Прилад, яким вимірюють рівень вологості, називається гігрометром або просто датчиком вологості. У повсякденному життівологість виступає важливим параметром, і часто не тільки для звичайного життя, але і для різної техніки, і для сільського господарства (вологість грунту) і багато чого ще.

Зокрема від ступеня вологості повітря чимало залежить наше самопочуття. Особливо чутливими до вологості є метеозалежні люди, а також люди, які страждають гіпертонічною хворобою, бронхіальною астмою, захворюваннями серцево-судинної системи

При високій сухості повітря навіть здорові людивідчувають дискомфорт, сонливість, свербіж та роздратування шкірних покривів. Часто сухе повітря може спровокувати захворювання дихальної системи, починаючи з ГРЗ та ГРВІ, і закінчуючи навіть пневмонією.

На підприємствах вологість повітря здатна впливати на збереження продукції та обладнання, а в сільському господарствіоднозначно вплив вологості ґрунту на родючість і т. д. Тут і рятує застосування датчиків вологості - гігрометрів.

Якісь технічні приладиспочатку калібруються під строго необхідну важливість, і іноді щоб провести точне налаштування приладу, важливо мати точне значення вологості в навколишньому середовищі.

Вологістьможе вимірюватися кількома з можливих величин:

    Для визначення вологості повітря, так і інших газів, вимірювання проводяться в грамах на кубометр, коли мова про абсолютне значення вологості, або в одиницях RH, коли мова про вологість відносної.

    Для вимірювання вологості твердих тілабо в рідинах підходять виміри у відсотках від маси досліджуваних зразків.

    Для визначення вологості рідин, що погано змішуються, одиницями вимірювання будуть служити ppm (скільки частин води припадає на 1000000 частин ваги зразка).

За принципом дії, гігрометри поділяються на:

    ємнісні;

    резистивні;

    термісторні;

    оптичні;

    електронні.

Ємнісні гігрометри, у найпростішому випадку, являють собою конденсатори з повітрям як діелектрик у зазорі. Відомо, що повітря діелектрична проникність безпосередньо пов'язана з вологістю, а зміни вологості діелектрика приводять і до змін в ємності повітряного конденсатора.

Більш складний варіант ємнісного датчикавологості в повітряному зазорі містить діелектрик, з діелектричною проникністю, що може сильно змінюватися під впливом на нього вологості. Даний підхід робить якість датчика кращим, ніж просто з повітрям між обкладками конденсатора.

Другий варіант добре підходить для проведення вимірювань щодо вмісту води в твердих речовинах. Досліджуваний об'єкт розміщується між обкладками такого конденсатора, наприклад об'єктом може бути таблетка, а сам конденсатор приєднується до коливального контуру і до електронного генератора, при цьому вимірюється власна частота отриманого контуру, і за виміряною частотою обчислюється ємність, отримана при внесенні досліджуваного образ.

Безумовно, даний методмає і деякі недоліки, наприклад при вологості зразка нижче 0.5% він буде неточним, крім того, вимірюваний зразок повинен бути очищений від частинок, що мають високу діелектричну проникність, до того ж важлива і форма зразка в процесі вимірювань, вона не повинна змінюватися в ході дослідження .

Третій тип ємнісного датчика вологості - це ємнісний тонкоплівковий гігрометр. Він включає в себе підкладку, на яку нанесені два гребінчасті електроди. Гребінчасті електроди грають у разі роль обкладок. З метою термокомпенсації в датчик додатково вводять ще й два термодатчики.

Такий датчик включає два електроди, які нанесені на підкладку, а поверх на самі електроди нанесений шар матеріалу, який відрізняється досить малим опором, що сильно, однак, змінюється в залежності від вологості.

Придатним матеріалом у пристрої може бути оксид алюмінію. Даний оксид добре поглинає з зовнішнього середовищаводу, причому питомий опірйого помітно змінюється. В результаті загальний опір ланцюга вимірювання такого датчика значно залежатиме від вологості. Так, про рівень вологості буде свідчити величина струму, що протікає. Гідність датчиків такого типу - мала їх ціна.

Термісторний гігрометр складається з кількох однакових термісторів. До речі нагадаємо, що — це нелінійний електронний компонент, опір якого залежить від його температури.

Один із включених у схему термісторів розміщують у герметичній камері із сухим повітрям. А інший - у камері з отворами, крізь які до неї надходить повітря з характерною вологістю, значення якої потрібно виміряти. Термістори з'єднують за бруківкою, на одну з діагоналей моста подається напруга, а з іншого діагоналі зчитують показання.

У разі коли напруга на вихідних клемах дорівнює нулю, температури обох компонентів рівні, отже однакова і вологість. У разі, коли на виході буде отримано не нульову напругу, це свідчить про наявність різниці вологостей в камерах. Так, за значенням одержаного при вимірах напруги визначають вологість.

