이 기사는 다음의 관리를 위한 자동 급수기의 건설과 관련하여 작성되었습니다. 실내 식물. DIYer에게는 물주기 자체가 흥미로울 수 있다고 생각하지만 이제 토양 수분 센서에 대해 이야기하겠습니다. https://사이트/

유튜브에서 가장 흥미로운 동영상

프롤로그.

물론 바퀴를 재발명하기 전에 저는 인터넷을 서핑했습니다.

습도 센서 산업 생산품가격이 너무 비싸서 결국 찾지 못했어요 상세 설명적어도 하나의 그러한 센서. 서양에서 우리에게 온 "돼지 속의 돼지"를 거래하는 패션은 이미 표준이 된 것 같습니다.

네트워크에 수제 아마추어 센서에 대한 설명이 있지만 모두 직류에 대한 토양 저항을 측정하는 원리에 따라 작동합니다. 그리고 첫 번째 실험에서는 그러한 개발이 완전히 실패했음을 보여주었습니다.

사실, 이것은 저를 별로 놀라게 하지 않았습니다. 어렸을 때 토양의 저항을 측정하려고 시도하고 토양에서 전류를 발견한 방법을 아직도 기억하고 있기 때문입니다. 즉, 마이크로 전류계 바늘은 땅에 박힌 두 전극 사이에 흐르는 전류를 기록했습니다.

일주일 내내 진행된 실험에 따르면 토양 저항은 매우 빠르게 변할 수 있으며 주기적으로 증가했다가 감소할 수 있으며 이러한 변동 기간은 몇 시간에서 수십 초에 이를 수 있습니다. 또한, 다른 화분, 토양 저항은 다른 방식으로 변경됩니다. 나중에 밝혀진 것처럼 아내는 각 식물에 대해 개별 토양 구성을 선택합니다.

처음에는 토양 저항 측정을 완전히 포기하고 유도 센서를 만들기 시작했습니다. 인터넷에서 산업용 습도 센서를 발견했는데 유도라고 쓰여 있었습니다. 나는 기준 발진기의 주파수를 다른 발진기의 주파수와 비교하려고했는데, 그 코일은 식물이있는 화분에 놓여 있습니다. 그러나 장치 프로토타입을 시작했을 때 한때 "단계 전압"을 받았던 방법이 갑자기 기억났습니다. 이로 인해 또 다른 실험을 하게 되었습니다.

그리고 실제로 인터넷에서 찾은 모든 것 중에서 수제 구조물, 직류에 대한 토양 저항을 측정하는 것이 제안되었습니다. 저항을 측정하려고 하면 어떻게 될까요? 교류? 결국 이론적으로 화분은 "배터리"로 바뀌어서는 안됩니다.

나는 간단한 다이어그램을 작성하고 즉시 다른 토양에서 테스트했습니다. 결과는 고무적이었습니다. 며칠 이내에도 저항이 증가하거나 감소하는 의심스러운 경향은 발견되지 않았습니다. 그 후, 이 가정은 현재에 의해 확인되었습니다. 급수기, 그의 작업은 비슷한 원칙을 기반으로 했습니다.

토양 수분 임계값 센서의 전기 회로.

연구 결과 이 ​​회로는 하나의 칩에 등장했다. 나열된 미세 회로 중 하나는 K176LE5, K561LE5 또는 CD4001A입니다. 우리는 이 초소형 회로를 단 6센트에 판매합니다.

토양 수분 센서는 교류(짧은 펄스)에 대한 저항 변화에 반응하는 임계값 장치입니다.

마스터 발진기는 DD1.1 및 DD1.2 요소에 조립되어 약 10초 간격으로 펄스를 생성합니다. https://사이트/

커패시터 C2와 C4를 분리합니다. 측정 회로를 통과하지 못합니다. DC토양이 생성되는 것입니다.

