Поетът Андрей Вознесенски веднъж казал това: "мързел е двигателят на прогреса". Може би е трудно да не се съгласявате с тази фраза, защото повечето електронни устройства са създадени точно с цел да улеснят ежедневния ни живот, изпълнен с тревоги и всякакви суетни работи.

Ако четете тази статия сега, тогава вероятно сте много уморени от процеса на напояване на цветя. В края на краищата цветята са нежни същества, ще ги излееш малко, те са нещастни, ще забравиш да потапяш за един ден, това е всичко, те са на път да избледняват. И колко цветя в света умряха само от факта, че техните собственици отидоха на отпуск за една седмица, оставяйки зелените нещастници да изсъхнат в сух съд! Страшно е да си представите.

Това е да се предотврати такива ужасни ситуации изобретен автоматични напоителни системи. Сензорът е инсталиран на гърне, измервайки съдържанието на влага в почвата - то е за метални пръти от неръждаема стомана, залепени в земята на разстояние един сантиметър една от друга.

Чрез проводници те са свързани към верига, чиято задача е да отваря релето само когато влажността падне под зададената стойност и да затвори релето в момента, когато почвата отново е наситена с влага. Релето, от своя страна, контролира помпата, която изпомпва вода от резервоара директно под корена на растението.

Сензорна схема

Както знаете, електрическата проводимост на суха и влажна почва се различава значително, този факт е в основата на работата на сензора. Резистор от 10 kOhm рейтинг и част от почвата между баровете формират делител на напрежението, тяхната средна точка е свързана директно към входа на оп-усилвателя. На другия вход на оп-усилвателя, напрежението се подава от средата на променливия резистор, т.е. тя може да се регулира от нула до захранващото напрежение. С негова помощ е зададен прага на превключване на контролера, в ролята на който работи оперативният усилвател. Веднага щом напрежението на един от входовете надвиши напрежението от другата - изходът е логически "1", светодиодът ще светне, транзисторът ще се отвори и ще включи релето. Транзисторът може да се използва всяка, PNP структура, подходяща за ток и напрежение, например, KT3107 или KT814. Оперативният усилвател TL072 или друг подобен, например RC4558. Паралелно с релейната намотка, трябва да се постави диод с ниска мощност, например 1n4148. Захранващото напрежение на веригата е 12 волта.

Благодарение на дълги кабели от пота на борда си може да е ситуация, която Релето не са ясни, и започва да кликнете с честотата на променлив ток мрежа, и едва след известно време се помещава в отворено положение. За да се премахне това явление трябва да се сложи лоши неща електролитни кондензатори капацитет от 10-100 UF успоредно на сензора. Архивирайте с плащане тук. Добър монтаж! Автор - Дмитрий С.

Сензори за влажност - как работят и работят

Инструментът, който измерва нивото на влажност, се нарича хигрометър или сензор за влажност. В ежедневието влажността е важен параметър и често не само за най-обикновения живот, но и за различни техники, както и за селското стопанство (почвена влага) и много други.

По-специално, нашето здравословно състояние зависи от степента на влажност на въздуха. Особено чувствителни към влажност са meteozavisimye хора, както и хора, страдащи от хипертония, бронхиална астма, заболявания на сърдечно-съдовата система.

При висока въздушна сухота дори здравите хора се чувстват неудобно, сънливост, сърбеж и дразнене на кожата. Често сухият въздух може да предизвика заболявания на дихателната система, като се започне с ARI и ARI и завършва с дори пневмония.

В предприятия на влажност е в състояние да повлияе на безопасността на продукти и оборудване, както и селскостопански уникално въздействие на влагата на почвата върху плодовитостта и т.н. Ето и спестява използването на сензори за влажност -.. влажност.

Някои технически устройства първоначално са калибрирани до строго изисквана важност, а понякога и за точно регулиране на инструмента, е важно да има точна стойност на влажността в околната среда.

Влажността може да бъде измерена чрез няколко възможни стойности:

За определяне на влажността както на въздуха, така и на други газове се правят измервания в грамове на кубичен метър, когато се говори за абсолютната стойност на влажността или в единици на относителната влажност, когато е относителна влажност.

За измерване на влажността на твърдите вещества или в течностите, се правят измервания като процент от масата на изследваните проби.

За да се определи съдържанието на влага в слабо смесващите се течности, единиците за измерване ще бъдат ppm (колко части вода са на 1 000 000 части от теглото на пробата).

Съгласно принципа на действие, хигрометрите са разделени на:

1) Капацитивен датчик за влажност

Капацитивните хигрометри, в най-простия случай, са кондензатори с въздух като диелектрик в пролуката. Известно е, че във въздуха диелектричната пропускливост е пряко свързана с влажността и промените във влажността на диелектричния провод към промените в капацитета на въздушния кондензатор.

По-сложна версия на капацитивния датчик за влажност във въздушната междина съдържа диелектрик с диелектрична константа, която може да варира значително под въздействието на влагата върху него. Този подход прави качеството на сензора по-добро от въздуха между кондензаторните пластини.

Вторият вариант е подходящ за извършване на измервания по отношение на водното съдържание на твърди вещества. обекта за изпитване се поставя между плочите на кондензатора, например обект може да бъде таблетка, и кондензатор е свързан към осцилаторна верига и електронен генератор, с измерената естествената честота на полученото съединение и измерената честота "изчислява" капацитет получен чрез въвеждане на пробата.

Разбира се, този метод има някои недостатъци, като например съдържание проба влага под 0.5%, ще бъде неточна, в допълнение, измерена пробата се пречиства от частици с висока диелектрична константа, важно е формата на образеца по време на измерването, не трябва промяна в хода на изследването.

