Ovaj je članak nastao u vezi s konstrukcijom automatskog stroja za zalijevanje za njegu sobnih biljaka. Mislim da bi sama prskalica mogla biti od interesa za kućnu radinost, ali sada ćemo razgovarati o senzoru vlage u tlu. https: // stranica /

Najzanimljiviji videozapisi na Youtubeu

Prolog.

Naravno, prije ponovnog pronalaska kotača, prešao sam preko interneta.

Ispostavilo se da su industrijski senzori vlage preskupi i još uvijek nisam mogao pronaći detaljan opis barem jednog takvog senzora. Čini se da je moda za trgovinu "mačkama u vrećama", koja nam je došla sa Zapada, postala norma.

Iako na mreži postoje opisi samostalnih amaterskih senzora, svi oni rade na principu mjerenja otpora tla na istosmjernu struju. I prvi eksperimenti pokazali su potpunu nedosljednost takvog razvoja.

Zapravo me to zapravo nije iznenadilo, jer se još uvijek sjećam kako sam u djetinjstvu pokušavao izmjeriti otpor tla i otkrio ... električnu struju u njemu. Odnosno, strelica mikroampermetra zabilježila je struju koja teče između dviju elektroda zabijenih u zemlju.

Pokusi, koji su trajali čitav tjedan, pokazali su da se otpor tla može prilično brzo promijeniti, a može se povremeno povećavati, a zatim smanjivati, a razdoblje tih kolebanja može biti od nekoliko sati do desetaka sekundi. Osim toga, u različitim cvjetnim loncima otpor tla mijenja se na različite načine. Kao što se kasnije pokazalo, supruga odabire individualni sastav tla za svaku biljku.

U početku sam potpuno napustio mjerenje otpora tla i čak sam počeo graditi indukcijski senzor, budući da sam na mreži pronašao industrijski senzor vlage, o kojem je pisalo da je induktivan. Namjeravao sam usporediti frekvenciju referentnog oscilatora s frekvencijom drugog oscilatora, čiji se svitak stavlja na posudu s biljkom. Ali kad sam počeo izrađivati \u200b\u200bprototipove uređaja, iznenada sam se sjetio kako sam jednom došao pod "naponski stupanj". To me ponukalo da pokušam još jedan eksperiment.

Zapravo, u svim samonapravljenim strukturama pronađenim u mreži predloženo je mjerenje otpora tla na istosmjernu struju. Što ako pokušate izmjeriti AC otpor? Uostalom, u teoriji, tada se saksija ne bi trebala pretvoriti u "bateriju".

Sastavio sam najjednostavniju shemu i odmah je testirao na različitim tlima. Rezultat je bio ohrabrujući. Ni nekoliko dana nisu pronađene sumnjive tendencije ka povećanju ili smanjenju otpora. Kasnije je ta pretpostavka potvrđena na operativnom stroju za zalijevanje čiji se rad temeljio na sličnom principu.

Električni krug praga osjetnika vlage u tlu.

Kao rezultat istraživanja, ovaj se krug pojavio na jednom jedinom mikrovezju. Bilo koji od navedenih mikrovezja učinit će: K176LE5, K561LE5 ili CD4001A. Ove mikroveznice prodajemo za samo 6 centi.

Osjetnik vlage u tlu je granični uređaj koji reagira na promjene otpora izmjenične struje (kratki impulsi).

Na elementima DD1.1 i DD1.2 sastavlja se glavni oscilator koji proizvodi impulse s intervalom od oko 10 sekundi. https: // stranica /

Kondenzatori za razdvajanje C2 i C4. Oni ne propuštaju istosmjernu struju koju stvara tlo u mjerni krug.

Otpornik R3 postavlja prag, a otpor R8 osigurava histerezu pojačala. Trimer R5 postavlja početni pomak na ulazu DD1.3.

Kondenzator C3 je kondenzator protiv smetnji, a otpor R4 određuje najveći ulazni otpor mjernog kruga. Oba ova elementa smanjuju osjetljivost senzora, ali njihovo odsustvo može dovesti do lažnih alarma.

