi umiditatea este un parametru important și adesea nu numai pentru viata obisnuita, dar și pentru diverse echipamente, și pentru agricultură (umiditatea solului) și multe altele.

În special, bunăstarea noastră depinde foarte mult de gradul de umiditate a aerului. Deosebit de sensibile la umiditate sunt persoanele dependente de vreme, precum și persoanele care suferă de hipertensiune arterială, astmul bronșic, boli ale sistemului cardiovascular.

Chiar și în aer foarte uscat oameni sanatosi simti disconfort, somnolenta, mancarime si iritatii ale pielii. Aerul uscat poate provoca adesea boli sistemul respirator, începând cu infecțiile respiratorii acute și infecțiile virale respiratorii acute și terminând chiar cu pneumonia.

La întreprinderi, umiditatea aerului poate afecta siguranța produselor și echipamentelor, iar în agriculturăîn mod clar influența umidității solului asupra fertilității, etc Aici este în cazul în care utilizarea de senzori de umiditate - higrometre.

Unele dispozitive tehnice sunt inițial calibrate la importanța strict cerută și, uneori, pentru a regla fin dispozitivul, este important să plasați valoarea exacta umiditate în mediu.

Umiditate poate fi măsurat prin mai multe dintre mărimile posibile:

    Pentru a determina umiditatea aerului și a altor gaze, măsurătorile sunt efectuate în grame pe metru cub atunci când vorbim despre valoarea absolută a umidității, sau în unități RH când vorbim despre umiditatea relativă.

    Pentru umiditatea măsurată solide sau în lichide, măsurătorile ca procent din masa probelor studiate sunt adecvate.

    Pentru a determina conținutul de umiditate al lichidelor slab amestecate, unitățile de măsură vor fi ppm (câte părți de apă sunt în 1.000.000 de părți din greutatea probei).

Conform principiului de funcționare, higrometrele sunt împărțite în:

    capacitiv;

    rezistiv;

    termistor;

    optic;

    electronic.

Higrometre capacitive, de fapt caz simplu, sunt condensatoare cu aer ca dielectric în gol. Se știe că constanta dielectrică a aerului este direct legată de umiditate, iar modificările umidității dielectricului duc la modificări ale capacității condensatorului de aer.

Mai mult varianta dificila senzor capacitiv umiditate în golul de aer conține un dielectric cu o constantă dielectrică care poate varia foarte mult sub influența umidității. Această abordare face calitatea senzorului mai bună decât pur și simplu a avea aer între plăcile condensatorului.

A doua opțiune este potrivită pentru măsurarea conținutului de apă în solide. Obiectul studiat este plasat între plăcile unui astfel de condensator, de exemplu, obiectul poate fi o tabletă, iar condensatorul în sine este conectat la un circuit oscilator și la un generator electronic, în timp ce frecvența naturală a circuitului rezultat este măsurată. , iar din frecvența măsurată se „calculează” capacitatea obținută prin adăugarea probei de testat.

Fără îndoială, această metodă Are, de asemenea, unele dezavantaje, de exemplu, dacă umiditatea probei este sub 0,5%, aceasta va fi inexactă, în plus, proba măsurată trebuie curățată de particule cu constantă dielectrică ridicată, iar forma probei este, de asemenea, importantă în timpul procesul de măsurare nu trebuie să se schimbe în timpul studiului.

Al treilea tip de senzor capacitiv de umiditate este higrometrul capacitiv cu peliculă subțire. Include un substrat pe care sunt aplicați doi electrozi pieptene. În acest caz, electrozii pieptene joacă rolul plăcilor. În scopul compensării temperaturii, în senzor sunt introduși suplimentar doi senzori de temperatură.

Un astfel de senzor include doi electrozi care sunt depuși pe un substrat, iar deasupra electrozilor înșiși se află un strat de material care are o rezistență destul de scăzută, care, totuși, variază foarte mult în funcție de umiditate.

