See artikkel tekkis seoses hooldamiseks mõeldud automaatse kastmismasina ehitamisega toataimed. Ma arvan, et kastmismasin ise võib isetegijale huvi pakkuda, aga nüüd räägime mulla niiskusandurist. https://site/

Youtube'i kõige huvitavamad videod

Proloog.

Muidugi enne ratta leiutamist surfasin Internetis.

Niiskuse andurid tööstuslik tootmine osutus liiga kalliks ja ma ei leidnud kunagi üksikasjalik kirjeldus vähemalt üks selline andur. Läänest meile saabunud “sigade taskus” kauplemise mood näib olevat juba tavaks saanud.

Kuigi võrgus on omatehtud amatöörandurite kirjeldusi, töötavad need kõik põhimõttel, et mõõta pinnase takistust alalisvoolule. Ja juba esimesed katsed näitasid selliste arengute täielikku ebaõnnestumist.

Tegelikult see mind väga ei üllatanud, sest mäletan siiani, kuidas lapsepõlves proovisin mõõta pinnase takistust ja avastasin selles... elektrivoolu. See tähendab, et mikroampermeetri nõel registreeris kahe maasse torgatud elektroodi vahel voolava voolu.

Terve nädala kestnud katsed näitasid, et pinnase vastupidavus võib muutuda üsna kiiresti ning see võib perioodiliselt suureneda ja seejärel väheneda ning nende kõikumiste periood võib olla mitmest tunnist kümnete sekunditeni. Lisaks erinevates lillepotid, mullakindlus muutub erineval viisil. Nagu hiljem selgus, valib naine iga taime jaoks individuaalse mullakoostise.

Algul loobusin täielikult pinnasetakistuse mõõtmisest ja hakkasin isegi induktsioonandurit ehitama, kuna leidsin Internetist tööstusliku niiskusanduri, mida kirjeldati kui induktsiooni. Kavatsesin võrdlusostsillaatori sagedust võrrelda teise ostsillaatori sagedusega, mille mähis on pandud taimega potile. Aga kui hakkasin seadet prototüüpima, meenus mulle järsku, kuidas sattusin kunagi “astmepinge” alla. See ajendas mind tegema uut katset.

Ja tõepoolest, Internetist leitud omatehtud kujundused, tehti ettepanek mõõta pinnase takistust alalisvoolule. Mis siis, kui proovite takistust mõõta vahelduvvool? Lõppude lõpuks ei tohiks lillepott teoreetiliselt muutuda akuks.

Panin kokku lihtsa skeemi ja katsetasin kohe erinevatel muldadel. Tulemus oli julgustav. Kahtlaseid tendentse resistentsuse suurenemise või vähenemise suunas ei tuvastatud isegi mitme päeva jooksul. Hiljem kinnitas see oletus vooluga kastmismasin, kelle töö põhines sarnasel põhimõttel.

Pinnase niiskuse läveanduri elektriahel.

Uurimistöö tulemusena ilmus see vooluahel ühele kiibile. Kõik loetletud mikroskeemid sobivad: K176LE5, K561LE5 või CD4001A. Müüme neid mikroskeeme ainult 6 sendi eest.

Pinnase niiskuse andur on läviseade, mis reageerib vahelduvvoolu takistuse muutustele (lühikesed impulsid).

Põhiostsillaator on monteeritud elementidele DD1.1 ja DD1.2, mis genereerib impulsse umbes 10-sekundiliste intervallidega. https://site/

Eraldavad kondensaatorid C2 ja C4. Need ei lähe mõõteahelasse D.C. mida muld tekitab.

Takisti R3 määrab reaktsiooniläve ja takisti R8 tagab võimendi hüstereesi. Trimmeri takisti R5 seab sisendi DD1.3 esialgse eelpinge.

Kondensaator C3 on mürakaitse ja takisti R4 määrab maksimaalse sisendtakistuse mõõteahel. Mõlemad elemendid vähendavad anduri tundlikkust, kuid nende puudumine võib põhjustada valehäireid.