Također ne biste trebali birati mrežni napon ispod 12 V, jer to smanjuje stvarnu osjetljivost uređaja zbog smanjenja omjera signal-šum.

Mnogi vrtlari i vrtlari uskraćeni su za mogućnost svakodnevne brige o zasađenom povrću, bobicama, voćkama zbog opterećenja ili dok su na odmoru. Međutim, biljke trebaju pravovremeno zalijevanje. Uz pomoć jednostavnih automatiziranih sustava možete osigurati da tlo na vašem mjestu održava potrebnu i stabilnu vlagu tijekom vašeg odsustva. Da biste izgradili vrtni sustav za navodnjavanje, trebat će vam glavni upravljački element - senzor vlažnosti tla.

Senzor vlage

Senzori vlage se ponekad nazivaju i mjeračima vlage ili senzorima vlage. Gotovo svi mjerači vlažnosti tla na tržištu mjere vlagu na otporan način. Ova metoda nije u potpunosti točna, jer ne uzima u obzir svojstva elektrolize izmjerenog objekta. Očitavanja uređaja mogu se razlikovati pri istoj vlažnosti tla, ali s različitom kiselošću ili udjelom soli. Ali eksperimentalni vrtlari nisu toliko važni oko apsolutnih očitanja uređaja kao relativna, koja se pod određenim uvjetima mogu prilagoditi za pogon vodoopskrbe.

Bit otporne metode je u tome što uređaj mjeri otpor između dva vodiča smještena u tlu na međusobnoj udaljenosti 2-3 cm. Ovo je normalno ohmmetarkoji je uključen u bilo koji digitalni ili analogni tester. Prije su se nazivali takvi alati avometri.

Postoje i uređaji s ugrađenim ili daljinskim indikatorom za operativno praćenje stanja tla.

Lako je izmjeriti razliku u električnoj vodljivosti prije zalijevanja i nakon zalijevanja na primjeru lonca s domaćom biljkom aloe. Očitavanja prije zalijevanja 101,0 kOhm.

Očitavanja nakon zalijevanja za 5 minuta 12,65 kΩ.

No, obični tester pokazat će samo otpor područja tla između elektroda, ali neće moći pomoći u automatskom zalijevanju.

Načelo rada automatizacije

Automatski sustavi za navodnjavanje obično imaju pravilo "voda ili ne voda". U pravilu nitko ne mora regulirati tlak vode. To je zbog upotrebe skupih kontroliranih ventila i drugih, nepotrebnih, tehnološki složenih uređaja.

Gotovo svi senzori vlažnosti na tržištu, osim dvije elektrode, imaju svoj dizajn komparator... Ovo je najjednostavniji analogno-digitalni uređaj koji pretvara dolazni signal u digitalni oblik. Odnosno, na zadanoj razini vlage dobit ćete na njegovom izlazu jedan ili nula (0 ili 5 volti). Ovaj signal postat će izvor za sljedeći aktuator.

Za autopoliranje najracionalnije bi bilo koristiti elektromagnetski ventil kao aktuator. Ugrađen je u pucanje cijevi, a može se koristiti i u sustavima mikro navodnjavanja kap po kap. Uključuje se primjenom napona od 12 V.

Za jednostavne sustave koji rade na principu "senzor se aktivirao - voda je otišla", dovoljno je upoređivati LM393... Mikrovez je dvostruko operativno pojačalo s mogućnošću primanja naredbenog signala na izlazu s podesivom ulaznom razinom. Čip ima dodatni analogni izlaz koji se može povezati s programabilnim kontrolerom ili testerom. Približni sovjetski analog dvostruke usporedbe LM393 - mikrovezje 521CA3.

Na slici je gotov prekidač za vlažnost s kineskim senzorom za samo 1 USD.

Ispod je poboljšana verzija, s izlaznom strujom od 10A na izmjeničnom naponu do 250 V, za 3-4 dolara.