У недосвідченого дослідника може виникнути справедливе питання, чому температура термістора змінюється при його взаємодії з вологим повітрям? А справа все в тому, що при збільшенні вологості, з корпусу термістора починає випаровуватися вода, при цьому температура корпусу зменшується, і чим вище вологість, тим інтенсивніше відбувається випаровування, і тим швидше остигає термістор.

4) Оптичний (конденсаційний) датчик вологості

Цей вид датчиків найточніший. В основі роботи оптичного датчика вологості - явище пов'язане з поняттям "точка роси". У момент досягнення температурою точки роси, газоподібна та рідка фази – за умови термодинамічної рівноваги.

Так, якщо взяти скло, і встановить у газоподібному середовищі, де температура в момент дослідження вища за точку роси, а потім почати процес охолодження даного скла, то при конкретному значенні температури на поверхні скла почне утворюватися водяний конденсат, це водяна пара стане переходити в рідку фазу . Ця температура і буде якраз точкою роси.

Так ось, температура точки роси нерозривно пов'язана і залежить від таких параметрів як вологість та тиск у навколишньому середовищі. В результаті, маючи можливість вимірювання тиску та температури точки роси, вдасться легко визначити і вологість. Цей принцип є основою для функціонування оптичних датчиківвологості.

Найпростіша схема такого датчика складається з світлодіода, що світить на дзеркальну поверхню. Дзеркало відбиває світло, змінюючи його напрям, і направляючи на фотодетектор. У цьому випадку дзеркало можна підігрівати або охолоджувати за допомогою спеціального пристрою регулювання температури високої точності. Часто таким пристроєм є термоелектричний насос. Звичайно, на дзеркало встановлюють датчик для вимірювання температури.

Перш ніж почати вимірювання, температуру дзеркала виставляють на значення, яке явно вище температури точки роси. Далі здійснюють поступове охолодження дзеркала. У момент, коли температура почне перетинати точку роси, на поверхні дзеркала відразу почнуть конденсуватися краплі води, і світловий промінь від діода приломиться через них, розсіється, а це призведе до зменшення струму в ланцюзі фотодетектора. Через Зворотній зв'язокфотодетектор взаємодіє із регулятором температури дзеркала.

Так, спираючись на інформацію, отриману у формі сигналів від фотодетектора, регулятор температури утримуватиме температуру на поверхні дзеркала точно рівної точці роси, а термодатчик відповідно покаже температуру. Так, при відомих тиску та температурі можна точно визначити основні показники вологості.

Оптичний датчик вологості має саму високою точністю, недосяжною іншими типами датчиків, плюс відсутність гістерези. Недолік – най висока ціназ усіх плюс велике споживання електроенергії. До того ж необхідно стежити, щоб дзеркало було чистим.

Принцип роботи електронного датчика вологості повітря ґрунтується на зміні концентрації електроліту, що покриває собою будь-який електроізоляційний матеріал. Існують такі прилади з автоматичним підігрівом із прив'язкою до точки роси.

Часто точка роси вимірюється над концентрованим розчином хлориду літію, який дуже чутливим до мінімальних змін вологості. Для максимальної зручності такий гігрометр часто додатково обладнають термометром. Цей прилад має високу точність і малу похибку. Він здатний вимірювати вологість незалежно від температури довкілля.

Популярні і прості електронні гігрометри у формі двох електродів, які просто встромляються в ґрунт, контролюючи його вологість за ступенем провідності залежно від цієї самої вологості. Такі сенсори популярні у шанувальників, оскільки можна легко налаштувати автоматичний полив грядки або квітки в горщику, якщо поливати в ручну ніколи або не зручно.

Перш ніж купити датчик, подумайте, що вам потрібно буде вимірювати відносну або абсолютну вологість повітря або грунту, який передбачається діапазон вимірювань, чи важливий гістерезис, і яка потрібна точність. Найточніший датчик – оптичний. Зверніть увагу на клас захисту IP, діапазон робочих температур, залежно від конкретних умов, де буде використовуватися датчик, чи підійдуть вам параметри.

З'єднуємо Arduino з датчиком вологості ґрунту FC-28, щоб визначити, коли ваш ґрунт під рослинами потребує води.

У цій статті ми збираємось використовувати датчик вологості ґрунту FC-28 з Ардуїно. Цей датчик вимірює об'ємний вміст води у ґрунті і дає нам рівень вологи. Датчик дає нам на виході аналогові та цифрові дані. Ми збираємось підключити його в обох режимах.

Датчик вологості грунту складається із двох датчиків, які використовуються для вимірювання об'ємного вмісту води. Два зонди дозволяють току пройти через грунт, що дає значення опору, що дозволяє виміряти значення вологи.

Коли є вода, грунт буде проводити більше електрики, а це означає, що буде менший опір. Сухий грунт погано проводить електрику, тому коли води менше, ґрунт проводить менше електрики, а це означає, що опір буде більшим.