Samuti ei tohiks valida mikroskeemi toitepinget, mis on alla 12 V, kuna see vähendab signaali-müra suhte vähenemise tõttu seadme tegelikku tundlikkust.

Mulla niiskus on mullateaduses, geoloogias, ökoloogias ja aianduses kõige olulisem agrotehniline parameeter, millel on tõsine mõju ökoloogilise süsteemi – biogeocenoosi – kvaliteetsele toimimisele. Tänapäeval on selle mõõtmiseks palju võimalusi. Selles artiklis räägime mulla niiskuse määramisest ja võrdleme erinevate seadmete efektiivsust selle mõõtmiseks.

Mulla niiskuse vajaduse põhjused

Niiskus on üks peamisi mulla viljakust mõjutavaid tegureid. See rakendab järgmisi ülesandeid:

• köögiviljade rikastamine ja puuviljakultuurid vesi;
• mulla niiskus mõjutab õhu hulka, soola taset ja kahjulike komponentide olemasolu;
• annab maa plastilise ja tiheda struktuuri;
• mõjutab nii temperatuuri kui ka soojusmahtuvust;
• ei võimalda mulla ilmastikumõju;
• näitab mulla võimet agrotehnilistele ja põllumajanduslikele protsessidele.

Taimeorganismi täielikuks toimimiseks peaksid selle rakud ja ka kuded saama piisavalt vett, eriti eluprotsesside aktiveerumisel.

Optimaalne mulla niiskustase

Näpunäide nr 1. Tuleb arvestada, et idanemise ajal peaks optimaalse õhuniiskuse tase olema kõrgem kui põllukultuuride valmimise ajal.

Kuidas määrata mulla niiskust

Tänapäeval on mulla niiskuse arvutamiseks järgmised meetodid:

• termostaat-kaal;
• radioaktiivne - on maapinnast leitud radioaktiivsete ainete kiirguse mõõtmine;
• elektriline – sisse antud juhul määratakse mulla takistus, juhtivus, induktiivsus ja mahtuvus;
• deformatsioonimõõtur - meetod põhineb vee pinge erinevusel faasipiiride vahel;
• optiline - seda meetodit iseloomustab valgusvoogude peegeldusvõime;
• ekspressmeetodid, eriti organoleptilised.

Lihtsamad ja levinumad on termostaadi kaalu ja organoleptilised meetodid. Esimene on kõige täpsem ja teine ​​võtab omakorda vähe aega ega vaja erivarustus. Elektritakistuse määramise seadmed on loetletud tabelis.

Elektritakistuse määramine

Sel juhul kasutatakse andureid, mis on valmistatud kipsist. Need andurid sisaldavad 2 elektroodi, mis on otse arvestiga ühendatud. Elektritakistus materjal sõltub vedeliku olemasolust selles, mis vastavalt mõõdab mulla niiskuse taset. Maasse tehakse vajaliku sügavusega augud ja seejärel asetatakse neisse andurid. Anduri elemendi ja maapinna vaheline tihe kontakt on oluline (see on vajalik tegur kõigi niiskusmõõturite puhul).

Kaasaegsetes andurite tüüpides kasutatakse spetsiaalset membraani ümbritsevat granuleeritud materjali ja perforeeritud katteid, mis on valmistatud terasest või PVC-st. See tagab andurite pikema tööea, kiirema reageerimisaja ja täpsemad mõõtmised. Neid andureid saab kasutada niisutussüsteemides, mida juhitakse automaatselt. Dielektriliste sondidega varustatud niiskuse määramise instrumendid on loetletud tabelis.

Mõõtmised TDR ja EDR dielektriliste sondide abil

Pinnase niiskuse näitajate määramine selle meetodi abil toimub dielektrilise keskkonna arvutamise teel, mis sõltub mulla niiskusest. Niiskuse kontrollimine maapinnas kutsub esile selle dielektrilise konstandi muutuse ja see võimaldab mõõta nende parameetrite vahelist seost. Seda tüüpi andurite eeliseks on võimalus edastada mõõtmisi ilma juhtmeteta.