Oxidul de aluminiu poate fi un material potrivit pentru dispozitiv. Acest oxid absoarbe bine apa din mediul extern, în timp ce rezistivitatea sa se schimbă semnificativ. Ca urmare, rezistența totală a circuitului de măsurare al unui astfel de senzor va depinde în mod semnificativ de umiditate. Astfel, nivelul de umiditate va fi indicat de cantitatea de curent care curge. Avantajul senzorilor de acest tip este prețul lor scăzut.

Un higrometru cu termistor constă dintr-o pereche de termistori identici. Apropo, să ne amintim că aceasta este o componentă electronică neliniară, a cărei rezistență depinde puternic de temperatura sa.

Unul dintre termistoarele incluse în circuit este plasat într-o cameră etanșă cu aer uscat. Iar celălalt se află într-o cameră cu orificii prin care intră aer cu umiditate caracteristică, a cărei valoare trebuie măsurată. Termistorii sunt conectați într-un circuit de punte, tensiunea este aplicată pe una dintre diagonalele punții și citirile sunt luate de pe cealaltă diagonală.

În cazul în care tensiunea la bornele de ieșire este zero, temperaturile ambelor componente sunt egale, prin urmare umiditatea este aceeași. Dacă la ieșire se obține o tensiune diferită de zero, aceasta indică prezența unei diferențe de umiditate în camere. Astfel, umiditatea este determinată din valoarea tensiunii obținute în timpul măsurătorilor.

Un cercetător fără experiență poate avea o întrebare corectă: de ce se schimbă temperatura termistorului atunci când interacționează cu aerul umed? Chestia este că, pe măsură ce umiditatea crește, apa începe să se evapore din corpul termistorului, în timp ce temperatura corpului scade, iar cu cât umiditatea este mai mare, cu atât evaporarea are loc mai intensă și cu atât termistorul se răcește mai repede.

4) Senzor optic de umiditate (condens).

Acest tip de senzor este cel mai precis. Funcționarea unui senzor optic de umiditate se bazează pe un fenomen legat de conceptul de „punct de rouă”. În momentul în care temperatura atinge punctul de rouă, fazele gazoase și lichide sunt în echilibru termodinamic.

Deci, dacă luați sticlă și o instalați într-un mediu gazos, unde temperatura în momentul cercetării este peste punctul de rouă și apoi începeți procesul de răcire a acestui pahar, atunci la o anumită valoare a temperaturii, condensul apei va începe se formează pe suprafața sticlei, acești vapori de apă vor începe să se transforme în fază lichidă. Această temperatură va fi punctul de rouă.

Deci, temperatura punctului de rouă este indisolubil legată și depinde de parametri precum umiditatea și presiunea din mediu. Ca urmare, având capacitatea de a măsura presiunea și temperatura punctului de rouă, va fi ușor de determinat umiditatea. Acest principiu servește drept bază pentru funcționarea senzorilor optici de umiditate.

Cel mai simplu circuit al unui astfel de senzor constă dintr-un LED care luminează suprafata oglinzii. Oglinda reflectă lumina, schimbându-i direcția și direcționând-o către fotodetector. În acest caz, oglinda poate fi încălzită sau răcită folosind un dispozitiv special de control al temperaturii de înaltă precizie. Adesea, un astfel de dispozitiv este o pompă termoelectrică. Desigur, pe oglindă este instalat un senzor pentru a măsura temperatura.

Înainte de începerea măsurătorilor, temperatura oglinzii este setată la o valoare care este evident mai mare decât temperatura punctului de rouă. În continuare, oglinda este răcită treptat. În momentul în care temperatura începe să treacă de punctul de rouă, picăturile de apă vor începe imediat să se condenseze pe suprafața oglinzii, iar fasciculul de lumină de la diodă se va rupe din cauza lor, se va disipa, iar acest lucru va duce la o scădere. în curentul din circuitul fotodetectorului. Prin feedback fotodetectorul interacționează cu regulatorul de temperatură al oglinzii.

Deci, pe baza informațiilor primite sub formă de semnale de la fotodetector, controlerul de temperatură va menține temperatura de pe suprafața oglinzii exact egală cu punctul de rouă, iar senzorul de temperatură va afișa temperatura în consecință. Astfel, cu presiunea și temperatura cunoscute, principalii indicatori de umiditate pot fi determinați cu precizie.