Датчик FC-28 можна з'єднати в аналоговому та цифровому режимах. Спочатку ми підключимо його в аналоговому режимі, а потім у цифровому.

Специфікація

Специфікації датчика вологості ґрунту FC-28:

  • вхідна напруга: 3.3-5V
  • вихідна напруга: 0-4.2V
  • вхідний струм: 35mA
  • вихідний сигнал: аналоговий та цифровий

Розпинування

Датчик вологості грунту FC-28 має чотири контакти:

  • VCC: харчування
  • A0: аналоговий вихід
  • D0: цифровий вихід
  • GND: земля

Модуль також містить потенціометр, який встановить граничне значення. Це граничне значення буде порівнюватися на компараторі LM393. Світлодіод буде сигналізувати значення вище або нижче порогового.

Аналоговий режим

Для підключення датчика в аналоговому режимі потрібно використовувати аналоговий вихід датчика. Датчик вологості ґрунту FC-28 набуває аналогових вихідних значень від 0 до 1023.

Вологість вимірюється у відсотках, тому ми зіставимо ці значення від 0 до 100, а потім покажемо їх на моніторі (serial monitor). Ви можете встановити різні значеннявологи та повернути водяну помпу "включено-вимкнено" згідно з цими значеннями.

Електрична схема

Підключіть датчик вологості ґрунту FC-28 до Ардуїно таким чином:

  • VCC FC-28 → 5V Arduino
  • GND FC-28 → GND Arduino
  • A0 FC-28 → A0 Arduino

Код для аналогового виходу

Для аналогового виходу ми пишемо такий код:

Int sensor_pin = A0; int output_value; void setup() ( Serial.begin(9600); Serial.println("Reading From the Sensor ..."); delay(2000); ) void loop() ( output_value= analogRead(sensor_pin); output_value = map(output_value ,550,0,0,100); Serial.print("Mositure: "); Serial.print(output_value); Serial.println("%"); delay(1000);

Пояснення коду

Насамперед ми визначили дві змінні: одну для контакту датчика вологості ґрунту, а іншу для зберігання виходу датчика.

Int sensor_pin = A0; int output_value;

У функції setup, команда Serial.begin(9600)допоможе у спілкуванні між Arduino та серійним монітором. Після цього ми надрукуємо "Reading From the Sensor ..." (англ. - зчитуємо з датчика) на звичайному дисплеї.

Void setup() ( Serial.begin(9600); Serial.println("Reading From the Sensor ..."); delay(2000); )

У функції циклу ми прочитаємо значення від аналогового виходу датчика і збережемо значення в змінній output_value. Потім ми зіставимо вихідні значення з 0-100, тому що вологість вимірюється у відсотках. Коли ми брали свідчення з сухого ґрунту, значення датчика було 550, а у вологому ґрунті значення датчика було 10. Ми зіставили ці значення, щоб отримати значення вологи. Після цього ми надрукували ці значення на моніторі.

void loop() ( output_value= analogRead(sensor_pin); output_value = map(output_value,550,10,0,100); Serial.print("Mositure: "); Serial.print(output_value); delay(1000);

Цифровий режим

Для підключення датчика вологості ґрунту FC-28 у цифровому режимі ми підключимо цифровий вихід датчика до цифрового контакту Arduino.

Модуль датчика містить потенціометр, який використаний для того, щоб встановити граничне значення. Порогове значення після цього порівнюється значенням виходу датчика використовуючи компаратор LM393, який поміщений на модулі датчика FC-28. Компаратор LM393 порівнює значення виходу датчика та граничне значення, і після цього дає нам вихідне значення через цифровий висновок.

Коли значення датчика більше ніж граничне значення, цифровий вихід передасть нам 5В, і світиться світлодіод датчика. В іншому випадку, коли значення датчика буде менше, ніж це порогове значення на цифровий висновок, передасться 0В і світлодіод не загориться.

Електрична схема

З'єднання для датчика вологості ґрунту FC-28 та Ардуїно у цифровому режимі такі:

  • VCC FC-28 → 5V Arduino
  • GND FC-28 → GND Arduino
  • D0 FC-28 → Пін 12 Arduino
  • Світлодіод позитивний → Висновок 13 Ардуїно
  • Світлодіод мінус → GND Ардуїно

Код для цифрового режиму

Код для цифрового режиму нижче:

Int led_pin = 13; int sensor_pin = 8; void setup() ( pinMode(led_pin, OUTPUT); pinMode(sensor_pin, INPUT); ) void loop() ( if(digitalRead(sensor_pin) == HIGH)( digitalWrite(led_pin, HIGH); ) else ( digitalWrite(led_pin, LOW);delay(1000); ) )

Пояснення коду

Насамперед, ми ініціалізували 2 змінні для з'єднання виведення світлодіода та цифрового виведення датчика.