Tänapäeval on ka seadmeid, mille sondid asuvad pidevalt torus vajalikul sügavusel. Sel juhul võetakse näidud automaatselt ja edastatakse seejärel vaatlejale. Sellest tulenevalt on nende seadmete hind palju kõrgem. Pinnase tensiomeetrite abil mõõtmise instrumendid on loetletud tabelis.

Tensiomeetri meetod niiskuse mõõtmiseks

Tensiomeeter koosneb keraamilisest filtrist, plasttoru ja vaakummanomeetrit, kohe pärast veega täitmist, mis lastakse rõhu arvutamiseks maasse. Vedelik liigub kaasa keraamiline element, mis põhjustab rõhu muutust torus, samuti muutusi arvesti näitudes. Pärast hüdratatsiooniprotseduuri või sademeid maapinnas ei sisene vesi torusse enne, kui potentsiaal nihkub pinnase ja tensiomeetri vahel. Seadmed on erineva pikkusega torud, mida saab osta ja mis on mõeldud erinevatel sügavustel maapinna niiskustasemete arvutamiseks.

Seadmeid kasutatakse reeglina kastmise alguse ja lõpu määramiseks. Eelistatav on paigutada need erinevale sügavusele, näiteks 20 või 40 sentimeetrile. Seadme uuringu tulemuste põhjal on võimalik mõõta kastmise algusperioodi (pinna lähedal asuva seadme andmete alusel), samuti kastmise lõpuaega (vastavalt sügavamal asuv seade).

Kuidas suurendada mulla niiskust

Niiskuse suurendamiseks, näiteks kasvuhoones, tuleks pritsida põllukultuure, radu, kütteseadmeid ja ka klaaslagi ja suurendada niisutust. Lisaks voolikuga kastmisele kasutatakse tänapäeval farmides: kastmist, maapealset kastmist ja tilguti niisutamine. Kõige populaarsem on piserdamine, sel juhul kastetakse taimi samaaegselt, vähendatakse lehestiku temperatuuri ja aurustumist ning välistatakse põllukultuuride ülekuumenemine.

Vihje nr 2. Mulla niiskuse taseme vähendamiseks kasvuhoone struktuur tuleks läbi viia ventilatsioon, õhutemperatuuri tõsta, kastmise arvu ja mahtu vähendada.

Kas piirkond mõjutab mulla niiskust?

Moskva piirkonda iseloomustavad podsoolsed, mätas-podsoolsed mullad, hallid metsamullad ja tšernozemid. Uurali territooriumi jaoks - savine, liivane ja podzolic. Podzolilised mullad on Siberis tavalised. Volga piirkonnas on tšernozemid ja podsoolsed mullad ning sisse Leningradi piirkond Sageli leidub podsoolseid muldasid.

Kuidas arvutada optimaalset kastmisperioodi ja -hulka

Paljud uuringud näitavad, et taimeorganismi veevajaduse optimaalseimaid näitajaid võib nimetada füsioloogiliseks seisundiks sellest taimest, lehestiku imemisjõud, rakumahla kontsentratsioon ja osmootne rõhk jne:

• Tihti harjutatakse niisutuskuupäevade määramist visuaalsel meetodil, st välismärkide abil;
• järgmine soovituslik meetod on mulla niiskuse mõõtmine puudutusega;
• Ligikaudsed niisutusmäärad saab määrata kogukiirguse abil. Viimast mõõdetakse sel juhul kastmisprotseduuride vahel.

Niisutusskeem erineva mullaniiskuse korral

Mulla niiskus on üks peamisi viljakuse tegureid. Vaatleme mulla niisutamise peamisi nõudeid erinevad etapid köögivilja- ja puuviljakultuuride kasvatamine:

• mõõdukas kastmine - ärge lubage vettimist ja ka täiesti kuiv muld;
• lehtede pihustamine õitsemise ajal - toimub rikkalik kastmine suveaeg, pärast õitsemise lõppu viiakse taim harva läbi puhkeperioodil;
• pihustamine soojal aastaajal - muld vajab suvel rikkalikku kastmist, külma ilmaga väheneb.

Vastused levinud küsimustele

Küsimus nr 1. Kuidas teha kindlaks, kas mullas on piisavalt niiskust?