Третият тип капацитивен сензор за влажност е капацитивен тънък филмов хигрометър. Тя включва подложка, върху която се полагат два гребени електрода. В този случай пневматичните електроди играят ролята на плочите. За целите на термо-компенсацията в сензора се въвеждат допълнително два допълнителни температурни датчика.

2) Резистивен датчик за влажност

Такъв сензор включва два електрода, които се полагат върху субстрат и слой от материал се отлага върху самите електроди, който се характеризира с достатъчно ниско съпротивление, което обаче варира значително в зависимост от влажността.

Подходящ материал в устройството може да бъде алуминиев оксид. Този оксид абсорбира добре от външната среда вода, докато нейното съпротивление се променя значително. В резултат на това общото съпротивление на измервателната верига на такъв датчик ще зависи значително от влажността. Така че, нивото на влажност ще бъде доказано от размера на текущия поток. Предимството на сензори от този тип е тяхната малка цена.

3) Датчик за влажност на термистора

Термисторният хигрометър се състои от двойка идентични термистори. Между другото, припомняме, че термисторът е нелинеен електронен компонент, чиято устойчивост силно зависи от неговата температура.

Един от включените в схемата термистори се поставя в запечатана камера със сух въздух. А другата - в камера с отвори, през които влиза въздух с характерна влажност, чиято стойност се изисква да бъде измерена. Термисторите са свързани в мостова верига, напрежение се прилага към един от диагоналите на моста, а показанията се вземат от другия диагонал.

В случай, когато напрежението на изходните клеми е нулево, температурата и на двата компонента е равна, а оттам и на същата влажност. В случай, че на изхода е получено ненулево напрежение, това показва, че има разлика в влажността в камерите. Така се определя стойността на напрежението, получено чрез измерване на влагата.

Един неопитен изследовател може да има справедлив въпрос, защо температурата на термистора се променя, когато взаимодейства с влажен въздух? В интерес на факта, че когато се увеличава влажност, с корпуса на термистора започва да се изпарява вода, температурата на тялото намалява и висока влажност на въздуха, толкова по-интензивно изпарение, и бързо се охлажда термистор.

4) Датчикът за влажност на оптичния (кондензацията)

Този тип сензор е най-точен. Основата на сензора за оптична влажност е явление, свързано с понятието "точка на оросяване". Когато температурата достигне точката на оросяване, газовите и течните фази са в състояние на термодинамично равновесие.

По този начин, ако вземем стъклото, и разположен в газова среда, където температурата по време на проучване над точката на оросяване, и след това да започне процеса на охлаждане на стъклото, след което за определена стойност на температурата на повърхността на стъклото започва да се образува кондензирана вода, тази пара ще премине в течната фаза, Тази температура е само точката на оросяване.

Така че температурата на точката на оросяване е неразривно свързана и зависи от такива параметри като влажност и налягане в околната среда. В резултат на това, с възможност за измерване на налягането и температурата на точката на оросяване, ще бъде лесно да се определи съдържанието на влага. Този принцип служи като основа за работата на сензорите за оптична влажност.

Най-простата схема на такъв сензор се състои от светодиод, който свети на огледална повърхност. Огледалото отразява светлината, променя посоката и насочва го към фотодетектора. В този случай огледалото може да се отоплява или охлажда чрез специално прецизно устройство за контрол на температурата. Често такова устройство е термоелектрична помпа. Разбира се, на огледалото се монтира сензор за измерване на температурата.

Преди да започнете измерването, температурата на огледалото е зададена на стойност, за която е известно, че е над температурата на точката на оросяване. Освен това огледалото постепенно се охлажда. В момента, когато температурата започва да премине точката на оросяване на повърхността на огледалото веднага започва да кондензира водни капчици и светлинния лъч от диод prilomitsya на защото те ще се разсее, и това ще доведе до намаляване на тока във веригата на фотодетектор. Чрез обратната връзка фотодетекторът взаимодейства с огледалния регулатор на температурата.

Така че, въз основа на получената информация под формата на сигнали от фотодетектора, температурният регулатор ще поддържа температурата на повърхността на огледалото точно равна на точката на оросяване, а температурният сензор съответно ще покаже температурата. Така при известно налягане и температура е възможно точно да се определят основните индекси на влагата.

Сензорът за оптична влажност има най-висока точност, недостижима за други видове сензори, без хистерезис. Недостатъкът е най-високата цена на всички, плюс голямото потребление на електроенергия. Освен това е необходимо да се гарантира, че огледалото е чисто.

5) електронен хигрометър

Принципът на електронен сензор за влажност се основава на промяна в концентрацията на електролита, покриваща всички електрически изолационни материали. Има такива устройства с автоматично загряване по отношение на точката на оросяване.

Често точката на оросяване се измерва върху концентриран разтвор на литиев хлорид, който е много чувствителен към минимални промени в влажността. За максимално удобство такъв хигрометър често е оборудван с термометър. Това устройство има висока точност и малка грешка. Той е в състояние да измерва влажността, независимо от температурата на околната среда.

Популярни и прости електронни хигрометри под формата на два електрода, които просто се залепват в почвата и контролират влажността си от степента на проводимост, в зависимост от тази влажност. Такива сензори са популярни сред любителите на Arduino, тъй като е лесно да се настрои автоматично напояване на цветно легло или цвете в гърне, в случай че не се използва веднъж или удобно.

Преди да купите сензор, мисля, че ще трябва да измерите относителната или абсолютната влажност, въздуха или почвата, какъв е обхватът на измерванията, дали хистерезисът е важен и каква точност е необходима. Най-точният сензор е оптичен. Обърнете внимание на класа за защита на IP, диапазона на работната температура, в зависимост от конкретните условия, в които ще се използва сензорът, дали параметрите са подходящи за вас.