Int led_pin = 13; int sensor_pin = 8;

У функції setup ми оголошуємо пін світлодіода як пін виходу, тому що ми увімкнемо світлодіод через нього. Ми оголосили пін датчика як вхідний пін, тому що Ардуїно прийматиме значення від датчика через цей висновок.

Void setup() ( pinMode(led_pin, OUTPUT); pinMode(sensor_pin, INPUT); )

У функції циклу ми зчитуємо з виведення датчика. Якщо значення вище, ніж граничне значення, то ввімкнеться світлодіод. Якщо значення датчика буде нижчим від порогового значення, то індикатор згасне.

Void loop() ( if(digitalRead(sensor_pin) == HIGH)( digitalWrite(led_pin, HIGH); ) else ( digitalWrite(led_pin, LOW); delay(1000); ) )

На цьому вступний урок роботи з датчиком FC-28 для Ардуїно ми завершуємо. Успішних вам проектів.

Світлодіод включається при необхідності поливу рослин
Дуже низький струм споживання батареї 3 В

Принципова схема:

Перелік компонентів:

Резистори 470 кОм ¼ Вт

Керметний чи вугільний
підстроювальний резистор 47 ком ½ Вт

Резистор 100 ком ¼ Вт

Резистор 3.3 кОм ¼ Вт

Резистор 15 ком ¼ Вт

Резистор 100 Ом ¼ Вт

Лавсановий конденсатор 1 нФ 63 В

Лавсановий конденсатор 330 нФ 63 В

Електролітичні конденсатори 10 мкФ 25 В

Червоний світлодіод діаметром 5 мм.

Електроди (Див. зауваження)

Батарея 3 В (2 батареї типорозміру AA, N або AAA,
з'єднані послідовно)

Призначення пристрою:

Схема призначена для того, щоб подавати сигнал, якщо рослини потребують поливу. Світлодіод починає блимати, якщо грунт в квітковому горщикузанадто пересохла, і гасне зі збільшенням вологості. Підстроювальний резистор R2 дозволяє адаптувати чутливість схеми під різні типиґрунту, розміри квіткового горщика та види електродів.

Розвиток схеми:

Цей невеликий пристрій користувався великим успіхому любителів електроніки протягом багатьох років, починаючи з 1999 р. Проте, переписуючись усі ці роки з багатьма радіоаматорами, я зрозумів, що деякі критичні зауваження та пропозиції мають бути враховані. Схема була вдосконалена за рахунок додавання до неї чотирьох резисторів, двох конденсаторів та одного транзистора. В результаті пристрій став простіше в налаштуванні та стійкіше в роботі, а яскравість свічення вдалося збільшити, не використовуючи надяскравих світлодіодів.
Було проведено багато дослідів із різними квітковими горщиками та різними датчиками. І хоча, як нескладно уявити, квіткові горщики і електроди сильно відрізнялися один від одного, опір між двома електродами, зануреними в грунт на 60 мм на відстані близько 50 мм, завжди знаходилося в межах 500 ... 1000 Ом при сухому грунті, і 3000 ... 5000 Ом при вологій

Робота схеми:

Мікросхема IC1A та пов'язані з нею R1 та C1 утворюють генератор прямокутних імпульсів із частотою 2 кГц. Через підлаштовується дільник R2/R3 імпульси надходять на вхід вентиля IC1B. При низькому опорі між електродами (тобто якщо вологи в квітковому горщику достатньо) конденсатор C2 шунтує вхід IC1B на землю, і на виході IC1B постійно присутній високий рівеньнапруги. Вентиль IC1C інвертує вихідний сигнал IC1B. Таким чином, вхід IC1D виявляється блокованим низьким рівнем напруги, і світлодіод відповідно вимкнений.
При висиханні ґрунту в горщику опір між електродами зростає, і C2 перестає перешкоджати надходженню імпульсів на вхід IC1B. Пройшовши через IC1C, імпульси 2 кГц потрапляють на вхід блокування генератора, зібраного на мікросхемі IC1D і навколишніх компонентах. IC1D починає генерувати короткі імпульси, які включають світлодіод через транзистор Q1. Спалахи світлодіода вказують на необхідність поливу рослини.
На базу транзистора Q1 подаються рідкісні пачки коротких негативних імпульсів частотою 2 кгц, вирізані з вхідних імпульсів. Отже, і світлодіод спалахує 2000 разів на секунду, проте людське око сприймає такі часті спалахи, як постійне свічення.