Senzorul optic de umiditate are cea mai mare precizie, de neatins de alte tipuri de senzori, plus absenta histerezisului. Dezavantajul este cel mai mare preț dintre toate, plus consumul mare de energie. În plus, este necesar să vă asigurați că oglinda este curată.

Principiul de funcționare al unui senzor electronic de umiditate a aerului se bazează pe modificarea concentrației de electrolit care acoperă orice material electroizolant. Există dispozitive cu încălzire automată legate de punctul de rouă.

Adesea, punctul de rouă este măsurat pe o soluție concentrată de clorură de litiu, care este foarte sensibilă la schimbările minime ale umidității. Pentru confort maxim un astfel de higrometru este adesea echipat suplimentar cu un termometru. Acest dispozitiv are o precizie ridicată și o eroare redusă. Este capabil să măsoare umiditatea indiferent de temperatura ambiantă.

Higrometrele electronice simple sunt populare și sub forma a doi electrozi, care sunt pur și simplu înfipți în sol, controlând umiditatea acestuia în funcție de gradul de conductivitate în funcție de această umiditate. Astfel de senzori sunt populari printre fani, deoarece puteți configura cu ușurință udarea automată a unui pat de grădină sau a unei flori într-un ghiveci, în cazul în care nu aveți timp să udați manual sau nu este convenabil.

Înainte de a cumpăra un senzor, luați în considerare ce va trebui să măsurați, umiditatea relativă sau absolută, aerul sau solul, care este intervalul de măsurare așteptat, dacă histerezisul este important și ce precizie este necesară. Cel mai precis senzor este optic. Acordați atenție clasei de protecție IP, intervalului de temperatură de funcționare, în funcție de condițiile specifice în care va fi utilizat senzorul și dacă parametrii sunt potriviți pentru dvs.

Mulți grădinari și grădinari sunt lipsiți de posibilitatea de a îngriji zilnic legumele plantate, fructele de pădure, pomi fructiferi din cauza volumului de muncă sau a concediului. Cu toate acestea, plantele au nevoie de udare în timp util. Cu ajutorul unor sisteme automate simple, vă puteți asigura că solul de pe site-ul dvs. menține umiditatea necesară și stabilă pe toată durata absenței dumneavoastră. Pentru a construi un sistem automat de udare a grădinii, veți avea nevoie de un element de control principal - un senzor de umiditate a solului.

Senzor de umiditate

Senzorii de umiditate sunt uneori numiți și contoare de umiditate sau senzori de umiditate. Aproape toate contoarele de umiditate a solului de pe piață măsoară umiditatea folosind o metodă rezistivă. Nu este chiar metoda exacta, deoarece nu ține cont de proprietățile de electroliză ale obiectului măsurat. Citirile dispozitivului pot fi diferite la aceeași umiditate a solului, dar cu conținut diferit de aciditate sau sare. Dar pentru grădinarii experimentali, citirile absolute ale instrumentelor nu sunt la fel de importante ca cele relative, care pot fi ajustate pentru actuatorul de alimentare cu apă în anumite condiții.

Esența metodei rezistive este că dispozitivul măsoară rezistența dintre doi conductori plasați în pământ la o distanță de 2-3 cm unul de celălalt. Acest lucru este normal ohmmetru, care este inclus în orice tester digital sau analogic. Anterior, astfel de instrumente erau numite avometre.

Există și dispozitive cu un indicator încorporat sau de la distanță pentru monitorizarea operațională a condițiilor solului.

Diferenta de conductivitate usor de masurat curent electricînainte de udare și după udare folosind exemplul unui ghiveci cu o plantă de aloe de casă. Citiri înainte de udare 101,0 kOhm.

Citirile după udare după 5 minute 12,65 kOhm.

Dar un tester obișnuit va arăta doar rezistența solului dintre electrozi, dar nu va putea ajuta la udarea automată.

