Sveiki visi, šiandien mūsų straipsnyje apžvelgsime, kaip savo rankomis pasidaryti dirvožemio drėgmės jutiklį. Savarankiškos gamybos priežastis gali būti jutiklio susidėvėjimas (korozija, oksidacija) arba tiesiog nesugebėjimas įsigyti, ilgas laukimas ir noras ką nors padaryti savo rankomis. Mano atveju noras pasigaminti patį jutiklį buvo susidėvėjimas, faktas yra tas, kad jutiklio zondas, esant nuolatinei įtampai, sąveikauja su dirvožemiu ir drėgme, dėl to jis oksiduojasi. Pavyzdžiui, SparkFun jutikliai padengia jį specialiu mišiniu (Electroless Nickel Immersion Gold), kad padidintų darbo išteklius. Taip pat, norint pailginti jutiklio tarnavimo laiką, maitinimą jutikliui geriau tiekti tik matavimų metu.
Vieną "gerą" dieną pastebėjau, kad mano laistymo sistema be reikalo drėkina dirvą, tikrindamas jutiklį nuėmiau zondą nuo grunto ir štai ką pamačiau:

Dėl korozijos tarp zondų atsiranda papildomas pasipriešinimas, dėl to signalas tampa mažesnis ir arduino dirvą laiko sausa. Kadangi naudoju analoginį signalą, nedarysiu grandinės su skaitmenine išvestimi lyginamajame įrenginyje, kad supaprastinčiau grandinę.

Diagramoje parodytas dirvožemio drėgmės jutiklio lygintuvas, dalis, kuri analoginį signalą paverčia skaitmeniniu, pažymėta raudonai. Nepažymėta dalis yra ta dalis, kurios mums reikia norint paversti drėgmę analoginiu signalu, ir mes ją panaudosime. Žemiau pateikiau zondų prijungimo prie arduino schemą.

Kairėje diagramos pusėje parodyta, kaip zondai yra prijungti prie arduino, o aš atnešiau dešinę pusę (su rezistoriumi R2), kad parodyčiau, kaip keičiasi ADC rodmenys. Nuleidus zondus į žemę, tarp jų susidaro pasipriešinimas (schemoje jį rodžiau sąlyginai R2), jei gruntas sausas, tai varža be galo didelė, o jei šlapia, tai linkusi iki 0. Kadangi dvi varžos R1 ir R2 sudaro įtampos daliklį, o vidurio taškas yra išėjimas (out a0), tada įtampa išėjime priklauso nuo varžos R2 vertės. Pavyzdžiui, jei varža R2 = 10Kom, tada įtampa bus 2,5 V. Galite lituoti laidų varžą, kad nebūtų atliktas papildomas atsiejimas, rodmenų stabilumui galite pridėti 0,01 μF kondensatorių tarp maitinimo ir išėjimo. prijungimo schema yra tokia:

Kadangi mes susidorojome su elektrine dalimi, galime pereiti prie mechaninės dalies. Norint pailginti jutiklio tarnavimo laiką, zondų gamybai geriau naudoti medžiagą, kuri yra mažiausiai jautri korozijai. Galite naudoti "nerūdijantį plieną" arba cinkuotą metalą, galite pasirinkti bet kokią formą, galite naudoti net dvi vielos dalis. Zondams pasirinkau "cinkuotą", tvirtinimo medžiagai naudojau nedidelį getinakso gabalėlį. Taip pat verta atsižvelgti į tai, kad atstumas tarp zondų turėtų būti 5–10 mm, tačiau neturėtumėte daryti daugiau. Jutiklių laidus prilitavau prie cinkuotų galų. Štai kas atsitiko pabaigoje:

Išsamaus fotoreportažo nedariau, viskas taip paprasta. Na, o nuotrauka darbe:

Kaip jau minėjau anksčiau, jutiklį geriau naudoti tik matavimo metu. Geriausias variantas yra įjungti per tranzistorių, bet kadangi mano srovės suvartojimas buvo 0,4 mA, galite jį įjungti tiesiai. Norėdami tiekti įtampą matavimų metu, galite prijungti VCC jutiklio kontaktą prie PWM kaiščio arba naudoti skaitmeninę išvestį matavimo metu, kad tiektumėte aukštą (HIGH) lygį, tada nustatykite jį žemai. Taip pat verta atsižvelgti į tai, kad pajungus jutiklį įtampą, reikia šiek tiek palaukti, kol rodmenys stabilizuosis. Pavyzdys per PWM:

Vidinis jutiklis = A0; int galios_jutiklis = 3;

anuliuota sąranka () (
// Įdėkite čia savo sąrankos kodą, kad jis būtų paleistas vieną kartą:
Serial.begin (9600);
analogWrite (power_sensor, 0);
}

tuščioji kilpa () (

vėlavimas (10 000);
Serial.print ("Suhost": ");
Serial.println (analogRead (jutiklis));
analogWrite (power_sensor, 255);
vėlavimas (10 000);
}

Ačiū visiems už dėmesį!

Automatika žymiai supaprastina šiltnamio ar asmeninio sklypo savininko gyvenimą. Automatinė laistymo sistema išgelbės jus nuo monotoniško pasikartojančio darbo, o dirvožemio drėgmės jutiklis padės išvengti vandens pertekliaus – tokį įrenginį surinkti savo rankomis nėra taip sunku. Sodininkui gelbsti fizikos dėsniai: drėgmė dirvožemyje paverčiama elektros impulsų laidininku, o kuo jų daugiau, tuo mažesnė varža.

Sumažėjus drėgmei, atsparumas didėja ir tai padeda sekti optimalų laistymo laiką.

Drėgmės jutiklio konstrukcija ir veikimo principas

Įžeminimo drėgmės jutiklio konstrukcija susideda iš dviejų laidininkų, kurie yra prijungti prie silpno energijos šaltinio, grandinėje turi būti rezistorius. Didėjant skysčio kiekiui erdvėje tarp elektrodų, varža mažėja, o srovė didėja.

Drėgmė išdžiūsta – didėja pasipriešinimas, mažėja srovė.

Kadangi elektrodai liks drėgnoje aplinkoje, rekomenduojama juos įjungti per raktą, kad būtų sumažintas žalingas korozijos poveikis. Tuščiosios eigos metu aparatas išjungiamas ir pradeda tikrinti drėgmę tik paspaudus mygtuką.

Kad šiltnamiuose būtų galima įrengti dirvožemio drėgmės jutiklius, jie užtikrina automatinio drėkinimo valdymą, todėl agregatas gali veikti iš esmės be žmogaus įsikišimo. Tokiu atveju rinkinys nuolat bus darbinės būklės, tačiau reikės stebėti elektrodų būklę, kad jie nepablogėtų dėl korozijos. Tokie įrenginiai gali būti montuojami ant vejos ir lauko lysvių – jie leis akimirksniu paimti reikiamą informaciją.

Be to, visuma yra išaiškinta daug teisingiau nei paprastas lytėjimo pojūtis. Jei žmogus skaičiuoja, kad dirvožemis yra visiškai sausas, jutiklis parodys iki 100 vienetų dirvožemio drėgmės (vertinant dešimtainiu skaičiumi), iš karto po laistymo ši vertė pakyla iki 600-700 vienetų.

Tada jutiklis leis stebėti drėgmės kiekio dirvožemyje pokyčius.

Jei jutiklis turi būti naudojamas lauke, jo viršutinė dalis turi būti užsandarinta, kad būtų išvengta informacijos iškraipymo. Norėdami tai padaryti, jį galima padengti drėgmei atsparia epoksidine derva.