Сензор за влажност на почвата в автоматичните напоителни системи

Много градинари и градинари са лишени от възможността за ежедневна грижа за засадени зеленчуци, плодове, плодни дървета поради натоварване или по време на почивка. Независимо от това, растенията се нуждаят от навременно напояване. С прости автоматизирани системи можете да гарантирате, че почвата на Вашия обект ще поддържа необходимата и стабилна влажност през цялото ваше отсъствие. За да изградите градинска поливна система, ще ви е необходим основен елемент на управление - сензор за влага в почвата.

Сензор за влажност

Сензорите за влажност се наричат ​​понякога влагомери или сензори за влажност. Почти всички предложени на пазара измерватели на почвената влага измерват влагата с резистивен метод. Това не е точен метод, тъй като не отчита електролизните свойства на измервания обект. Отчитанията на устройството могат да бъдат различни за същата почвена влага, но с различна киселинност или съдържание на сол. Но експериментаторите на градинарите не са толкова важни показатели на абсолютния инструмент, колкото относителни, които могат да бъдат коригирани за изпълнителното устройство за водоснабдяване при определени условия.

Същността на резистивния метод е, че устройството измерва съпротивлението между два проводника, разположени в земята на разстояние 2-3 cm един от друг. Това е обикновен омметър, който влиза във всеки цифров или аналогов тестер. Преди това такива инструменти се наричат ​​арометри.

Също така има инструменти с вграден или дистанционен индикатор за оперативно управление на състоянието на почвата.

Лесно е да се измери разликата в проводимостта на електрическия ток преди и след напояването с примера на гърне с домашно растение от алое. Индикации преди поливане 101.0 kOhm.

Индикации след поливане след 5 минути 12,65 kOhm.

Но обичайният тестер ще покаже само устойчивостта на почвената област между електродите, но не може да помогне при автоматичното поливане.

Принципът на автоматизацията

В автоматичните системи за напояване правилото обикновено е "вода или не вода". Като правило никой не трябва да регулира силата на налягането на водата. Това се дължи на използването на скъпи контролирани клапани и други ненужни технологично сложни устройства.

Почти всички сензори за влага на пазара, в допълнение към двата електрода, имат сравнителен дизайн. Това е най-простото аналогово-цифрово устройство, което преобразува входящия сигнал в цифров вид. Това означава, че ако сте задали нивото на влажност, ще получите единица или нула (0 или 5 волта) на изхода. Този сигнал ще стане начална точка за следващия задвижващ механизъм.

За автоматично поливане най-рационално е използването на електромагнитен клапан като задвижващ механизъм. Той е включен в разкъсването на тръбите и може да се използва и в системи за напояване с микро капки. Той се включва с 12 V захранване.

За прости системи, които работят на принципа на "сензора е работил - водата е изчезнала", достатъчно е да се използва сравнение LM393. Микробусът е двоен операционен усилвател с възможност за получаване на командния сигнал на изхода при регулирано входно ниво. Чипът има допълнителен аналогов изход, който може да бъде свързан с програмируем контролер или тестер. Приблизителният съветски аналог на двойното сравнение LM393 е чипът 521CA3.

Фигурата показва готово реле за влажност, заедно със сензор в китайската версия само за $ 1.

По-долу е подобрена версия с изходен ток от 10А при променливо напрежение до 250 V за $ 3-4.

Автоматични напоителни системи

Ако се интересувате от пълноценни системи за автоматично напояване, трябва да помислите за закупуване на програмируем контролер. Ако мястото е малко, тогава е достатъчно да инсталирате 3-4 сензора за влажност за различни видове напояване. Например, градината се нуждае от по-малко поливане, малина обича влагата, а за пъпеш е достатъчно вода от почвата, с изключение на прекалено сухите периоди.

Въз основа на нашите собствени наблюдения и измервания на сензорите за влажност, можем да изчислим приблизително ефективността и ефективността на водоснабдяването в парцелите. Преработвателите ви позволяват да правите сезонни корекции, да използвате показанията на влагомери, да вземете под внимание валежите, времето на годината.

Някои сензори за влага в почвата са оборудвани с интерфейс RJ-45 за свързване към мрежата. Фърмуерът на процесора ви позволява да конфигурирате системата така, че да ви уведомява за нуждата от вода чрез социални мрежи или SMS съобщения. Това е удобно в случаите, когато е невъзможно да се свърже автоматизирана напоителна система, например за стайни растения.

За автоматизирането на напояването е удобно да се използват контролери с аналогови и контактни входове, които свързват всички сензори и предават отчитанията си на един автобус до компютър, таблет или мобилен телефон. Управлението на изпълнителните устройства става чрез WEB-интерфейса. Най-често срещаните универсални контролери:

Това са гъвкави устройства, които ви позволяват да прецизирате автоматично напоителната система и да й поверите пълния контрол над градината и градината на кухнята.

Проста схема за автоматизация на напояването

Най-простата система за автоматизация на напояването се състои от датчик за влажност и устройство за управление. Можете да направите сензор за влага в почвата със собствените си ръце. Ще ви трябва два пирони, резистор с напрежение 10 kΩ и захранване с изходно напрежение от 5 V. Подходящ е от мобилен телефон.

Като устройство, което ще издаде команда за поливане, можете да използвате чипа LM393. Можете да закупите готов сайт или да го направите сами, тогава ще ви трябва:

• резистори 10 kOhm - 2 броя;
• резистори 1 kOhm - 2 броя;
• резистори 2 kOhm - 3 броя;
• променлив резистор 51-100 kΩ - 1 брой;
• светодиоди - 2 броя;
• диод всички, не мощен - 1 брой;
• транзистор, всяка средна мощност PNP (например KT3107G) - 1 бр;
• кондензатори 0.1 микрона - 2 броя;
• чип LM393 - 1 брой;
• реле с праг от 4 V;
• платка.