저항 R3은 응답 임계값을 설정하고 저항 R8은 증폭기의 히스테리시스를 제공합니다. 트리머 저항 R5는 입력 DD1.3에서 초기 바이어스를 설정합니다.

커패시터 C3은 잡음 보호 기능을 갖추고 있으며 저항 R4는 최대 입력 저항을 결정합니다. 측정 회로. 이 두 요소 모두 센서의 감도를 감소시키지만 이러한 요소가 없으면 잘못된 경보가 발생할 수 있습니다.

또한 12V보다 낮은 미세 회로 공급 전압을 선택해서는 안 됩니다. 이렇게 하면 신호 대 잡음비 감소로 인해 장치의 실제 감도가 감소하기 때문입니다.

토양 수분은 토양 과학, 지질학, 생태학 및 원예학에서 가장 중요한 농업기술 매개변수이며, 이는 생태계의 품질 기능인 생물 지구화에 심각한 영향을 미칩니다. 오늘날 이를 측정하는 방법은 다양합니다. 이 기사에서는 토양 수분 측정에 대해 이야기하고 이를 측정하는 다양한 장치의 효율성을 비교합니다.

토양 수분이 필요한 이유

습도는 토양 비옥도에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다. 다음 작업을 구현합니다.

• 야채의 농축과 과일 작물물;
• 토양 수분은 공기의 양, 염도 및 유해 성분의 존재에 영향을 미칩니다.
• 지구의 플라스틱 및 조밀한 구조를 제공합니다.
• 온도와 열용량에 영향을 미칩니다.
• 토양 풍화를 허용하지 않습니다.
• 농업 기술 및 농업 과정에 대한 토양의 능력을 보여줍니다.

식물 유기체의 완전한 기능을 위해서는 세포와 조직이 특히 생명 과정이 활성화되는 동안 충분한 물을 받아야 합니다.

최적의 토양 수분 수준

팁 #1. 발아 중 최적 습도 수준은 작물 숙성 중보다 높아야 한다는 점에 유의해야 합니다.

토양 수분을 결정하는 방법

오늘날 토양 수분을 계산하는 방법은 다음과 같습니다.

• 온도 조절기 무게;
• 방사성 - 지구에서 발견되는 방사성 물질의 방사선을 측정한 것입니다.
• 전기 – 안으로 이 경우토양 저항, 전도도, 인덕턴스 및 커패시턴스가 결정됩니다.
• 스트레인 게이지 - 이 방법은 상 경계 사이의 물 장력의 차이를 기반으로 합니다.
• 광학 - 이 방법은 광속의 반사율이 특징입니다.
• 표현 방법, 특히 감각적 방법.

가장 쉽고 가장 일반적인 방법은 온도조절기 무게와 감각수용법입니다.첫 번째가 가장 정확하고 두 번째는 시간이 거의 필요하지 않으며 필요하지 않습니다. 특수 장비. 전기 저항을 결정하는 장치가 표에 나열되어 있습니다.

전기 저항의 결정

이 경우 석고로 만들어진 센서가 사용됩니다. 이 센서에는 측정기에 직접 연결된 2개의 전극이 포함되어 있습니다. 전기 저항재료는 액체의 존재 여부에 따라 달라지며 그에 따라 지구의 수분 수준을 측정합니다. 땅에 필요한 깊이만큼 구멍을 뚫고 그 안에 센서를 배치합니다. 감지 요소와 지면 사이의 긴밀한 접촉이 중요합니다(이는 모든 수분 측정기에 필요한 요소입니다).

최신 유형의 센서는 강철 또는 PVC로 만들어진 특수 멤브레인과 천공된 커버를 둘러싼 세분화된 재료를 사용합니다. 이를 통해 센서의 수명이 길어지고 응답 시간이 빨라지며 측정이 더욱 정확해집니다. 이 센서는 자동으로 제어되는 관개 시스템에 사용될 수 있습니다. 유전체 프로브가 장착된 수분 측정 장비가 표에 나열되어 있습니다.