„Pasidaryk pats“ drėgmės jutiklio rinkinys

Jutiklio projektavimo planai yra tokie:

• Pagrindinę dalį sudaro du elektrodai, kurių skersmuo 3-4 mm, jie tvirtinami prie pagrindo iš tekstolito ar kitos nuo korozijos apsaugotos medžiagos.
• Vienoje elektrodų apdailoje reikia nupjauti siūlą, kitaip jie paaštrėja, kad būtų ergonomiškiau panardinti į žemę.
• PCB plokštėje išgręžiamos skylės, į kurias įsukami elektrodai, tvirtinami veržlėmis ir poveržlėmis.
• Išeinantys laidai turi būti dedami po poveržlėmis, po kurių elektrodai izoliuojami. Elektrodų, kurie bus panardinami į žemę, ilgis yra apie 4-10 cm, priklausomai nuo naudojamo konteinerio ar atviros lovos.
• Kad jutiklis veiktų, reikalingas 35 mA srovės šaltinis, o agregatui reikalinga 5 V įtampa. Priklausomai nuo skysčio kiekio žemėje, grįžtamojo signalo diapazonas bus 0-4,2 V. Atsparumo praradimas parodys vandens kiekį žemėje.
• Įžeminimo drėgmės jutiklio prijungimas atliekamas 3 laidais prie procesoriaus, tam galima įsigyti, pavyzdžiui, Arduino. Valdiklis leis agregatą prijungti su zumeriu, kad būtų duodamas garsinis signalas, kai žemės drėgmė per žema, arba prie LED, keičiantis jutiklio veikimui, keisis apšvietimo ryškumas.

Toks savadarbis įrenginys gali tapti automatinio drėkinimo dalimi Smart House agregate, pavyzdžiui, naudojant MegD-328 Ethernet valdiklį. Žiniatinklio sąsaja rodo drėgmės lygį 10 bitų visuma: diapazonas nuo 0 iki 300 rodo, kad dirvožemis yra visiškai išdžiūvęs, 300-700 - žemėje yra pakankamai drėgmės, daugiau nei 700 - dirvožemis yra šlapias ir laistyti nereikia.

Konstrukcija, susidedanti iš valdiklio, relės ir baterijos, gali būti išimama į bet kokį tinkamą dėklą, kuriam galima pritaikyti bet kokią plastikinę dėžutę.

Namuose drėgmės jutiklio pritaikymas bus itin paprastas ir tuo pačiu patikimas.

Drėgmės jutiklio taikymo sritys

Naudoti dirvožemio drėgmės jutiklį galima labai įvairiais būdais. Dažniausiai jie naudojami kartu su automatiniu ir rankiniu augalų laistymu:

1. Jas galima įrengti gėlių vazonuose, jei augalai jautrūs vandens lygiui dirvoje. Kalbant apie sukulentus, pavyzdžiui, kaktusus, reikia paimti ilgus elektrodus, kurie reaguos į drėgmės lygio pokyčius būtent prie šaknų. Be to, jie gali būti naudojami kitiems augalams ir žibuoklių su trapių šaknų kompleksu. Prijungus prie šviesos diodo, galėsite nustatyti, kada laikas laistyti.
2. Jie yra būtini organizuojant augalų laistymą šiltnamyje. Pagal panašų principą, be to, planuojami oro drėgmės jutikliai, kurie reikalingi norint pradėti augalų purškimą. Visa tai automatiškai užtikrins normalų atmosferos drėgmės augalų laistymo lygį ir laistymą.
3. Dachoje jutiklių naudojimas leis nepamiršti kiekvienos sodo lysvės laistymo laiko, pati elektrotechnika pasakys apie vandens kiekį dirvožemyje. Tai leis išvengti per didelio laistymo, jei liūtis praėjo palyginti neseniai.
4. Naudoti jutiklius labai patogu ir kai kuriais antraisiais atvejais. Pavyzdžiui, jie leis kontroliuoti dirvožemio drėgmę rūsyje ir po namu prie pamatų. Bute jį galima įrengti po kriaukle: jei vamzdis pradės varvėti, automatika iš karto tai pasakys ir bus galima išvengti vėlesnių remonto darbų bei kaimynų užtvindymo.
5. Paprastas jutiklinis įrenginys leis vos per porą dienų visas problemines namo ir sodo vietas aprūpinti įspėjimų rinkiniu. Jei elektrodai yra pakankamai ilgi, jų pagalba bus galima valdyti vandens lygį, pavyzdžiui, nenatūraliai mažame rezervuare.

Nepriklausoma jutiklių gamyba padės jūsų namuose įrengti automatinę valdymo sistemą už minimalią kainą.