Principiul de funcționare al automatizării

Sistemele automate de udare au de obicei o regulă „udați sau nu udați”. De regulă, nimeni nu trebuie să regleze presiunea apei. Acest lucru se datorează utilizării supapelor controlate scumpe și a altor dispozitive inutile, complexe din punct de vedere tehnologic.

Aproape toți senzorii de umiditate de pe piață, pe lângă doi electrozi, au un comparator în design. Acesta este cel mai simplu dispozitiv analog-digital care convertește semnalul de intrare în formă digitală. Adică, la un nivel de umiditate setat, veți primi unul sau zero (0 sau 5 volți) la ieșire. Acest semnal va deveni sursa pentru actuatorul următor.

Pentru udarea automată, cea mai rațională opțiune ar fi folosirea unei supape solenoidale ca dispozitiv de acționare. Este inclus in ruperea conductei si poate fi folosit si in sistemele de irigare cu micro-picurare. Pornit prin alimentarea de 12 V.

Pentru sistemele simple care funcționează pe principiul „declanșarea senzorului - curgeri de apă”, este suficientă utilizarea comparatorului LM393. Microcircuitul este un amplificator operațional dublu cu capacitatea de a primi un semnal de comandă la ieșire la un nivel de intrare reglabil. Cipul are o ieșire analogică suplimentară care poate fi conectată la un controler programabil sau tester. Un analog sovietic aproximativ al comparatorului dublu LM393 este microcircuitul 521CA3.

Figura arată un releu de umiditate gata făcut împreună cu un senzor de fabricație chinezească pentru doar 1 USD.

Mai jos este o versiune întărită, cu un curent de ieșire de 10A la o tensiune alternativă de până la 250 V, pentru 3-4 USD.

Sisteme de automatizare a irigațiilor

Dacă sunteți interesat de un sistem de udare automat cu drepturi depline, atunci trebuie să vă gândiți la achiziționarea unui controler programabil. Dacă zona este mică, atunci este suficient să instalați 3-4 senzori de umiditate diferite tipuri glazură. De exemplu, o grădină are nevoie de mai puțină udare, zmeura iubește umezeala, iar pepenii au nevoie de suficientă apă din sol, cu excepția perioadelor extrem de secetoase.

Pe baza propriilor observații și măsurători ale senzorilor de umiditate, puteți calcula aproximativ rentabilitatea și eficiența alimentării cu apă în zone. Procesoarele vă permit să faceți ajustări sezoniere, pot utiliza citirile contoarelor de umiditate și țin cont de precipitații și de perioada anului.

Unii senzori de umiditate a solului sunt echipați cu o interfață RJ-45 pentru conexiune la rețea. Firmware-ul procesorului vă permite să configurați sistemul astfel încât să vă anunțe despre necesitatea udarii social media sau mesaj SMS. Acest lucru este convenabil în cazurile în care este imposibil să se conecteze sistem automatizat udarea, de exemplu, pentru plantele de interior.

Convenabil de utilizat pentru sistemul de automatizare a irigațiilor controlorii cu intrări analogice și de contact care conectează toți senzorii și transmit citirile acestora printr-o singură magistrală către un computer, tabletă sau telefon mobil. Actuatoarele sunt controlate printr-o interfață WEB. Cele mai comune controlere universale sunt:

  • MegaD-328;
  • Arduino;
  • Vânător;
  • Toro.

Acest dispozitive flexibile, permițându-vă să reglați sistemul automat de udare și să îi încredințați controlul complet asupra grădinii dvs.

O schemă simplă de automatizare a irigațiilor

Cel mai simplu sistem automatizarea irigațiilor constă dintr-un senzor de umiditate și un dispozitiv de control. Puteți face un senzor de umiditate a solului cu propriile mâini. Veți avea nevoie de două cuie, un rezistor de 10 kOhm și o sursă de alimentare cu o tensiune de ieșire de 5 V. Potrivit de la un telefon mobil.