TDR 및 EDR 유전체 프로브를 사용한 측정

이 방법을 사용하여 토양 수분 지표를 결정하는 것은 토양 수분에 따라 달라지는 유전 매체를 계산하여 수행됩니다. 지면에 수분이 있는지 확인하면 유전율의 변화가 발생하고 이를 통해 이러한 매개변수 간의 관계를 측정할 수 있습니다. 이러한 유형의 센서의 장점은 와이어 없이 측정값을 전송할 수 있다는 것입니다.

오늘날에는 프로브가 파이프의 필요한 깊이에 지속적으로 위치하는 장치도 있습니다. 이 경우 판독값이 자동으로 취해진 다음 관찰자에게 전송됩니다. 따라서 이러한 장치의 가격은 훨씬 높습니다. 토양 장력계를 사용하여 측정하는 장비는 표에 나열되어 있습니다.

습도 측정을 위한 장력계 방법

장력계는 세라믹 필터로 구성됩니다. 플라스틱 파이프및 물을 채운 직후에 땅속으로 내려와 압력을 계산하는 진공압력계로 구성된다. 액체가 따라 움직인다 세라믹 요소, 이는 파이프의 압력 변화와 계기 판독 값의 변화를 유발합니다. 수화 절차 또는 땅에 침전된 후에는 토양과 장력계 사이의 전위가 이동할 때까지 물이 튜브에 유입되지 않습니다. 장치는 다양한 깊이에서 지면의 수분 수준을 계산하기 위해 다양한 길이의 튜브로 구매 가능합니다.

일반적으로 장치는 급수의 시작과 끝을 결정하는 데 사용됩니다. 예를 들어 20cm 또는 40cm와 같이 다른 깊이에 배치하는 것이 좋습니다. 장치 연구 결과를 바탕으로 관개 시작 기간(표면 가까이에 위치한 장치의 데이터 기준)과 관개 종료 시간(측정값에 따라)을 측정할 수 있습니다. 더 깊은 곳에 위치한 장치).

토양 수분을 높이는 방법

예를 들어 온실에서 습도를 높이려면 작물, 길, 난방 장치 등에 살포해야 합니다. 유리 천장관개를 늘리십시오. 호스 관개 외에도 오늘날 농장에서는 살수, 지하 관개 및 물방울 관개. 가장 널리 사용되는 유형은 뿌리는 것입니다. 이 경우 식물에 동시에 물을 공급하고 잎의 온도와 증발을 낮추고 작물의 과열을 제거합니다.

팁 #2. 토양 수분 수준을 낮추려면 온실 구조환기를 실시하고, 공기 온도를 높이고, 물 주는 횟수와 양을 줄여야 합니다..

지역이 토양 수분에 영향을 미치나요?

모스크바 지역은 podzolic, sod-podzolic 토양, 회색 숲 토양 및 chernozems이 특징입니다. Urals 영토의 경우-찰흙, 모래 및 podzolic. Podzolic 토양은 시베리아에서 흔합니다. 볼가(Volga) 지역에는 체르노젬(chernozem)과 포드졸(podzolic) 토양이 있으며, 레닌그라드 지역 Podzolic 토양이 종종 발견됩니다.

최적의 관수 기간과 양을 계산하는 방법

많은 연구에 따르면 식물 유기체의 물 요구에 대한 가장 최적의 지표는 생리적 상태라고 할 수 있습니다. 이 식물의, 잎의 흡인력, 세포 수액의 농도 및 삼투압 등:

• 시각적 방법, 즉 외부 표시를 사용하여 관개 날짜를 결정하는 것이 종종 실행됩니다.
• 다음 지표 방법은 접촉으로 토양 수분을 측정하는 것입니다.
• 대략적인 관개 속도는 총 방사선량을 사용하여 결정할 수 있습니다. 이 경우 후자는 급수 절차 사이의 기간으로 측정됩니다.