Sustavi za automatizaciju navodnjavanja

Ako ste zainteresirani za punopravni sustav za navodnjavanje vodom, tada morate razmisliti o kupnji programabilnog kontrolera. Ako je područje malo, tada je dovoljno instalirati 3-4 senzora vlažnosti za različite vrste navodnjavanja. Primjerice, vrt treba manje zalijevati, maline vole vlagu, a dinje je dovoljno i iz tla, osim u pretjerano sušnim razdobljima.

Na temelju vlastitih opažanja i mjerenja senzora vlage možete približno izračunati ekonomičnost i učinkovitost opskrbe vodom na tim područjima. Procesori omogućuju sezonska podešavanja, mogu koristiti očitanja mjerača vlage, uzeti u obzir padaline, sezonu.

Neki senzori vlage u tlu opremljeni su sučeljem RJ-45 za spajanje na mrežu. Firmver procesora omogućuje vam konfiguriranje sustava tako da će vas putem društvenih mreža ili SMS-a obavijestiti o potrebi zalijevanja. To je prikladno u slučajevima kada je nemoguće povezati automatizirani sustav navodnjavanja, na primjer, za sobne biljke.

Prikladno je koristiti za sustav automatizacije navodnjavanja kontroleri s analognim i kontaktnim ulazima koji povezuju sve senzore i svoja očitanja prenose preko jedne sabirnice na računalo, tablet ili mobitel. Izvršnim uređajima upravlja se putem WEB sučelja. Najčešći univerzalni kontroleri su:

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

To su fleksibilni uređaji koji vam omogućuju precizno podešavanje automatskog sustava za navodnjavanje i povjeravanje potpune kontrole nad vrtom i povrtnjakom.

Jednostavna shema automatizacije navodnjavanja

Najjednostavniji sustav automatizacije za navodnjavanje sastoji se od senzora vlažnosti i uređaja za upravljanje. Možete napraviti senzor vlažnosti tla vlastitim rukama. Trebat će vam dva čavla, 10K otpornik i napajanje od 5 V. Pogodno s mobilnog telefona.

Mikrovez se može koristiti kao uređaj koji će izdati naredbu za zalijevanje LM393... Možete kupiti gotovu jedinicu ili je sami sastaviti, tada će vam trebati:

• otpornici 10 kOhm - 2 kom;
• otpornici 1 kOhm - 2 kom;
• otpornici 2 kOhm - 3 kom;
• promjenjivi otpor 51-100 kOhm - 1 komad;
• lED diode - 2 kom;
• bilo koja dioda, nije moćna - 1 komad;
• tranzistor, bilo koja prosječna snaga PNP (na primjer, KT3107G) - 1 kom;
• kondenzatori 0,1 mikrona - 2 kom;
• čip LM393 - 1 računalo;
• relej s pragom od 4 V;
• pločica.

Dijagram montaže predstavljen je u nastavku.

Nakon montaže, spojite modul na napajanje i senzor razine vlage u tlu. Na izlaz komparatora LM393 spojite ispitivač. Postavite prag odziva pomoću otpornika za obrezivanje. S vremenom će to trebati ispraviti, moguće više puta.

Shematski dijagram i pinout usporednika LM393 predstavljeni u nastavku.

Najjednostavnija automatizacija je spremna. Dovoljno je spojiti pogon na stezaljke za zatvaranje, na primjer, magnetni ventil koji uključuje i isključuje dovod vode.

Pokretači za automatizaciju navodnjavanja

Glavni pogon za automatizaciju navodnjavanja je elektronički ventil sa i bez regulacije protoka vode. Potonji su jeftiniji, lakši za održavanje i upravljanje.

Postoje mnogi kontrolirani kranovi drugih proizvođača.

Ako imate problema s opskrbom vodom u vašem području, kupite magnetne ventile s osjetnikom protoka. To će spriječiti izgaranje solenoida kad padne tlak vode ili prestane dovod vode.

Mane automatskih sustava za navodnjavanje

Tlo je heterogeno i razlikuje se po sastavu, pa jedan senzor vlage može prikazati različite podatke o susjednim područjima. Uz to, neka su područja zamračena drvećem i vlažnija su od onih na suncu. Također, blizina podzemnih voda, njihov nivo u odnosu na horizont, ima značajan utjecaj.