Зауваження:

  • Для запобігання окисленню електродів використовується їхнє живлення прямокутними імпульсами.
  • Електроди виготовляються із двох відрізків зачищенного одножильного дроту, Діаметром 1 мм і довжиною 60 мм. Можна використовувати провід для прокладання електропроводки.
  • Електроди необхідно повністю занурити в землю на відстані 30-50 мм один від одного. Матеріал електродів, розміри та відстань між ними, загалом, не мають великого значення.
  • Споживання струму близько 150 мкА при вимкненому світлодіоді, і 3 мА при включенні світлодіода на 0.1 секунд кожні 2 секунди, дозволяє пристрою працювати роками від одного комплекту батарей.
  • При такому невеликому струмі споживання у вимикачі просто немає необхідності. Якщо все ж таки виникне бажання вимкнути схему, достатньо закоротити електроди.
  • 2 кГц з виходу першого генератора можна перевірити без пробника чи осцилографа. Їх можна просто почути, якщо під'єднати електрод Р2 до входу підсилювача низької частоти з динаміком, а якщо є стародавній навушник високотонний ТОН-2, то можна обійтися і без підсилювача.
  • Схема зібрана чітко по мануалу та робоча на 100%! ...так що якщо раптом "НЕ працює", то це просто неправильне збирання або деталі. Щиро кажучи, до останнього не вірив, що "робоча".
  • Питання до фахівців! Як можна приладнати як виконавчий пристрій помпу на 12В постоянки зі споживанням 0.6А і пусковим 1.4А?!
  • Sobos КУДИ приладити? Чим управляти?.... Формулюйте питання ЧІТКО.
  • У цій схемі ( повний опис http://www..html?di=59789) індикатором її роботи є світлодіод, який спалахує при "сухому грунті". Є велике бажання автоматично включати помпу поливу (12В постійки зі споживанням 0.6А та пусковим 1.4А) разом із включенням цього світлодіода, яким чином змінити чи "добудувати" схему, щоб це реалізувати.
  • ...може хоч якісь думки у когось є?!
  • Встановіть замість світлодіода оптореле або оптосимістор. Дозу води можна регулювати таймером або розташуванням датчика/точки поливу.
  • Дивно, схему зібрав і вона чудово працює, але тільки світлодіод "при необхідності поливу" повноцінно мерехтить із частотою приблизно 2кГц, а не горить постійно, як кажуть деякі форумчани. Що у свою чергу забезпечує економію при використанні батарейок. А також важливо, що за такого низького живлення електроди в землі мало піддаються корозії особливо анод. І ще один момент при певному рівні вологості світлодіод починає ледве світитися і так може продовжуватися довгий часщо не дозволило мені використовувати цю схему для включення помпи. Думаю, що для надійного включення помпи потрібен якийсь визначник імпульсів зазначеної частоти вступників з цієї схеми і дає команду на управління навантаженням. Прошу СПЕЦІВ підказати схему реалізації такого девайсу. Хочу з урахуванням цієї схеми здійснити автополив на дачі.
  • Дуже перспективна за своєю "економікою" схема яку необхідно доопрацювати та використовувати на садових ділянкахабо наприклад на роботі, що дуже актуально коли вихідні або відпустку, а також будинки для автоматичного поливу квітів.
  • завжди знаходилося в межах 500…1000 Ом при сухому ґрунті, та 3000…5000 Ом при вологому – у сенсі – навпаки!!??
  • Мабуть фігня це. Згодом на електродах відкладаються солі і система спрацьовує невчасно. Кілька років тому займався цим, тільки робив на двох транзисторах за схемою журналу МК. На тиждень вистачало, а далі зміщувалося. Спрацьовував насос і не вимикався, заливаючи квітку. У мережі зустрічав схеми на змінному струмі, Ось їх думаю слід спробувати.
  • Доброго вам дня!!! Як на мене будь-яка задум щось створити це вже непогано. - Що стосується установки системи на дачі - я б порадив увімкнути насос через реле часу (коштує копійки у багатьох магазинах електрообладнання) налаштувати його на вимкнення через час від включення. Таким чином коли ваша система заклинить (ну всяке буває), то насос відключиться через час гарантовано достатнє для поливу (підберете досвідченим шляхом). - http://tuxgraphics.org/electronics/201006/automatic-flower-watering-II.shtml Ось непогана річ, саме цю схему не збирав, юзал тільки зв'язок з інтернетом. Трохи глюкаве (не факт, що мої ручки дуже прямі), але все працює.
  • Я зібрав схеми для поливу але не для цієї обговорюваної у цій темі. Зібрані працюють одна як і говорилося вище за часом включення помпи, інша, що дуже перспективно за рівнем у піддоні, де закачується вода безпосередньо в піддон. Для рослин це найоптимальніший варіант. Але суть питання полягає в тому, щоб адаптувати зазначену схему. Тільки через те, що анод у землі майже руйнується як із реалізації інших схем. Так що прошу підказати як відстежити за частотою імпульсів, щоб увімкнути виконавчий пристрій. Проблема ще погіршується тим, що світлодіод може "тліти" ледве певний час, а потім тільки включитися в імпульсний режим.
  • Відповідь на задане раніше питання, щодо доопрацювання схеми контролю вологості ґрунту, отримано на іншому форумі та перевірено на 100% працездатність:) Якщо когось цікавить пишіть у особу.
  • Навіщо така конфіденційність і не вказати відразу посилання на форум. Ось, наприклад, на цьому форумі практично завдання вирішено на МК, а на логіці вирішено і мною випробувано. Тільки щоб зрозуміти читати треба від початку «книги», а чи не з кінця. Це я пишу заздалегідь для тих, хто прочитає шматок тексту та починає завалювати питаннями. :eek:
  • Посилання http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=1&t=63260 не було відразу дано через те, що б це не розглядалося як реклама.
  • для [B]Vell65
  • http://oldoctober.com/ua/automatic_watering/#5
  • Це вже пройдений етап. Завдання вирішено іншою схемою. Як інформація. Нижня покращена схема має помилки, що горять опору. Друк на тому самому сайті виконано без помилок. При тестуванні схеми було виявлено такі недоліки: 1. Включається лише один раз на добу, коли вже зав'яли помідори, а про огірки краще взагалі промовчати. А їм якраз пекло сонечко необхідний був капельний полив під корінь, адже рослини в сильну спеку випаровує. велика кількістьвологи особливо огірки. 2. Не передбачено захист від помилкового включення коли наприклад вночі фотоелемент висвітлюється фарами або блискавкою і відбувається спрацювання насоса тоді коли рослини сплять і їм полив не потрібен та й нічні включення насоса не сприяє здоровому снудомочадців.
  • Прибираємо фотодатчик, дивіться перший варіант схеми, де він відсутній, елементи тимчасового ланцюга генератора імпульсів підбираємо як вам зручно. У мене R1 = 3,9 Мом. R8 яке 22м немає. R7 = 5,1 Мом. Тоді насос включається при сухому ґрунті, на якийсь час поки не намокне датчик. Я взяв пристрій як приклад автомата поливу. Велике дякую автору.