Un microcircuit poate fi folosit ca dispozitiv care va emite o comandă pentru udare LM393. Puteți achiziționa o unitate gata făcută sau o puteți asambla singur, atunci veți avea nevoie de:

  • Rezistori 10 kOhm – 2 buc;
  • Rezistori de 1 kOhm – 2 buc;
  • Rezistoare 2 kOhm – 3 buc;
  • rezistor variabil 51-100 kOhm – 1 buc.;
  • LED-uri – 2 buc;
  • orice diodă, nu puternică - 1 buc.;
  • tranzistor, orice putere medie PNP (de exemplu, KT3107G) – 1 buc.;
  • condensatoare 0,1 microni – 2 buc;
  • microcircuit LM393 – 1 bucată;
  • releu cu un prag de funcționare de 4 V;
  • placa de circuit.

Schema de asamblare este prezentată mai jos.

După asamblare, conectați modulul la sursa de alimentare și la senzorul de umiditate a solului. Conectați un tester la ieșirea comparatorului LM393. Folosind un rezistor de construcție, setați pragul de răspuns. În timp, va trebui să fie ajustat, poate de mai multe ori.

Schema circuitului și pinout-ul comparatorului LM393 sunt prezentate mai jos.

Cea mai simplă automatizare este gata. Este suficient să conectați un actuator la bornele de închidere, de exemplu, o supapă electromagnetică care pornește și oprește alimentarea cu apă.

Dispozitive de acționare pentru automatizarea irigațiilor

Servomotorul principal pentru automatizarea irigațiilor este o supapă electronică cu și fără control al debitului de apă. Acestea din urmă sunt mai ieftine, mai ușor de întreținut și gestionat.

Există multe macarale controlate și alți producători.

Dacă există probleme cu alimentarea cu apă în zona dvs., cumpărați supape solenoide cu un senzor de debit. Acest lucru va preveni arderea solenoidului dacă presiunea apei scade sau alimentarea cu apă este întreruptă.

Dezavantajele sistemelor automate de irigare

Solul este eterogen și diferă în compoziția sa, astfel încât un senzor de umiditate poate afișa date diferite în zonele învecinate. În plus, unele zone sunt umbrite de copaci și sunt mai umede decât cele situate în zonele însorite. Proximitatea are, de asemenea, un impact semnificativ ape subterane, nivelul lor în raport cu orizontul.

Atunci când utilizați un sistem automat de irigare, trebuie luat în considerare peisajul zonei. Site-ul poate fi împărțit pe sectoare. Instalați unul sau mai mulți senzori de umiditate în fiecare sector și calculați propriul algoritm de funcționare pentru fiecare. Acest lucru va complica semnificativ sistemul și este puțin probabil să vă puteți descurca fără un controler, dar ulterior vă va scuti aproape complet de a pierde timpul stând stânjenit cu un furtun în mâini sub soarele fierbinte. Solul va fi umplut cu umiditate fără participarea dumneavoastră.

Constructii sistem eficient irigarea automată nu se poate baza doar pe citirile de la senzorii de umiditate a solului. Este imperativ să folosiți suplimentar senzori de temperatură și lumină și să țineți cont de nevoia fiziologică de apă a plantelor. diferite tipuri. De asemenea, trebuie luate în considerare schimbările sezoniere. Multe companii producătoare de complexe de automatizare a irigațiilor oferă flexibilitate software Pentru regiuni diferite, suprafețele și culturile cultivate.

Atunci când achiziționați un sistem cu senzor de umiditate, nu vă lăsați cu sloganuri stupide de marketing: electrozii noștri sunt acoperiți cu aur. Chiar dacă este așa, atunci veți îmbogăți solul doar cu metal nobil în procesul de electroliză a plăcilor și portofelele oamenilor de afaceri nu foarte onești.

Concluzie

Acest articol a vorbit despre senzorii de umiditate a solului, care sunt principalul element de control al irigarii automate. Principiul de funcționare al sistemului de automatizare a irigațiilor, care poate fi achiziționat la formă terminată sau asamblați-l singur. Cel mai simplu sistem constă dintr-un senzor de umiditate și un dispozitiv de control, a cărui diagramă de asamblare DIY a fost prezentată și în acest articol.