Kada koristite automatizirani sustav navodnjavanja, trebali biste uzeti u obzir krajolik područja. Parcela se može podijeliti na sektore. Ugradite jedan ili više senzora vlage u svaki sektor i izračunajte vlastiti algoritam rada za svaki sektor. To će znatno zakomplicirati sustav i malo je vjerojatno da ćete moći bez regulatora, no naknadno će vas gotovo u potpunosti spasiti od gubljenja vremena na apsurdnom stajanju s crijevom u rukama pod sunčanim suncem. Tlo će se napuniti vlagom bez vašeg sudjelovanja.

Izgradnja učinkovitog automatiziranog sustava za navodnjavanje ne može se temeljiti samo na očitanjima senzora vlažnosti tla. Nužno je dodatno koristiti temperaturne i svjetlosne senzore, uzimajući u obzir fiziološku potrebu za vodom u biljkama različitih vrsta. Također se moraju uzeti u obzir sezonske promjene. Mnoge tvrtke koje proizvode sustave automatizacije navodnjavanja nude fleksibilan softver za različite regije, područja i uzgajane usjeve.

Kada kupujete sustav sa senzorom vlage, nemojte se zavaravati glupim marketinškim sloganima: naše su elektrode pozlaćene. Čak i ako je to tako, tlo ćete obogatiti plemenitim metalom samo u procesu elektrolize ploča i novčanika ne baš poštenih poslovnih ljudi.

Zaključak

Ovaj je članak govorio o senzorima vlage u tlu, koji su glavni kontrolni element automatskog navodnjavanja. Također je razmotren princip rada sustava automatizacije navodnjavanja, koji možete kupiti gotovi ili sami sastaviti. Najjednostavniji sustav sastoji se od senzora vlage i uređaja za upravljanje, čiji je dijagram sklopa "uradi sam" također predstavljen u ovom članku.

Biljke su puno svjesnije stanja tla. Već smo razgovarali o tome kako se pomoću njih mogu odrediti hranjive tvari (uključujući i one) u našim krevetima; naučili kako prepoznati tlo po divljim biljkama koje na njemu rastu. Danas imamo jednako važnu temu - kako uz pomoć biljaka odrediti vrstu vodnog režima na zemljištu.

Biljkama je važno koliko rastopljene snježne vode može pohraniti tlo, koliko često će ljeti padati kiša, kakvu će temperaturu korijenje morati apsorbirati. Nije sva voda njihova radost.
Svima su poznati pojmovi "visoko močvara" i "tundra". Čini se da u tim prirodnim zemljama uvijek ima obilje vode, tlo je uvijek vlažno. Ali tamošnje su biljke doista žedne. Mahovine tundre ne dopuštaju prolazak topline, oni su poput izolatora - ispod njih je uvijek hladnije nego iznad njih. Stoga je voda ispod mahovine hladna, biljke je slabo apsorbiraju. A otopljene huminske kiseline čine ga previše kiselim. Stvarno takvo tlo stručnjaci ne nazivaju fiziološki suhim. Koji je rezultat? Biljke u uzdignutim močvarama i tundri prisiljene su štedjeti vodu, kao što to čine biljke u sušnim regijama. Nema veze što mnogi od njih doslovno stoje u vodi.

Čak i na močvarnim mjestima ima suše, pa su brusnice nestale iz močvare u regiji Voronjež nakon sušnog razdoblja. Pokazalo se da je odsutnost vlage destruktivnija od njezina vječnog viška.

Što raste gdje

Na dobro navlaženim (ali ne močvarnim) tlima (prženje) raste timotej, rang, lira, kiselica. Uobičajena zlatica voli pjeskovita tla iz kojih voda brzo odlazi, dok kanadska zlatica preferira livadsko tlo, ali teško, vlažno.

Močvarni neven raste u dugim trakama uz obale rijeka i potoka, ali tamo gdje je tlo močvarno, područja su niska. U takvim uvjetima podjednako joj je dobro i na sjevernim otocima, gdje se galebovi gnijezde i kolonije ptica, i u puno toplijoj klimi na teritoriju Altaja.