다양한 토양 수분에 대한 관개 계획

토양 수분은 다산의 주요 요인 중 하나입니다. 토양 관개에 대한 주요 요구 사항을 고려해 봅시다. 다양한 스테이지야채 및 과일 작물 재배:

• 적당한 급수 - 침수를 허용하지 않으며 또한 완전 건조토양;
• 개화 중 잎 살포 - 풍부한 물 공급이 수행됩니다. 여름 시간, 개화가 끝난 후 휴면 기간 동안 식물은 거의 수행되지 않습니다.
• 따뜻한 계절에 살포 - 토양은 여름에 풍부한 물을 필요로하며 추운 날씨에는 감소합니다.

일반적인 질문에 대한 답변

질문 번호 1.토양에 충분한 수분이 있는지 확인하는 방법은 무엇입니까?

손에 약간의 흙을 쥐고 짜내야합니다. 손가락 사이에 습기가 없으면 손바닥을 펴십시오. 토양 덩어리가 분해되지 않았습니다. 이는 수분 수준이 만족스럽다는 것을 의미합니다.

질문 2번.온실 구조에서 토양 수분을 어떻게 증가시킬 수 있습니까?

이 경우 물을 늘리고 온도를 약간 낮추고 식물, 토양 및 길에 물을 뿌려야합니다.

질문 번호 3.식물이 자라는 동안 가장 많은 수분이 필요한 시기는 언제입니까?

성장기 동안 식물 유기체는 무엇보다도 집중적인 물 공급이 필요합니다.

질문 번호 4.토양 수분을 측정하는 가장 좋은 방법은 무엇입니까?

가장 간단하고 가장 널리 사용되는 방법은 온도 조절 장치 무게 및 관능 방법입니다.

물에 잠기는 원인이 되는 정원사의 실수

• 주된 실수는 규제되지 않은 토지 관개에 있습니다.
• 또한 침수되기 쉬운 토양에는 석회질과 적절한 비료가 없다는 점에 유의해야 합니다.
• 정원사는 또한 종종 정리를 잊어버립니다. 배수 체계. 이 모든 것은 일반적으로 토양의 질에 부정적인 영향을 미칩니다.

따라서 수분 부족이나 침수라는 개념은 상당히 상대적입니다. 높은 습도대규모와 결합된 토양 미네랄 보충제, 유리한 온도 지표뿐만 아니라 강렬한 광합성, 작물의 빠른 성장 및 총 바이오매스의 증가를 활성화합니다. 따라서 온도가 낮아지면 비슷한 수준의 가습도 증가는 부정적인 영향을 미칩니다. 보시다시피 토양 수분과 같은 매개 변수는 작물 재배 과정에서 매우 중요합니다. 다양한 방식토양과 다른 기후 위도.

많은 정원사와 정원사는 심은 야채, 딸기, 과일 나무업무나 휴가로 인해. 그러나 식물에는 적시에 물을 주어야합니다. 간단한 자동화 시스템의 도움으로 현장의 토양이 필요한 토양을 유지하도록 보장할 수 있습니다. 안정된 습도부재중 내내. 정원 자동 급수 시스템을 구축하려면 토양 수분 센서라는 주요 제어 요소가 필요합니다.

습도 센서

습도 센서는 수분 측정기 또는 습도 센서라고도 합니다. 시중에서 판매되는 거의 모든 토양 수분 측정기는 저항 방식을 사용하여 수분을 측정합니다. 이는 측정 대상의 전기분해 특성을 고려하지 않기 때문에 완전히 정확한 방법은 아닙니다. 장치의 판독값은 동일한 토양 수분에서도 다를 수 있지만 산도나 염분 함량이 다릅니다. 그러나 실험적인 정원사의 경우 장비의 절대 판독값은 특정 조건에서 급수 액추에이터에 대해 조정될 수 있는 상대 판독값만큼 중요하지 않습니다.