Всім привіт сьогодні в нашій статті ми розглянемо як зробити датчик вологості грунту своїми руками. Причиною самостійного виготовленняможе послужити зношування датчика (корозія, окислення), або просто неможливість придбати, довге очікування і бажання змайструвати щось своїми руками. У моєму випадку бажанням зробити датчик самому послужило зношування, справа в тому що щуп датчика при постійній подачі напруга взаємодіє з грунтом і вологою в результаті чого окислюється. Наприклад, датчики SparkFun покривають його. спеціальним складом(Electroless Nickel Immersion Gold) для захоплення ресурсу роботи. Так само щоб продовжити життя датчику краще подавати харчування на датчик тільки в момент вимірів.
В один "прекрасний" день я звернув увагу, що моя система поливу зволожує грунт без зайвої потреби, при перевірці датчика я витяг щуп з грунту і ось що я побачив:

Через корозію між щупами з'являється додатковий опір, в результаті якого сигнал стає меншим і arduino вважає, що грунт сухий. Оскільки Я використовую аналоговий сигнал то схему з цифровим виходом на компараторі я робити не буду для спрощення схеми.

На схемі зображено компаратор датчика вологості ґрунту, червоним кольором відзначено частину яка перетворює аналоговий сигнал на цифровий. Не зазначена частина це частина необхідна для перетворення вологості в аналоговий сигнал, ми її і будемо використовувати. Трохи нижче я навів схему підключення щупів до arduino.

Ліва частина схеми показує як щупи підключаються до arduino, а праву частину (з резистором R2) я навів для того, щоб показати за рахунок чого змінюються показання АЦП. Коли щупи опущені в землю між ними утворюється опір (на схемі я відобразив його умовно R2), якщо ґрунт сухий то опір нескінченно великий, а якщо вологе то воно прагне до 0. Так як два опори R1 і R2 утворюють дільник напруга, а середньою точкою є вихід (out a0) від величини опору R2 залежить напруга на виході. Наприклад, якщо опір R2=10Kom то напруга буде 2,5В. Можна опір запаяти на проводах щоб не робити додаткових розв'язок, для стабільності показань можна додати конденсатор 0,01мкФ між - живлення і out. схема підключення така:

Оскільки ми з електричною частиною розібралися, можна перейти до механічної частини. Для виготовлення щупів краще використовувати матеріал найменш схильного до корозії щоб продовжити життя датчика. Можна використовувати "нержавійку" або оцинкований метал, форму можна вибрати будь-яку, навіть можна використовувати два шматки зволікання. Я для щупів вибрав "оцинковку", як фіксуючий матеріал використовував невеликий шматок гетинаксу. Також варто врахувати, що наполягання між щупами має бути 5мм-10мм, але не варто робити більше. На кінці оцинкування я напаяв дроти датчика. Ось що вийшло в результаті:

Не став робити докладний фотоЗвіт, все і так просто. Ну і фото у роботі:

Як я вже раніше вказував, краще використовувати датчик тільки в момент вимірювань. Оптимальний варіантвключення через транзисторний ключ, але оскільки споживання струму в мене становило 0,4мА можна включити на пряму. Для подачі напруги під час вимірів можна підключити контакт датчика VCC до піна ШІМ або використовувати цифровий вихід на момент вимірювання подавати високий (HIGH) рівень, а потім встановлювати низький. Так само варто врахувати, що після подачі напруги на датчик необхідно почекати деякий час для стабілізації показань. Приклад через ШІМ:

Int sensor = A0; int power_sensor = 3;

void setup() (
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600);
analogWrite(power_sensor, 0);
}

void loop() (

delay(10000);
Serial.print("Suhost" : ");
Serial.println(analogRead(sensor));
analogWrite(power_sensor, 255);
delay(10000);
}

Дякую всім за увагу!




Багато городників і садівників позбавлені можливості щодня доглядати посаджені овочі, ягоди, фруктовими деревамичерез завантаженість по роботі або під час відпустки. Тим не менш, рослини потребують своєчасного поливу. За допомогою простих автоматизованих систем можна домогтися того, що ґрунт на вашій ділянці буде зберігати необхідну та стабільну вологість протягом усієї вашої відсутності. Для побудови городньої системи автополиву знадобиться основний контрольний елемент – датчик вологості ґрунту.

Датчик вологості

Датчики вологості також називають іноді вологомірами чи сенсорами вологості. Майже всі пропоновані на ринку вологоміри ґрунту вимірюють вологість резистивним способом. Це не зовсім точний метод, тому що він не враховує електролізних властивостей вимірюваного об'єкта. Показання приладу можуть бути різними за однієї і тієї ж вологості грунту, але з різною кислотністю або вмістом солей. Але городникам-експериментаторам менш важливі абсолютні показання приладів, як відносні, які можна налаштувати для виконавчого пристрою подачі води в певних умовах.

Суть резистивного методу полягає в тому, що прилад вимірює опір між двома провідниками, поміщеними в ґрунт на відстані 2-3 см один від одного. Це звичайний омметр, який входить до будь-якого цифрового або аналогового тестера. Раніше такі інструменти називали авометрами.

Також існують прилади із вбудованим або виносним індикатором для оперативного контролю за станом ґрунту.

Легко зробити замір різниці провідності електричного струмуперед поливом та після поливу на прикладі горщика з домашньою рослиною алое. Показання до поливу 101.0 кОм.

Показання після поливу через 5 хвилин 12.65 кОм.

Але звичайний тестер лише покаже опір ділянки ґрунту між електродами, але зможе допомогти в автополиві.

Принцип дії автоматики

У системах автополиву зазвичай діє правило «поливай чи не поливай». Як правило, ніхто не потребує регулювання сили напору води. Це з використанням дорогих керованих клапанів та інших, непотрібних, технологічно складних, пристроїв.

Майже всі запропоновані на ринку датчики вологості, окрім двох електродів, мають у своїй конструкції компаратор. Це найпростіший аналого-цифровий прилад, який перетворює вхідний сигнал цифрову форму. Тобто при встановленому рівнівологості ви отримаєте на його виході одиницю чи нуль (0 або 5 вольт). Цей сигнал стане вихідним для наступного виконавчого пристрою.

Для автополиву найбільш раціональним буде використання як виконавчий пристрій електромагнітного клапана. Він включається в розрив труби і може використовуватися в системах мікро-краплинного зрошення. Включається подачею напруги 12 ст.

Для простих систем, що працюють за принципом "датчик спрацював - вода пішла", достатньо використання компаратора LM393. Мікросхема є здвоєним операційним підсилювачем з можливістю отримання на виході командного сигналу при регульованому рівні вхідного. Чіп має додатковий аналоговий вихід, який можна підключити до програмованого контролера або тестера. Приблизний радянський аналог здвоєного компаратора LM393 – мікросхема 521СА3.

На малюнку представлено готове реле вологості разом із датчиком у китайському виконанні всього за 1$.

Нижче представлений посилений варіант, з вихідним струмом 10А при змінній напрузідо 250 В, за 3-4 $.

Системи автоматизації поливу

Якщо вас цікавить повноцінна система автополива, то необхідно задуматися про придбання програмованого контролера. Якщо ділянка невелика, то достатньо встановити 3-4 датчики вологості для різних типівполиву. Наприклад, сад потребує меншого поливу, малина любить вологу, а для баштана достатньо води з ґрунту, за винятком надмірно посушливих періодів.

На підставі власних спостережень та вимірювань датчиків вологості можна приблизно розрахувати економічність та ефективність подачі води на ділянках. Процесори дозволяють вносити сезонні коригування, можуть використовувати показання вимірювачів вологості, враховують випадання опадів, пору року.