Podzemna voda

Druga razina dubine podzemne vode je od jednog metra do jednog i pol. Ovdje se jednostavnim korakom na stazi ne stvaraju jame i u njima se ne pojavljuje voda. Međutim, biljni korijeni mogu ga lako doseći.

Dublja razina podzemne vode - od jednog i pol metra.

A tu je i vrh. Na suhom području u proljeće (nakon topljenja snijega) ili ljeti (nakon obilnih kiša), lokve se iznenada pojave na površini tla. To se događa kada se ispod tla nalazi sloj gline koji sprečava odlazak vode. Stvaraju se mini-močvare, tlo je zakiseljeno. Iako je najniža veličina približno tanjura, ali u njoj je samo šalica vode.
Tada vam je potreban bunar ili mali ribnjak na najnižoj točki kopna.

Je li moguće razumjeti na kojoj je dubini voda?

Kad se podzemna voda nalazi ispod jednog i pol metra, oni se talože na tim područjima (može rasti samo na tlima gdje je podzemna voda duboka!), Vatra, goli sladić ,.

I grmlje, povrće, cvijeće može se uzgajati na razini podzemne vode od 1-1,5 metara od zemljine površine, na razini od 0,5-1 metra - samo povrće i cvijeće, a zatim i na gredicama.

Ako je voda još bliža, tada je potrebna, i to ne u jednoj prigradskoj zemlji, već u svim vrtlarstvima. Odvojena neovisna država može ispuniti zemlju na svom teritoriju kako bi razina bila prihvatljiva za biljke.

Ako je podzemna voda dublja od dva metra, možete rasti i. Ako tlo ne sadrži čistu vodu, već mineraliziranu (odnosno salamuru), tada se ne bi smjelo dizati iznad 3,5 metra. Dobro za vrtlara i vrtlara kada su do vode četiri metra. Tada će rasti i stabla jabuka i kruške!

Opcije ...

Možete iskopati duboku rupu (1,5 metra). Ili navečer prisilite mjesto s limenkama od tri litre, a ujutro da vidite ima li na zidovima puno vode u obliku kondenzata - to je ono što vodonosnici traže. Samo su sve ove metode dugotrajne.

Napisao sam mnogo recenzija o ljetnim vikendicama, a budući da govorimo o ljetnim vikendicama, automatsko zalijevanje jedno je od prioritetnih područja automatizacije. Istodobno, uvijek želite uzeti u obzir padaline, kako ne biste uzalud vozili pumpe i ne preplavili krevete. Dosta je primjeraka razbijeno na putu do neprimjetnog dobivanja podataka o vlažnosti tla. Pregled sadrži još jednu mogućnost koja je otporna na vanjske utjecaje.

Par senzora stigao je za 20 dana u pojedinačnim antistatičkim vrećicama:




Karakteristike na web mjestu prodavatelja :):
Marka: ZHIPU
Tip: senzor vibracije
Materijal: Blend
Izlaz: prekidački senzor

Raspakiranje:


Duljina žice je oko 1 metar:


Uz sam senzor, komplet uključuje i kontrolni šal:




Duljina senzorskih senzora je oko 4 cm:


Savjeti senzora izgledaju poput grafita - zaprljaju se u crnoj boji.
Zalemimo kontakte na šal i pokušamo spojiti senzor:




Najčešći senzor vlage u tlu u kineskim trgovinama je:


Mnogi ljudi znaju da ga nakon kratkog vremena pojede vanjsko okruženje. Učinak utjecaja korozije može se malo smanjiti primjenom snage neposredno prije mjerenja i isključivanjem kad se ne vrše mjerenja. Ali to se ne mijenja puno, evo kako su moji izgledali nakon par mjeseci korištenja:




Netko pokušava koristiti debelu bakrenu žicu ili šipke od nehrđajućeg čelika, alternativa dizajnirana posebno za agresivno okruženje djeluje kao predmet pregleda.