Диаграмата на монтажа е показана по-долу.

След монтажа свържете модула към захранващия блок и сензора за нивото на влажността на почвата. На изхода на контролера LM393 свържете тестера. С помощта на линеен резистор задайте прага на спусъка. С течение на времето ще е необходимо да го коригирате, може би повече от веднъж.

Схемата и изводът на сравнителя LM393 са показани по-долу.

Най-простата автоматизация е готова. Достатъчно е да се свърже задействащо устройство към затварящите клеми, например електромагнитен клапан, който включва и изключва захранването с вода.

Задвижващи устройства за автоматизация на поливане

Основното изпълнително устройство за автоматизация на напояването е електронен клапан с регулируем воден поток и без. Втората е по-евтина, по-лесна за поддръжка и управление.

Добре доказани клапани, произведени от американската компания Hunter. За различни цели се използват клапани с диаметър от 1, 1,5 и 2 инча с външна или вътрешна резба.

Има много контролирани кранове и други производители.

Ако има проблеми с водоснабдяването във вашия район, закупете електромагнитни клапани със сензор за потока. Това ще предотврати изгарянето на соленоид, когато налягането на водата падне или захранването с вода спира.

Недостатъци на автоматичните напоителни системи

Почвата е хетерогенна и различна по състав, така че един датчик за влажност може да покаже различни данни в съседни райони. Освен това някои области са затъмнени от дървета и по-влажни от тези, които се намират на слънчеви места. Също така, нивото на подпочвените води, тяхното ниво спрямо хоризонта, оказва значително влияние.

Използвайки автоматизирана напоителна система, трябва да се вземе под внимание теренът. Парцелът може да бъде разделен на сектори. Във всеки сектор инсталирайте един или повече сензори за влажност и изчислете за всеки свой собствен алгоритъм на работа. Това значително ще усложни системата и е малко вероятно да можете да правите без контролер, но по-късно тя почти напълно ще ви спести от загуба на време на нелепа щанд с маркуч в ръцете си под горещото слънце. Почвата ще се напълни с влага без вашето участие.

Изграждането на ефективна автоматизирана система за напояване не може да се основава само на индикациите на сензорите за почвена влага. Разбира се, трябва допълнително да използваме температурни и светлинни сензори, да вземем предвид физиологичната нужда от вода от растения от различни видове. Необходимо е също така да се вземат предвид сезонните промени. Много компании, които произвеждат системи за автоматизация на напояването, предлагат гъвкав софтуер за различни региони, райони и култивирани култури.

При закупуване на система със сензор за влажност, не се заблуждавайте от глупави маркетингови лозунги: нашите електроди са покрити със злато. Дори и да е така, само ще обогатите почвата с благороден метал в процеса на електролиза на плочи и портфейли на ненаситни бизнесмени.

заключение

В тази статия говорихме за сензори за влага в почвата, които са основният контролен елемент на автоуправлението. А също и принципът на автоматизираната система за напояване, който може да бъде закупен в готовата форма или събран от вас. Най-простата система се състои от датчик за влажност и устройство за управление, чиято схема на монтаж също е представена в тази статия.

Видове сензори за влага, техен принцип на действие, устройство и приложение

За много производствени процеси е много важно да се поддържа необходимия микроклимат, по-специално, определено съдържание на водна пара във въздуха или в газа. За тази цел се използват инструменти като хигрометър и хигростат. Първата мярка съдържанието на водните пари, втората поддържат необходимото ниво. Фигура 1 показва устройството Rosa-10, използвано както в промишлеността, така и в селското стопанство.

Фигура 1. Домакински уреди Rosa-10 в различни конструкции

Но сензорът за влажност се използва не само в производството (например, за да се определят характеристиките на дървесината), той може да помогне за регулиране на сухотата на въздуха в помещението (фиг.2), да измери насищането на почвата с вода и т.н. Предлагаме ви да разгледате устройството и принципа на работа на такива устройства. Това значително ще спомогне за правилното им използване в домашната сфера, например, за да направят изпускателния вентилатор в банята, термостат за баня или домашен датчик за температура и влажност в оранжерията.

Фигура 2. Всички модерни климатични системи са оборудвани с модул за измерване на влага

Преди да преминем към теорията, нека дефинираме терминологията.

терминология

Абсолютна влажност означава водно съдържание (в грамове) в един кубичен метър въздух. Съответно, единицата за измерване на тази стойност е g / m3. Състоянието, при което съдържанието на вода в газа достига максимална стойност (100%), се нарича максимален праг на насищане или вместимост на влага. Когато се достигне тази граница, процесът на кондензация започва.

Трябва да се отбележи, че капацитетът на влагата е пряко пропорционален на температурата: колкото е по-високо, толкова повече вода може да се съдържа в същия обем газ. Ето защо модулът за измерване на цифрова или аналогова влажност почти винаги е оборудван с температурен датчик.

Нека преминем към определението, описващо относителната влажност. Тази стойност показва съотношението между влагата и абсолютната влажност, съответстващо на температурния режим по време на измерването. Състоянието, при което тези величини са равни, се нарича "точката на оросяване".

Сега, след като сме определили терминологията, ще разгледаме съществуващите видове сензори и ще разберем по какъв принцип работи всеки един от тях.

Видове сензори и техен принцип на работа

Най-разпространени са четири вида инструменти, всеки от които има свои специфики на работа:

1. Капацитивен. Всъщност това е обикновен въздушен кондензатор. Принципът на действие се основава на промяна на диелектричните свойства на въздуха, в зависимост от съдържанието на водните пари в него, което води до увеличаване или намаляване на капацитета. Фигура 3. Капацитивен датчик NSN-1000 с широк обхват на измерване на влага
2. Резистивна. Основата на функционирането на такова устройство е принципът на промяна на устойчивостта на хигроскопичен материал в зависимост от съдържанието на влага в него. Пример за това е детекторът SYH-2RS (фигура 4).