Kui teie sõrmede vahele ei ilmu niiskust, peate võtma natuke maad ja pigistama seda, avage peopesa. Mullatükk ei ole lagunenud – see tähendab, et niiskustase on rahuldav.

Küsimus nr 2. Kuidas saate kasvuhoonestruktuuris mulla niiskust suurendada?

Sel juhul on vaja kastmist suurendada, temperatuuri veidi alandada ning ka taimi, mulda ja radu veega piserdada.

Küsimus nr 3. Millisel taimede kasvuperioodil vajavad nad kõige rohkem niiskust?

Kasvuperioodil vajavad taimeorganismid kõige enam intensiivset kastmist.

Küsimus nr 4. Milline on parim meetod mulla niiskuse mõõtmiseks?

Kõige lihtsamad ja populaarsemad on termostaadi kaalu ja organoleptilised meetodid.

Aedniku vead, mis põhjustavad vettimist

• Peamine viga seisneb maa reguleerimata niisutamises.
• Tähele tuleb panna ka seda, et vettimisele kalduvate muldade lupjamist ja korralikku väetamist ei toimu.
• Aednikud unustavad sageli ka organiseerimise. drenaažisüsteem. Kõik see mõjutab üldiselt negatiivselt mulla kvaliteeti.

Sellisena on niiskuse puudumise või vettimise mõisted üsna suhtelised. Kõrge õhuniiskus muld kombineerituna suuremahulisega mineraalsed toidulisandid, aga ka soodsad temperatuurinäitajad, aktiveerib intensiivset fotosünteesi, põllukultuuride kiiret kasvu ja kogu biomassi suurenemist. Seega, kui temperatuur langeb, on sarnasel suurenenud niisutamisel negatiivne mõju. Nagu näete, on selline parameeter nagu mulla niiskus mis tahes põllukultuuri kasvatamisel väga oluline. erinevat tüüpi muldadel ja erinevatel kliimalaiustel.

Paljud aednikud ja aednikud on ilma jäetud võimalusest igapäevaselt hooldada istutatud köögivilju, marju, viljapuud töökoormuse või puhkuse tõttu. Taimed vajavad aga õigeaegset kastmist. Lihtsate automatiseeritud süsteemide abil saate tagada, et teie objekti pinnas säilitab vajaliku ja stabiilne niiskus kogu teie äraoleku ajal. Aia automaatse kastmissüsteemi ehitamiseks vajate peamist juhtelementi - mulla niiskuse andurit.

Niiskuse andur

Niiskusandureid nimetatakse mõnikord ka niiskusmõõturiteks või niiskusanduriteks. Peaaegu kõik müügil olevad mulla niiskusmõõturid mõõdavad niiskust takistusmeetodil. See ei ole täiesti täpne meetod, kuna see ei võta arvesse mõõdetava objekti elektrolüüsiomadusi. Seadme näidud võivad sama mulla niiskuse, kuid erineva happesuse või soolasisaldusega olla erinevad. Kuid katseaednike jaoks pole instrumentide absoluutnäidud nii olulised kui suhtelised, mida saab teatud tingimustel veevarustuse täiturmehhanismi jaoks reguleerida.

Resistiivse meetodi olemus seisneb selles, et seade mõõdab takistust kahe maasse asetatud juhtme vahel, mis asuvad üksteisest 2-3 cm kaugusel. See on normaalne oommeeter, mis sisaldub igas digitaal- või analoogtesteris. Varem nimetati selliseid instrumente avomeetrid.

Samuti on seadmeid, millel on sisseehitatud või kaugnäidik operatiivjuhtimine pinnase seisundi üle.

Juhtivuse erinevust on lihtne mõõta elektrivool enne kastmist ja pärast kastmist majaaaloe taimega poti näitel. Näidud enne kastmist 101,0 kOhm.

Näidud pärast kastmist 5 minuti pärast 12,65 kOhm.

Kuid tavaline tester näitab ainult pinnase takistust elektroodide vahel, kuid ei saa aidata automaatse kastmisega.