저항성 방법의 핵심은 장치가 서로 2-3cm 떨어진 땅에 배치된 두 도체 사이의 저항을 측정한다는 것입니다. 이것은 정상입니다 저항계, 이는 모든 디지털 또는 아날로그 테스터에 포함되어 있습니다. 이전에는 이러한 도구를 avometers.

내장형 또는 원격 표시기가 있는 장치도 있습니다. 운영 통제토양의 상태에 대해.

전도도 차이 측정 용이 전류집에서 키우는 알로에 식물이 있는 화분의 예를 사용하여 물을 주기 전과 물을 준 후. 물을 주기 전의 수치는 101.0 kOhm입니다.

5분 후 물을 뿌린 후 판독값 12.65kOhm.

그러나 일반 테스터는 전극 사이의 토양 저항만 표시할 뿐 자동 급수에는 도움을 줄 수 없습니다.

자동화 작동 원리

자동 급수 시스템에는 일반적으로 "물을 주거나 주지 않음" 규칙이 있습니다. 일반적으로 누구도 수압을 조절할 필요가 없습니다. 이는 고가의 제어 밸브 및 기타 불필요하고 기술적으로 복잡한 장치를 사용하기 때문입니다.

두 개의 전극 외에 시중에서 판매되는 거의 모든 습도 센서에는 다음과 같은 설계가 있습니다. 비교기. 이것은 들어오는 신호를 디지털 형식으로 변환하는 가장 간단한 아날로그-디지털 장치입니다. 즉, 설정된 습도 수준에서는 출력에서 ​​1 또는 0(0 또는 5V)을 받게 됩니다. 이 신호는 후속 액추에이터의 소스가 됩니다.

자동 급수의 경우 가장 합리적인 옵션은 솔레노이드 밸브를 액추에이터로 사용하는 것입니다. 이는 파이프 브레이크에 포함되어 있으며 마이크로 드립 관개 시스템에도 사용할 수 있습니다. 12V를 공급하면 켜집니다.

"센서가 트리거되어 물이 흐릅니다"라는 원리로 작동하는 간단한 시스템의 경우 비교기를 사용하는 것으로 충분합니다. LM393. 마이크로 회로는 조정 가능한 입력 레벨의 출력에서 ​​명령 신호를 수신할 수 있는 기능을 갖춘 이중 연산 증폭기입니다. 칩에는 프로그래밍 가능한 컨트롤러나 테스터에 연결할 수 있는 추가 아날로그 출력이 있습니다. 이중 비교기의 대략적인 소련 아날로그 LM393- 미세 회로 521CA3.

그림은 단 1달러에 판매되는 중국산 센서와 함께 기성품 습도 릴레이를 보여줍니다.

아래는 3~4달러에 최대 250V의 교류 전압에서 10A의 출력 전류를 제공하는 강화된 버전입니다.

관개 자동화 시스템

본격적인 자동 급수 시스템에 관심이 있다면 프로그래밍 가능한 컨트롤러 구입을 고려해야 합니다. 면적이 작을 경우 습도 센서를 3~4개 설치하면 충분합니다. 다른 유형글레이즈. 예를 들어, 정원은 물을 덜 필요로 하고, 라즈베리는 수분을 좋아하며, 멜론은 지나치게 건조한 기간을 제외하고는 토양에서 충분한 물이 필요합니다.

습도 센서에 대한 자체 관찰 및 측정을 기반으로 해당 지역의 물 공급의 비용 효율성과 효율성을 대략적으로 계산할 수 있습니다. 프로세서를 사용하면 계절에 따라 조정할 수 있고, 습도계 판독값을 사용할 수 있으며, 강수량과 연중 시간을 고려할 수 있습니다.

일부 토양 수분 센서에는 인터페이스가 장착되어 있습니다. RJ-45네트워크에 연결하려면. 프로세서 펌웨어를 사용하면 물을 주어야 할 필요성을 알리도록 시스템을 구성할 수 있습니다. 소셜 미디어또는 SMS 메시지. 연결이 불가능한 경우에 편리합니다. 자동화 시스템예를 들어 실내 식물에 물주기.