Фигура 4. Сензор за вода SYH-2RS

Тъй като детекторите от този тип най-често се използват в аматьорски вериги, ние ще се върнем към разглеждането на тяхното устройство.

1. Психометрични. Принципът на действие от този тип се основава на физическото свойство на топлинните загуби по време на изпаряване. Дизайнът използва сух и влажен детектор, разликата в температурата между тях ви позволява да определите съдържанието на водните пари във въздуха. Преди това бяха използвани специални психометрични таблици, появата на цифрова технология значително опрости процеса. Фигура 5. Измервател на влажността VIT-1 и неговия цифров аналог
2. Аспирация. Този тип от предходните се различава от наличието на вентилатор за принудително впръскване на въздушна смес или газ. Фигура 6 показва подобен модел. Такова устройство е намерило широко приложение в места, където има слабо или периодично движение на въздуха.

Фигура 6. Влагомер за всмукване MV-4M

Дадохме най-често срещаните видове детектори, всъщност те са много по-големи. Например има оптичен сензор, където светлината се разсейва, когато се получава кондензация при достигане на точката на оросяване, термичен (два термистора се използват в отворена и запечатана камера), един канал и т.н.

Устройството за детектори от резистивен тип

Сега, както обещахме, ще разгледаме дизайнерските характеристики на сензори от резистивен тип, използвайки пример SYH-2RS.

Фигура 7. Устройството на резистивен датчик

1) - страничен изглед; 2) е изглед отгоре.

Легенда:

• а - керамичен субстрат;
• b - пръскани електроди;
• c - хигроскопично покритие на основата на алуминиев оксид.

Както можете да видите, дизайнът на сензора е доста прост и това е причината за ниската цена на устройствата от този тип. И ако все пак вземете под внимание взаимозаменяемостта на такива елементи, не е изненадващо, че в повечето домашни домашни устройства (например сензор за изтичане на вода) радиолюбителите предпочитат да използват резистивни сензори.

Кратък преглед на предлаганите на пазара устройства

Помислете за устройства, които могат да бъдат полезни в ежедневието, като започнете с превключвателя за въздушна влажност HIG-2 (фиг.8), който служи за контролиране на аспиратора в банята.

Фигура 8. Модул HIG-2 с релеен изход

Основни характеристики:

• Устройството се захранва от домашна електрическа мрежа с напрежение 220 V;
• експлоатация при относителна влажност от 60% до 90% (е установено);
• допустим ток на натоварване - не повече от 2 A;
• Работното време на вентилатора след работа се определя от таймера (2-20 мин.).

Как да свържете сензора за влажност HIG-2?

За правилното свързване на устройството е достатъчно да се спазва диаграмата, дадена в инструкциите на устройството, както е показано на Фигура 9.

Фигура 9. Електрическа схема на вентилатора към модула за управление на влажността

На терминала на устройството има подходящи обозначения, така че тази операция няма да доведе до затруднения. Ако електрическото окабеляване на апартамента или на самия вентилатор не е снабдено със заземяване, то не може да бъде свързано, просто не е задължително да поставите прекъсвач на захранването.

Тези, които са очаровани от концепцията за "интелигентен дом", вероятно се интересуват от външния сензор Mi Smart (Фигура 10). При инсталиране на специално приложение за смартфони можете да получите информация за температурата и влажността в апартамента. Ако посочите определени параметри на микроклимата в тази програма, тя ще ви уведоми, ако условията са нарушени.

Фигура 10. Безжичен сензор, произведен от Xiaomi

Имайте предвид, че това устройство има доста ниска грешка при измерване (при влажност е в рамките на 3%, както при температурата, тогава точността на показанията е от порядъка на 0,3 ° C). Значителен недостатък е не-софтуер, но този проблем ще бъде решен в близко бъдеще.

Тези, които искат да направят капково напояване със сензор за влажност за оранжерията, могат да бъдат препоръчани от сензора Gardena (фигура 11), който регулира работата на клапаните на същите производители.

Фигура 11. Сензор Gardena, контролиращ напоителната система

Две алкални батерии се използват за захранване на устройството, а зарядът им продължава 10-12 месеца непрекъсната работа.

Сега разгледайте характеристиките на индустриалния модел на цифровия измервателен уред Ivit-MT (фигура 12), който може да се използва в производствения сектор, селското стопанство или жилищните и комуналните услуги.

Фигура 12. Влагомер с дистанционен сензор от серията IVIT-M

Списък на основните характеристики:

• За захранване на устройството е необходим 18-36 V;
• относителната влажност може да бъде измерена в диапазона от 5% до 95% (максимална грешка не повече от 4%);
• измерване на температурата на въздуха в интервала от -40 ° C до 50 ° C (модификация H1, V) или от -40 ° до 60 ° (модели H2, K1, K2), точност 2 ° C;
• Устройството може да работи в температурния диапазон от -40 ° C до 50 ° C.

Фенове на експерименти със сигурност ще се интересуват от сензорите DHT11 и DHT22 (Фигура 13), които се използват заедно с платформата Arduino. В мрежата можете да намерите много интересни решения на тази елементна база.

Фигура 13. Сензори за влажност за платформата Arduino

(а) DHT22; (b) DHT11.

Както може да се види от фигурата, външният вид на тези сензори е почти еднакъв, същото важи и за пинтусите. Техническите характеристики на сензорите са много сходни, с изключение на точността и обхвата на измерванията. Представяме тези данни.