Деякі датчики вологості ґрунту оснащені інтерфейсом RJ-45 для підключення до мережі. Прошивка процесора дозволяє налаштувати систему так, що вона сповіщатиме про необхідність поливу через соціальні мережіабо SMS-повідомленням. Це зручно у тих випадках, коли неможливо підключити автоматизовану системуполиву, наприклад, для кімнатних рослин.

Для системи автоматизації поливу зручно використовувати контролериз аналоговими та контактними входами, які з'єднують усі датчики та передають їх показання по єдиній шині до комп'ютера, планшета або мобільного телефону. Управління виконавчими приладами відбувається через WEB-інтерфейс. Найбільш поширені універсальні контролери:

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

Це гнучкі пристрої, що дозволяють точно налаштувати систему автополиву та довірити їй повний контроль над садом та городом.

Проста схема автоматизації поливу

Найпростіша системаавтоматизації поливу складається з датчика вологості та керуючого пристрою. Можна виготовити датчик вологості ґрунту своїми руками. Знадобиться два цвяхи, резистор із опором 10 кОм та джерело живлення з вихідною напругою 5 В. Підійде від мобільного телефону.

Як прилад, який видасть команду до поливу, можна використовувати мікросхему. LM393. Можна придбати готовий вузол або зібрати його самостійно, тоді знадобляться:

  • резистори 10 ком - 2 шт;
  • резистори 1 ком - 2 шт;
  • резистори 2 ком - 3 шт;
  • змінний резистор 51-100 ком - 1 шт;
  • світлодіоди – 2 шт;
  • діод будь-який, не потужний – 1 шт;
  • транзистор, будь-яка середня потужність PNP (наприклад, КТ3107Г) – 1 шт;
  • конденсатори 0.1 мк - 2 шт;
  • мікросхема LM393 - 1 шт;
  • реле з порогом спрацьовування 4;
  • монтажна плата.

Схема для збирання представлена ​​нижче.

Після складання підключіть модуль до блока живлення та датчика рівня вологості ґрунту. На вихід компаратора LM393 приєднайте тестер. За допомогою резистора налаштування встановіть поріг спрацьовування. Згодом треба буде його відкоригувати, можливо, неодноразово.

Принципова схема та розпинування компаратора LM393 представлена ​​нижче.

Найпростіша автоматизація готова. Достатньо підключити до замикаючих клем виконавчий пристрій, наприклад, електромагнітний клапан, що включає і відключає подачу води.

Виконавчі пристрої автоматизації поливу

Основним виконавчим пристроєм автоматизації поливу є електронний клапан з регулюванням потоку води та без. Другі дешевше, простіше в обслуговуванні та управлінні.

Існує безліч керованих кранів та інших виробників.

Якщо на вашій ділянці трапляються проблеми з подачею води, купуйте електромагнітні клапаниіз датчиком потоку. Це запобігає вигоранню соленоїда при падінні тиску води або припиненні водопостачання.

Недоліки автоматичних систем поливу

Грунт неоднорідний і відрізняється за своїм складом, тому один датчик вологості може показувати різні дані на сусідніх ділянках. Крім того, деякі ділянки затемнюються деревами і більш вологі, ніж ті, що розташовані на сонячних місцях. Також значний вплив має наближеність ґрунтових вод, їхній рівень по відношенню до горизонту.

Використовуючи автоматизовану систему поливу, слід враховувати краєвид місцевості. Ділянку можна розбити на сектори. У кожному секторі встановити один або більше датчиків вологості та розрахувати для кожного власний алгоритм роботи. Це значно ускладнить систему і навряд чи вдасться обійтися без контролера, але згодом майже повністю позбавить вас витрати часу на безглузде стояння зі шлангом в руках під спекотним сонцем. Ґрунт буде наповнюватися вологою без вашої участі.

Побудова ефективної системиавтоматизованого поливу не може ґрунтуватися лише на показаннях датчиків вологості ґрунту. Неодмінно слід додатково використовувати температурні та світлові сенсори, враховувати фізіологічну потребу у воді рослин різних видів. Необхідно також враховувати сезонні зміни. Багато компаній, що виробляють комплекси автоматизації поливу, пропонують гнучке програмне забезпеченнядля різних регіонів, площ і сільськогосподарських культур, що вирощуються.

Купуючи систему з датчиком вологості, не піддавайтеся на дурні рекламні слогани: наші електроди вкриті золотом. Навіть якщо це так, то ви лише збагатите ґрунт благородним металом у процесі електролізу пластин та гаманці не дуже чесних бізнесменів.

Висновок

У статті розповідалося про датчики вологості грунту, які є основним контрольним елементом автоматичного поливу. А також було розглянуто принцип дії системи автоматизації поливу, яку можна придбати у готовому вигляді або зібрати самому. Найпростіша система складається з датчика вологості та керуючого пристрою, схема складання якої своїми руками також була представлена ​​у цій статті.