Gamyklinius komponentus nesunku įsigyti internetu ar specialioje parduotuvėje, solidi dalis prietaisų gali būti surinkta iš medžiagų, kurių nuolat randama elektriko namuose.

„Pasidaryk pats“ žemės drėgmės jutiklis. Naujokas AVR.

Dirvožemio drėgmės jutiklis „pasidaryk pats“. Naujokas AVR.

Ne visi sodų ir daržų savininkai turi galimybę kasdien pasirūpinti savo sodinukais. Nepaisant to, be laiku laistymo negalite tikėtis gero derliaus.

Problemos sprendimas bus automatinė sistema, leidžianti užtikrinti, kad jūsų svetainėje esantis dirvožemis išlaikytų reikiamą drėgmės laipsnį visą jūsų nebuvimą. Pagrindinis bet kokio automatinio drėkinimo komponentas yra dirvožemio drėgmės jutiklis.

Drėgmės jutiklio koncepcija

Drėgmės jutiklis turi ir kitus pavadinimus. Jis vadinamas drėgmės matuokliu arba drėgmės jutikliu.

Kaip matote dirvožemio drėgmės jutiklių nuotraukoje, toks prietaisas yra įrenginys, susidedantis iš dviejų laidų, prijungtų prie silpno elektros šaltinio.

Didėjant drėgmei tarp elektrodų, srovės stiprumas ir varža mažėja, ir atvirkščiai, jei dirvožemyje nėra pakankamai vandens, šie rodikliai didėja. Prietaisas įsijungia paprastu mygtuko paspaudimu.

Reikėtų nepamiršti, kad elektrodai bus drėgnoje dirvoje. Todėl rekomenduojama įrenginį įjungti raktu. Tai sumažins neigiamą korozijos poveikį.

Kam reikalingas šis įrenginys

Drėgmės matuokliai montuojami ne tik lauke, bet ir šiltnamiuose. Laistymo laiko kontrolė yra tai, kam naudojami dirvožemio drėgmės jutikliai. Jums nieko nereikia daryti, tiesiog įjunkite įrenginį. Tada jis veiks be jūsų dalyvavimo.

Tačiau sodininkai ir sodininkai turėtų stebėti elektrodų būklę, nes dėl to jie gali rūdyti ir sugesti.

Dirvožemio drėgmės jutiklių tipai

Panagrinėkime, kokie yra dirvožemio drėgmės jutikliai. Paprastai jie skirstomi į:

Talpa. Jų konstrukcija panaši į oru aušinamo kondensatoriaus. Darbas pagrįstas oro dielektrinių savybių pasikeitimu priklausomai nuo jo drėgmės, dėl ko padidėja arba sumažėja talpa.

Atsparus. Jų veikimo principas – keisti higroskopinės medžiagos atsparumą, priklausomai nuo to, kiek joje yra drėgmės.

Psichometrinis. Tokių jutiklių veikimo principas ir konstrukcija bus sudėtingesni. Jis pagrįstas fizine šilumos nuostolių garavimo metu savybe. Prietaisas susideda iš sauso ir šlapio detektoriaus. Pagal temperatūrų skirtumą tarp jų sprendžiamas vandens garų kiekis ore.

Aspiracija. Šis tipas daugeliu atžvilgių panašus į ankstesnįjį, skirtumas yra ventiliatorius, skirtas oro mišinio siurbimui. Aspiraciniai prietaisai drėgmei nustatyti naudojami vietose, kur oro judėjimas yra silpnas arba su pertrūkiais.

Kokį drėgmės jutiklį pasirinkti, priklauso nuo kiekvieno konkretaus atvejo. Įrenginio pasirinkimui įtakos turi ir pas Jus įrengtos automatinės laistymo sistemos savybės bei Jūsų finansinės galimybės.

Medžiagos, reikalingos jutikliui sukurti savo rankomis

Jei nuspręsite patys gaminti drėgmės matuoklį, turite pasiruošti:

• elektrodai, kurių skersmuo 3-4 mm - 2 vnt.;
• tekstolito pagrindas;
• veržlės ir poveržlės.