Основните технически параметри DHT11:

• свързване към източник с постоянно напрежение от 3-5 V;
• в процеса на заявка максималното ниво на тока на потребление не е по-голямо от 2.5 mA;
• граници на измерената влажност и температура - 20-80% и 0-50 ° C, грешка от 5% и 2 ° C;
• честотата на вземане на проби е 1 Hz, т.е. можете да получавате данните веднъж в секунда.

Сега нека сравним тези параметри с по-точния модел DHT22:

• напрежението на захранването остава непроменено, както и токът, консумиран по време на предаването на данни;
• влажността се измерва в целия диапазон от 0-100%, грешка в рамките на 2-5%;
• границите на измерената температура са значително разширени, в сравнение с предишния модел, минималната -40 ° C, максималната +125 ° C.

Цената на тези устройства е доста достъпна за Aliexpress, те могат да бъдат поръчани с безплатна доставка от $ 1,28 (DHT11) и $ 4,9 (DHT22). Ако купувате в Русия, цената ще бъде около един и половина до два пъти по-скъпа. Що се отнася до базовата платформа, картата Arduino Uno може да бъде закупена в Middle Kingdom за $ 25- $ 48 (цената зависи от конфигурацията). Софтуерът и фърмуерът се изтеглят безплатно.

Направете го сами: за бюджетното решение на технически задачи, а не само.

Тази статия се появи във връзка с изграждането на автоматична напоителна машина за грижа за закрити растения. Мисля, че самата машина за поливане може да представлява интерес за самоизработващ се работник, но сега говорим за сензор за влага в почвата. https://oldoctober.com/

Най-интересните видеоклипове в YouTube

Prologue.

Разбира се, преди да измисля мотора, минах през интернет.

Сензорите за влажност на промишленото производство са твърде скъпи и не можах да намеря подробно описание на поне един такъв датчик. Модата за търговия с "котки в чували", която дойде при нас от Запада, вече се е превърнала в норма.

Описанията на самопроизведени аматьорски сензори в мрежата, макар и там, но всички те работят на принципа на измерване на устойчивостта на почвата към постоянен ток. И първите експерименти показаха пълна непоследователност на подобно развитие.

Всъщност не бях много изненадан, докато още си спомням как в детството си се опитах да измерим съпротивлението на почвата и я намерих в нея. електрически ток. Тоест, стрелката на микроампера е фиксирала тока, протичащ между два електрода, забити в земята.

Експериментите, които е трябвало да прекарат цяла седмица, показаха, че съпротивлението на почвата може да се променя доста бързо, освен това тя може да се увеличи и след това периодично се понижат, а периодът на тези трептения може да бъде от няколко часа до няколко десетки секунди. В допълнение, в различни цветни саксии устойчивостта на почвата варира по различни начини. Както се оказа, съпругата избира индивидуален състав на почвата за всяко растение.

Първоначално напълно отказах да измерим устойчивостта на почвата и дори започнах да изграждам индукционен датчик, защото намерих сензор за промишлена влажност в мрежата, за който беше написано, че е индукция. Аз щях да сравня честотата на референтния осцилатор с честотата на друг генератор, чиято намотка е облечена на саксия с растение. Но когато започнах да се подигравам с устройството, изведнъж си спомних как някога бях под "стъпалото на напрежението". Това ме подтикна към друг експеримент.

И наистина, във всички самостоятелно направени структури, намерени в мрежата, беше предложено да се измери съпротивлението на почвата до постоянен ток. И какво, ако се опитате да измерите съпротивлението на променлив ток? В края на краищата, на теория, тогава потът не трябва да се превърне в "батерия".

Събрах най-простата схема и веднага я проверих на различни почви. Резултатът беше окуражаващ. Не бяха направени подозрителни опити да се увеличи или намали съпротивлението дори няколко дни. Впоследствие това допускане се потвърждава от работата на поливната машина, чиято работа се основава на подобен принцип.

Електрическа схема на праг на сензора за влага в почвата.

В резултат на изследването тази схема се появи на един чип. Всеки от изброените чипове е подходящ: K176LE5, K561LE5 или CD4001A. В нас тези микросхеми продават всичко на 6 цента.

Сензорът за влага в почвата е праг, който реагира на промяна в съпротивлението на променлив ток (къси импулси).

На елементите DD1.1 и DD1.2 се генерира основен генератор, генериращ импулси с интервал от около 10 секунди. https://oldoctober.com/

Кондензаторите С2 и С4 се разделят. Те не позволяват поток от постоянен ток в измервателната верига, която генерира почвата.

Резистор R3 настройва прага на приемане, а резисторът R8 осигурява хистерезис на усилвателя. Резисторът за тримери R5 задава началното отместване на входа DD1.3.

Кондензаторът С3 е анти-блокиращ, а резисторът R4 определя максималното входно съпротивление на измервателната верига. И двата елемента намаляват чувствителността на датчика, но тяхното отсъствие може да доведе до фалшиви аларми.

Също така не е необходимо да изберете захранващото напрежение на чипа под 12 волта, тъй като това намалява реалната чувствителност на устройството поради намаляването на съотношението сигнал / смущение.

Не знам дали продължителното излагане на електрически импулси може да има вредно въздействие върху растенията. Тази схема се използва само в етапа на разработване на поливната машина.

В реалния дизайн на машината за поливане на растения, аз използвах друга верига, която генерира само един кратък измервателен импулс на ден, с времето до поливането на растенията.

Как действа?

Правоъгълни импулси за дълъг период (позиция 1), преминаващи през делител на напрежение, образувана от елементите C2, R2, R3, Rpochvy, R4, С3, се превръщат в кратки импулси (точка 2). Тези импулси преминават през кондензатора C4 към входа на елемента DD1.3. Също така, през резистора R6, определено ниво на DC напрежение (pos.3) идва от делителя на напрежението R5.