Automatiseerimise tööpõhimõte

Automaatsetes kastmissüsteemides kehtib tavaliselt reegel "kasta või ära kasta". Reeglina ei pea keegi veesurvet reguleerima. Selle põhjuseks on kallite juhitavate ventiilide ja muude mittevajalike tehnoloogiliselt keerukate seadmete kasutamine.

Peaaegu kõik turul pakutavad niiskusandurid on lisaks kahele elektroodile oma disainiga võrdleja. See on lihtsaim analoog-digitaalseade, mis teisendab sissetuleva signaali digitaalseks. See tähendab, et määratud niiskustaseme korral saate selle väljundis ühe või nulli (0 või 5 volti). Sellest signaalist saab järgneva täiturmehhanismi allikas.

Automaatse kastmise puhul oleks kõige ratsionaalsem variant kasutada täiturmehhanismina solenoidklappi. See sisaldub torumurdes ja seda saab kasutada ka mikrotilgakastmissüsteemides. Sisse lülitatud 12 V toitega.

Lihtsate süsteemide jaoks, mis töötavad põhimõttel "andur käivitub - vesi voolab", piisab komparaatori kasutamisest LM393. Mikroskeem on kahekordne operatiivvõimendi, mis suudab vastu võtta väljundis käsusignaali reguleeritava sisendi tasemel. Kiibil on täiendav analoogväljund, mida saab ühendada programmeeritava kontrolleri või testeriga. Kahe komparaatori ligikaudne nõukogude analoog LM393- mikroskeem 521CA3.

Joonisel on näidatud valmis niiskusrelee koos Hiinas valmistatud anduriga vaid 1 dollari eest.

Allpool on tugevdatud versioon, mille väljundvool on 10A vahelduvpingel kuni 250 V, 3-4 dollari eest.

Niisutusautomaatikasüsteemid

Kui olete huvitatud täisväärtuslikust automaatsest kastmissüsteemist, peate mõtlema programmeeritava kontrolleri ostmisele. Kui ala on väike, siis piisab 3-4 niiskusanduri paigaldamisest erinevat tüüpi glasuur. Näiteks aed vajab vähem kastmist, vaarikad armastavad niiskust ja melonid vajavad mullast piisavalt vett, välja arvatud äärmiselt kuival perioodil.

Enda vaatluste ja niiskusandurite mõõtmiste põhjal saate ligikaudselt välja arvutada piirkondade veevarustuse tasuvuse ja efektiivsuse. Protsessorid võimaldavad teha hooajalisi kohandusi, kasutada niiskusmõõturite näitu ning arvestada sademete ja aastaajaga.

Mõned mulla niiskuse andurid on varustatud liidesega RJ-45 võrguga ühenduse loomiseks. Protsessori püsivara võimaldab teil süsteemi konfigureerida nii, et see teavitab teid kastmise vajadusest sotsiaalmeedia või SMS-sõnum. See on mugav juhtudel, kui ühenduse loomine on võimatu automatiseeritud süsteem kastmist näiteks toataimede puhul.

Mugav kasutada niisutusautomaatika süsteemis kontrollerid analoog- ja kontaktsisenditega, mis ühendavad kõik andurid ja edastavad nende näidud ühe siini kaudu arvutisse, tahvelarvutisse või mobiiltelefon. Täiturmehhanisme juhitakse WEB-liidese kaudu. Kõige tavalisemad universaalsed kontrollerid on:

• MegaD-328;
• Arduino;
• jahimees;
• Toro;
• Amtega.

See paindlikud seadmed, mis võimaldab teil automaatset kastmissüsteemi täpselt häälestada ja usaldada sellele täielik kontroll oma aia üle.

Lihtne niisutusautomaatika skeem

Lihtsaim süsteem kastmisautomaatika koosneb niiskusandurist ja juhtseadmest. Mulla niiskusanduri saate teha oma kätega. Vaja läheb kahte naela, takistit takistusega 10 kOhm ja toiteallikat väljundpingega 5 V. Sobib mobiiltelefonist.