Gamybos instrukcija

Kaip savo rankomis pasidaryti dirvožemio drėgmės jutiklį? Štai trumpa pamoka:

• 1 veiksmas. Pritvirtinkite elektrodus prie pagrindo.
• 2 veiksmas. Nupjaukite siūlą elektrodų galuose ir pagaląskite jį iš galo, kad būtų lengviau panardinti į dirvą.
• 3 veiksmas. Pagrinde padarome skylutes ir įsukame į jas elektrodus. Kaip tvirtinimo detales naudojame veržles ir poveržles.
• Žingsnis 4. Parenkame reikiamus laidus, kurie tinka poveržlėms.
• 5 veiksmas. Izoliuokite elektrodus. Įgiliname juos į žemę 5 - 10 cm.

Pastaba!

Jutiklio veikimui reikalinga: 35 mA srovė ir 5 V įtampa. Pabaigoje trimis laidais sujungiame įrenginį, kurį prijungiame prie mikroprocesoriaus.

Valdiklis leidžia sujungti jutiklį su garsiniu signalu. Po to duodamas signalas, jei drėgmės kiekis dirvoje smarkiai sumažėja. Alternatyva garso signalui – užsidega lemputė.

Dirvos drėgmės jutiklis, be jokios abejonės, yra būtinas dalykas ūkyje. Jei turite vasarnamį ar daržą, būtinai pasirūpinkite jo įsigijimu. Be to, visai nebūtina pirkti įrenginio, nes jį nesunkiai pasigaminsite patys.

Dirvožemio drėgmės jutiklių nuotrauka

Pastaba!

Pastaba!

Esu rašęs daug atsiliepimų apie vasarnamius, o kadangi kalbame apie vasarnamius, automatinis laistymas yra viena iš prioritetinių automatizavimo sričių. Tuo pačiu visada norisi atsižvelgti į kritulius, kad nevažinėtų veltui siurbliai ir neužtvindytų lovų. Nemažai kopijų buvo sulaužyta siekiant sklandžiai gauti dirvožemio drėgmės duomenis. Apžvalgoje yra dar vienas variantas, atsparus išoriniams poveikiams.

Pora jutiklių atvežta per 20 dienų individualiuose antistatiniuose maišeliuose:




Charakteristikos pardavėjo svetainėje :):
Prekinis ženklas: ZHIPU
Tipas: vibracijos jutiklis
Medžiaga: Mišinys
Išėjimas: perjungimo jutiklis

Išpakavimas:


Vielos ilgis yra apie 1 metrą:


Be paties jutiklio, rinkinyje yra valdymo šalikas:




Jutiklio jutiklių ilgis yra apie 4 cm:


Jutiklio antgaliai atrodo kaip grafitas – juodai išsitepa.
Prilituojame kontaktus prie skarelės ir bandome prijungti jutiklį:




Labiausiai paplitęs dirvožemio drėgmės jutiklis Kinijos parduotuvėse yra šis:


Daugelis žmonių žino, kad po trumpo laiko jį suryja išorinė aplinka. Korozijos įtakos poveikį galima šiek tiek sumažinti, prieš pat matavimą įjungus maitinimą ir išjungus, kai nėra matavimo. Bet tai mažai keičiasi, štai kaip manasis atrodė po poros mėnesių naudojimo:




Kažkas bando naudoti storą varinę vielą arba nerūdijančio plieno strypus, alternatyva, sukurta specialiai agresyviai aplinkai, yra peržiūros objektas.

Padėkime plokštę iš komplekto į šalį ir pasirūpinkime pačiu jutikliu. Jutiklis yra varžinio tipo, jis keičia savo varžą priklausomai nuo aplinkos drėgmės. Logiška, kad be drėgnos aplinkos jutiklio atsparumas yra didžiulis:


Nuleidžiame jutiklį į stiklinę vandens ir matome, kad jo varža bus apie 160 kOhm:


Jei jį išimsite, viskas grįš į pradinę būseną:


Pereikime prie bandymų ant žemės. Sausoje dirvoje matome:


Įpilame šiek tiek vandens:


Daugiau (apie litrą):


Beveik visiškai išpiltas pusantro litro:


Įpyliau dar litrą ir laukiau 5 minutes:

Plokštėje yra 4 kaiščiai:
1+ maitinimo šaltinis
2 žemė
3 skaitmeninis išėjimas
4 analoginis išėjimas
Surinkus numerį paaiškėjo, kad analoginis išėjimas ir įžeminimas yra tiesiogiai prijungti prie jutiklio, todėl jei planuojate naudoti šį jutiklį prijungdami prie analoginio įėjimo, plokštė neturi didelės prasmės. Jei nėra noro naudoti valdiklio, galite naudoti skaitmeninį išvestį, atsako slenkstis reguliuojamas ant plokštės esančiu potenciometru. Pardavėjo rekomenduojama laidų schema naudojant skaitmeninę išvestį:


Kai naudojate skaitmeninę įvestį:


Sudarykime nedidelį išdėstymą:


Arduino Nano čia naudojau kaip maitinimo šaltinį neįkeldamas programos. Skaitmeninis išėjimas yra prijungtas prie šviesos diodo. Smagu, kad raudona ir žalia šviesos diodai ant plokštės dega bet kurioje potenciometro padėtyje ir jutiklio aplinkos drėgnumas, vienintelis dalykas, kai suveikia slenkstis, žalia šviesa šiek tiek silpniau:


Nustatę slenkstį, nustatome, kad kai nurodyta drėgmė skaitmeninėje išvestyje yra 0, o esant drėgmės trūkumui, maitinimo įtampa yra:




Na, o kadangi savo rankose turime valdiklį, tai rašysime programą, kuri patikrins analoginio išėjimo veikimą. Prijunkite jutiklio analoginį išvestį prie „Arduino Nano“ kaiščio A1, o šviesos diodą - prie D9 kaiščio.
const int analogInPin = A1; // jutiklio const int analogOutPin = 9; // Išvestis į LED int sensorValue = 0; // nuskaityti reikšmę iš jutiklio int outputValue = 0; // reikšmė, siunčiama į PWM išvestį su LED galios sąranka () (Serial.begin (9600);) tuščioji kilpa () (// nuskaityti jutiklio reikšmę sensorValue = analogRead (analogInPin); // išversti galimo jutiklio diapazoną reikšmės (400-1023 - nustatyta eksperimentiškai) // į PWM išvesties diapazoną 0-255 outputValue = žemėlapis (sensorValue, 400, 1023, 0, 255); // įjunkite LED esant tam tikro ryškumo analogWrite (analogOutPin, outputValue); // atspausdinkite mūsų numerius Serial.print ("sensor ="); Serial.print (sensorValue); Serial.print ("\ t output ="); Serial.println (outputValue); // delsos delsa (2 ;))
Komentavau visą kodą, šviesos diodo ryškumas atvirkščiai proporcingas jutiklio nustatytai drėgmei. Jei reikia ką nors valdyti, užtenka gautą reikšmę palyginti su eksperimentiškai nustatyta riba ir, pavyzdžiui, įjungti relę. Vienintelis dalykas, kurį rekomenduoju, yra apdoroti kelias vertes ir naudoti vidurkį, kad būtų galima palyginti su slenksčiu, todėl galimi atsitiktiniai šuoliai ar kritimai.
Panardiname jutiklį ir matome:


Valdiklio išvestis:

Jei jį išimsite, valdiklio išvestis pasikeis:

Šio bandomojo kūrimo vaizdo įrašas:

Apskritai jutiklis man patiko, susidaro įspūdis, kad jis yra atsparus išorinės aplinkos poveikiui, ar taip yra - laikas parodys.
Šis jutiklis negali būti naudojamas kaip tikslus drėgmės indikatorius (kaip ir visi panašūs), jo pagrindinis pritaikymas yra nustatyti slenkstį ir analizuoti dinamiką.

Jei bus įdomu, aš ir toliau rašysiu apie savo dachos amatus.
Ačiū visiems, kurie perskaitė šią apžvalgą iki galo, tikiuosi, kad kam nors ši informacija bus naudinga. Visapusiška dirvožemio drėgmės ir gerumo kontrolė!