Когато общото ниво на напрежение на вход DD1.3 (pos.4) достигне прага на оператора на сравнителен режим (маркиран с червена точка), се стартира един осцилатор на DD1.3, DD1.4. Продължителността на управляващия импулс на изхода DD1.4 се определя от времевата константа R7, C5.

Изграждане на електроди.

Дизайнът на електродите трябва да осигури възможност за измерване на почвената влага близо до корените на растението. Това важи особено за кактусите, поливане, което се извършва от слабо количество вода.

За производството на електроди най-напред избрах въглеродна стоманена тел, но тя рухна твърде бързо и трябваше да бъде заменена с тел от неръждаема стомана.

За да се намали нивото на външни електромагнитни смущения, електродите се свързват към веригата с екраниран кабел, чиято плитка е свързана към тялото на устройството.

И това са детайлите, от които са събрани електродите.

Вероятно би било възможно да се избере друг начин за закрепване на електродите. Но аз избрах този връх, така че да можете бързо да регулирате дълбочината на потапяне tridtsatisantimetrovyh електроди в почвата, и кабела, без да се създават твърде голяма тежест при потапяне на електродите в плитка тенджера.

Сензор за влажност на почвата и автоматично поливане за Arduino

Бихте ли искали вашите растения да съобщават, че трябва да бъдат напоени? Или просто ви информирах за нивото на почвената влага? В тази статия ще разгледаме проект за автоматично напояване с помощта на сензор за нивото на влагата в почвата:

Общ преглед на сензора за нивото на влагата в почвата

Такива сензори са лесно свързани. Два от трите конектора са мощност (VCC) и земя (GND). При използване на сензора е желателно периодично да се изключва от захранването, за да се избегне възможно окисление. Третият изход е сигнал (sig), от който ще вземем показания. Два сензорни контакта работят на принципа на променливия резистор - колкото повече влага в почвата, толкова по-добре контактите водят електричество, съпротивлението намалява, сигналът на контакта SIG расте. Аналоговите стойности могат да варират в зависимост от захранващото напрежение и разделителната способност на аналоговите микроконтролерни щифтове.

За свързване на сензора могат да се използват няколко варианта. Конекторът, показан на фигурата по-долу:

Вторият вариант е по-гъвкав:

И разбира се можете директно да прикрепите контактите към сензора.

Ако възнамерявате да използвате сензора извън апартамента, си струва да мислите за защитата на контактите от мръсотия и пряка слънчева светлина. Може да си струва да мислите за корпуса или прилагането на защитно покритие директно към контактите на сензора за нивото на влажност и проводниците (вижте фигурата по-долу).

Сензор за нивото на влажност със защитно покритие върху контактите и изолирани проводници за свързване:

Проблемът с чупливостта на сензора за нивото на влажност на почвата

Един от недостатъците на сензорите от този тип е уязвимостта на техните чувствителни елементи. Например, Sparkfun решава този проблем, като използва допълнително покритие (Electroless Nickel Immersion Gold). Втората опция за удължаване на живота на сензора е да го захранвате директно, когато правите четения. Когато използвате Arduino, всичко е ограничено чрез прилагане на сигнала HIGH към щифта, към който е свързан датчикът. Ако искате да захранвате сензора с по-голямо напрежение, отколкото Arduino осигурява, винаги можете да използвате допълнителен транзистор.

Мониторинг на нивото на влагата в почвата - пример за проект

Следният проект използва сензор за нивото на влажност, аналог на дъската Arduino-RedBoard и LCD дисплей, който показва данни за нивото на влагата в почвата.

Следният проект използва сензор за нивото на влажност, аналог на дъската Arduino-RedBoard и LCD дисплей, който показва данни за нивото на влагата в почвата.

Сензор за влага на почвата на компанията SparkFun:

Червен проводник (VCC) е свързан към V Ардуино 5, черен - на земята (GND), зелен - сигнал - щифт 0 до аналог (А0). Ако използвате друг аналогов пин на Ардуино, не забравяйте да направите съответните промени в скицата за микроконтролера, показан по-долу.

LCD дисплеят е свързан към 5 V, заземен и цифров щифт 2 (можете също да промените и промените кода), за да обменяте данни с микроконтролера чрез серийния протокол за комуникация.

Заслужава да се отбележи, че ако искате да се удължи живота на вашия сензор, можете да го свържете с щифта за захранване на цифрови и го хранят само при четене на данни, а след това - на разстояние. Ако сензорът се подаде непрекъснато, чувствителните елементи скоро ще започнат да ръждясват. Колкото повече влага в почвата, толкова по-бързо е корозията. Друга възможност е да приложите гипс към сензора. В резултат на това ще се влее влага, но корозията ще се забави значително.

Програмата за Ардуино

Скицата е съвсем проста. За да прехвърлите данни на LCD дисплея, трябва да свържете софтуерната серийна библиотека. Ако нямате, можете да го изтеглите тук: Arduino GitHub

Допълнителни обяснения са дадени в коментарите към кода:

Пример за използване на датчик за нивото на влажност на почвата с LCD дисплей.

// Скицата чете данните от сензора и показва нивото на влажност на почвата

// За да работите с дисплея, използвайте софтуерната библиотека на библиотеката

// Свържете щифта за обмен на данни чрез LCD дисплея, използвайки серийния протокол RX към цифровия щифт 2 Arduino

СофтуерСървър миSerial (3,2); // ПИН 2 = TX, ПИН 3 = RX (не се използва)

// Тук създадохме някои константи.