Stavimo ploču iz kompleta na stranu i pobrinimo se za sam senzor. Senzor je otpornog tipa koji mijenja svoj otpor ovisno o vlažnosti okoliša. Logično je da je bez vlažnog okruženja otpor senzora ogroman:


Spuštamo senzor u čašu vode i vidimo da će njegov otpor biti oko 160 kΩ:


Ako ga izvadite, tada će se sve vratiti u prvobitno stanje:


Prijeđimo na ispitivanje na terenu. U suhom tlu vidimo sljedeće:


Dodajmo malo vode:


Više (oko litre):


Gotovo potpuno izlio jednu i pol litru:


Dodao sam još litru i pričekao 5 minuta:

Ploča ima 4 pina:
1 + napajanje
2 zemljište
3 digitalna izlaza
4 analogna izlaza
Nakon biranja, ispostavilo se da su analogni izlaz i uzemljenje izravno povezani sa senzorom, pa ako planirate koristiti ovaj senzor spajanjem na analogni ulaz, ploča nema previše smisla. Ako ne želite koristiti regulator, tada možete koristiti digitalni izlaz, prag odziva podešava se potenciometrom na ploči. Shema ožičenja koju preporučuje prodavatelj kada koristi digitalni izlaz:


Kada koristite digitalni ulaz:


Sastavimo mali izgled:


Ovdje sam koristio Arduino Nano kao izvor napajanja bez učitavanja programa. Digitalni izlaz spojen je na LED. Smiješno je da su crvene i zelene LED diode na ploči uključene u bilo kojem položaju potenciometra i vlažnosti okoline senzora, jedino što se aktivira prag, zelena svijetli malo slabije:


Nakon postavljanja praga, dobivamo da kada je navedena vlažnost na digitalnom izlazu 0, uz nedostatak vlage, opskrbni napon:




Pa, budući da imamo kontroler u svojim rukama, napisat ćemo program za testiranje rada analognog izlaza. Spojite analogni izlaz senzora na pin A1, a LED na pin D9 Arduino Nano-a.
const int analogInPin \u003d A1; // const senzora int analogOutPin \u003d 9; // izlaz na LED int sensorValue \u003d 0; // očitavanje vrijednosti sa senzora int outputValue \u003d 0; // vrijednost dana PWM izlazu s LED void setup () (Serial.begin (9600);) void loop () (// čitanje vrijednosti senzora sensorValue \u003d analogRead (analogInPin); // prevođenje raspona mogućih senzora vrijednosti (400-1023 - eksperimentalno postavite) // na opseg izlaza PWM 0-255 outputValue \u003d map (sensorValue, 400, 1023, 0, 255); // uključimo LED na zadanoj svjetlini analogWrite (analogOutPin, outputValue); // ispisujemo naše brojeve Serial.print ("sensor \u003d"); Serial.print (sensorValue); Serial.print ("\\ t output \u003d"); Serial.println (outputValue); // kašnjenje odgode (2 );)
Komentirao sam cijeli kod, svjetlina LED-a je obrnuto proporcionalna vlažnosti koju je detektirao senzor. Ako je potrebno nešto kontrolirati, tada je dovoljno usporediti dobivenu vrijednost s eksperimentalno određenim pragom i, na primjer, uključiti relej. Jedino što preporučujem je obraditi nekoliko vrijednosti i upotrijebiti prosjek za usporedbu s pragom, tako da su mogući slučajni skokovi ili padovi.
Potopimo senzor i vidimo:


Izlaz kontrolera:

Ako uklonite izlaz kontrolera, promijenit će se:

Video ove testne građe:

Općenito, svidio mi se senzor, odaje dojam da je otporan na utjecaj vanjskog okruženja, je li to tako - vrijeme će pokazati.
Ovaj se senzor ne može koristiti kao točan pokazatelj vlažnosti (kao i svi slični), njegova glavna primjena je određivanje praga i analiza dinamike.

Ako je zanimljivo, nastavit ću pisati o svojim dacha zanatima.
Zahvaljujem svima koji su ovu recenziju pročitali do kraja, nadam se da će nekome ove informacije biti korisne. Potpuna kontrola nad vlagom i dobrotom tla!