Mikrolülitust saab kasutada seadmena, mis annab kastmiskäskluse LM393. Saate osta valmis seadme või ise kokku panna, siis vajate:

• 10 kOhm takistid – 2 tk;
• 1 kOhm takistid – 2 tk;
• 2 kOhm takistid – 3 tk;
• muutuvtakisti 51-100 kOhm – 1 tk.;
• LEDid – 2 tk;
• mis tahes diood, mitte võimas - 1 tk;
• transistor, mis tahes keskmise võimsusega PNP (näiteks KT3107G) – 1 tk;
• kondensaatorid 0,1 μ – 2 tk.;
• kiip LM393- 1 tükk;
• relee, mille töölävi on 4 V;
• trükkplaat.

Kokkupaneku skeem on toodud allpool.

Pärast kokkupanekut ühendage moodul toiteallika ja mulla niiskustaseme anduriga. Võrdleja väljundisse LM393ühendage tester. Ehitustakisti abil määrake reaktsioonilävi. Aja jooksul tuleb seda kohandada, võib-olla rohkem kui üks kord.

Komparaatori skemaatiline diagramm ja pinout LM393 allpool esitatud.

Lihtsaim automatiseerimine on valmis. Piisab, kui ühendada sulgemisklemmidega täiturmehhanism, näiteks elektromagnetiline klapp, mis lülitab veevarustuse sisse ja välja.

Niisutusautomaatika ajamid

Peamine täiturmehhanism Niisutusautomaatika on elektrooniline ventiil veevoolu reguleerimisega ja ilma. Viimased on odavamad, neid on lihtsam hooldada ja hallata.

Kontrollitavaid kraanasid ja muid tootjaid on palju.

Kui teie piirkonnas on probleeme veevarustusega, ostke vooluanduriga solenoidventiilid. See hoiab ära solenoidi läbipõlemise, kui veesurve langeb või veevarustus katkeb.

Automaatsete niisutussüsteemide puudused

Pinnas on heterogeenne ja erineb oma koostiselt, mistõttu võib üks niiskusandur näidata naaberaladel erinevaid andmeid. Lisaks on mõned alad puude varjus ja niiskemad kui päikesepaistelistel aladel. Märkimisväärset mõju avaldab ka lähedus põhjavesi, nende tase horisondi suhtes.

Automatiseeritud niisutussüsteemi kasutamisel tuleks arvestada piirkonna maastikuga. Saidi saab jagada sektoriteks. Paigaldage igasse sektorisse üks või mitu niiskusandurit ja arvutage igaühe jaoks oma tööalgoritm. See muudab süsteemi märkimisväärselt keerulisemaks ja on ebatõenäoline, et saate ilma kontrollerita hakkama, kuid hiljem säästab see teid peaaegu täielikult aja raiskamisest, voolik käes kuuma päikese all seistes. Pinnas täidetakse niiskusega ilma teie osaluseta.

Ehitus tõhus süsteem automatiseeritud niisutus ei saa põhineda ainult mulla niiskusandurite näitudel. Täiendavalt tuleb kasutada temperatuuri- ja valgusandureid ning arvestada erinevate liikide füsioloogilise veevajadusega. Arvestada tuleb ka hooajaliste muutustega. Paljud niisutusautomaatika komplekse tootvad ettevõtted pakuvad paindlikku tarkvara Sest erinevad piirkonnad, kasvatatavad alad ja põllukultuurid.

Niiskusanduriga süsteemi ostmisel ärge laske end eksitada rumalate turundusloosungitega: meie elektroodid on kaetud kullaga. Isegi kui see nii on, rikastate mulda väärismetalliga ainult plaatide ja mitte väga ausate ärimeeste rahakottide elektrolüüsi käigus.

Järeldus

See artikkel rääkis mulla niiskuse anduritest, mis on automaatse kastmise peamine juhtelement. Räägiti ka kastmisautomaatikasüsteemi tööpõhimõttest, mida saab osta valmisna või ise kokku panna. Lihtsaim süsteem koosneb niiskusandurist ja juhtseadmest, mille isetegemise koosteskeem oli ka käesolevas artiklis ära toodud.