Постоянната настройка зависи от средата, в която се използва сензорът

int thresholdUp = 400;

int thresholdDown = 250;

// Задайте щифта A0 на Arduino, за да работите със сензора:

int сензорPin = A0;

mySerial.begin (9600); // задайте скоростта на предаване на данни до 9600 бата

забавяне (500); // изчакайте зареждането на дисплея

// Тук декларираме низ, който съхранява данните, които да се показват

// на дисплея с течни кристали. Стойностите ще се променят

// в зависимост от нивото на влагата в почвата

// Променливата sensorValue съхранява аналоговата стойност на сензора от щифт A0

// преместете курсора в началото на първия ред на LCD дисплея:

// преместете курсора в началото на първия ред на LCD дисплея:

// напишете необходимата информация на дисплея:

mySerial.print (sensorValue); // Използвайте.print вместо.write за стойности

// Сега ще проверим нивото на влажност в сравнение с цифровите константи, дадени от нас.

// Ако стойността е по-малка от прага, извеждаме думите:

ако (sensorValue = thresholdUp)<

// преместете курсора до началото на втория ред на дисплея:

DisplayWords = "Wet, Leave it!";

// Ако получената стойност е между минималната и максималната

и земята беше мокра преди и сега изсъхна,

// покажете надписа "Сухо, водайте го!" (тоест, когато ние

// приближаващ прага). Ако почвата беше суха и сега

// бързо овлажнявайте, показвайте думите "Мокро, оставяйте го!" (тоест, когато ние

// приближаващ прагUp):

// преместете курсора до началото на втория ред на дисплея:

забавяне (500); // Половин секунда забавяне между прочитания

Програмата използва различни минимални и максимални стойности. В резултат на това средната стойност може да характеризира влажността, в зависимост от това дали почвата е навлажнена или изсъхнала. Ако не искате да използвате тази средна стойност, може да се приеме, че максималните и минималните стойности са еднакви. Експериментите обаче показват, че предложеният подход позволява да се характеризират по-точно процесите, протичащи в почвата. Няма точна средна стойност в реални условия. Така че при избор на диапазон можете да играете. Ако се интересувате от процесите, които се появяват в почвата при взаимодействие с вода, прочетете тук, например: Wiki. Процесите са доста сложни и интересни.

Във всеки случай променливите трябва да се приспособят към вашите собствени условия: вида на почвата, необходимото ниво на влага. Така че тест, експеримент, все още не се вземат решение за съответните стойности.

Автоматично поливане

След организиране на четенето на данните от сензора за нивото на влажност и показването им, проектът може да бъде развит допълнително чрез организиране на автоматична напоителна система.

Сензор за влажност в автоматичната напоителна система на базата на Arduino:

За автоматизирането на напояването ще се нуждаем от допълнителни подробности: евентуално шайби, зъбни колела, мотори, съединители, транзистори, резистори. Списъкът зависи от вашия проект. Е, всичко, което може да бъде хванато от ръката в ежедневието. По-подробно един пример е показан по-долу:

Това е една от многото възможности за инсталиране на двигателя за автоматичната напоителна система. Колелото може да се монтира директно във водата. В този случай, при бързото си въртене, водата ще бъде доставена в завода. Като цяло можете да покажете въображение.

Схемата за свързване на DC мотора (статия с по-подробен пример за свързване на мотора към Arduino), използвайки примера на копието Arduino от SparkFun, е дадена по-долу:

По-долу има скица за Arduino (всъщност е същото като горното с малко добавка за управление на двигателя):

// Скицата чете данните от сензора и показва нивото на влажност на почвата

// ако почвата е суха, двигателят започва да работи

// За да работите с дисплея, използвайте софтуерната библиотека на библиотеката

// Свържете щифта за обмен на данни чрез LCD дисплея, използвайки серийния протокол RX към цифровия щифт 2 Arduino

СофтуерСървър миSerial (3,2); // pin 2 = TX, пин 3 = RX (неизползван)

// Ние контролираме двигателя с помощта на щифт 9.

// Този щифт задължително трябва да поддържа PWM модулация.

const int motorPin = 9;

// Тук създадохме някои константи.

Постоянната настройка зависи от средата, в която се използва сензорът

int thresholdUp = 400;

int thresholdDown = 250;

// Задайте щифта A0 на Arduino, за да работите със сензора:

int сензорPin = A0;

pinMode (MotorPin, OUTPUT); // поставете щифта, към който е свързан моторът като изход

mySerial.begin (9600); // задайте скоростта на предаване на данни до 9600 бата

забавяне (500); // изчакайте зареждането на дисплея

// Тук декларираме низ, който съхранява данните, които да се показват

// на дисплея с течни кристали. Стойностите ще се променят

// в зависимост от нивото на влагата в почвата

// Променливата sensorValue съхранява аналоговата стойност на сензора от щифт A0

// преместете курсора в началото на първия ред на LCD дисплея: mySerial.write (254);

// преместете курсора в началото на първия ред на LCD дисплея: mySerial.write (254);

// напишете необходимата информация на дисплея:

mySerial.print (sensorValue); // Използвайте.print вместо.write за стойности

// Сега ще проверим нивото на влажност в сравнение с цифровите константи, дадени от нас.

// Ако стойността е по-малка от прага, извеждаме думите:

ако (sensorValue = thresholdUp)<

// преместете курсора до началото на втория ред на дисплея:

DisplayWords = "Wet, Leave it!";

// спиране на двигателя (0 - стоп, 255 - максимална скорост):

// Ако получената стойност е между минималната и максималната

и земята беше мокра преди и сега изсъхна,

// покажете надписа "Сухо, водайте го!" (тоест, когато ние

// приближаващ прага). Ако почвата беше суха и сега

// бързо овлажнявайте, показвайте думите "Мокро, оставяйте го!" (тоест, когато ние

// приближаващ прагUp):

// преместете курсора до началото на втория ред на дисплея:

забавяне (500); // Половин секунда забавяне между прочитания

Успех при изпълнението на автоматичното поливане на вашите растения!