관개 자동화 시스템에 사용하기 편리함 컨트롤러모든 센서를 연결하고 판독값을 단일 버스를 통해 컴퓨터, 태블릿 또는 휴대전화. 액추에이터는 WEB 인터페이스를 통해 제어됩니다. 가장 일반적인 범용 컨트롤러는 다음과 같습니다.

• MegaD-328;
• 아두이노;
• 사냥꾼;
• 토로;
• 암테가.

이것 유연한 장치, 자동 급수 시스템을 미세 조정하고 정원을 완벽하게 제어하도록 맡길 수 있습니다.

간단한 관개 자동화 계획

가장 간단한 시스템관개 자동화는 습도 센서와 제어 장치로 구성됩니다. 자신의 손으로 토양 수분 센서를 만들 수 있습니다. 두 개의 못, 10kOhm 저항기 및 5V 출력 전압의 전원이 필요합니다. 휴대폰에 적합합니다.

초소형 회로는 물주기 명령을 내리는 장치로 사용될 수 있습니다. LM393. 기성품을 구입하거나 직접 조립할 수 있으며 다음이 필요합니다.

• 10kΩ 저항 – 2개;
• 1kΩ 저항 – 2개;
• 2kΩ 저항 – 3개;
• 가변 저항 51-100 kOhm – 1개;
• LED – 2개;
• 강력하지 않은 모든 다이오드-1 개;
• 트랜지스터, 무엇이든 중간 전력 PNP(예: KT3107G) – 1개;
• 커패시터 0.1μ – 2개;
• 칩 LM393- PC 1대
• 작동 임계값이 4V인 릴레이;
• 회로 기판.

어셈블리 다이어그램이 아래에 나와 있습니다.

조립 후 모듈을 전원 공급 장치와 토양 수분 수준 센서에 연결합니다. 비교기 출력으로 LM393테스터를 연결하세요. 구성 저항을 사용하여 응답 임계값을 설정합니다. 시간이 지남에 따라 한 번 이상 조정해야 할 수도 있습니다.

비교기의 개략도 및 핀아웃 LM393아래에 제시되어 있습니다.

가장 간단한 자동화가 준비되었습니다. 예를 들어 물 공급을 켜고 끄는 전자기 밸브와 같은 액추에이터를 폐쇄 단자에 연결하는 것으로 충분합니다.

관개 자동화 액추에이터

기본 액추에이터관개 자동화는 물 흐름 제어 기능이 있거나 없는 전자 밸브입니다. 후자는 더 저렴하고 유지 관리가 더 쉽습니다.

제어되는 크레인과 기타 제조업체가 많이 있습니다.

해당 지역의 물 공급에 문제가 있는 경우 유량 센서가 있는 솔레노이드 밸브를 구입하십시오. 이렇게 하면 수압이 떨어지거나 물 공급이 차단될 경우 솔레노이드가 소손되는 것을 방지할 수 있습니다.

자동 관개 시스템의 단점

토양은 이질적이고 구성이 다르기 때문에 하나의 수분 센서가 인근 지역에서 다른 데이터를 표시할 수 있습니다. 또한 일부 지역은 나무 그늘이 있어 햇볕이 잘 드는 지역보다 더 습합니다. 근접성도 큰 영향을 미칩니다 지하수, 지평선과 관련된 수준.

자동 관개 시스템을 사용할 때는 해당 지역의 경관을 고려해야 합니다. 사이트는 여러 분야로 나눌 수 있습니다. 각 섹터에 하나 이상의 습도 센서를 설치하고 각각에 대한 자체 작동 알고리즘을 계산합니다. 이렇게 하면 시스템이 상당히 복잡해지고 컨트롤러 없이는 할 수 없을 것 같지만 결과적으로 뜨거운 태양 아래 손에 호스를 들고 어색하게 서서 시간을 낭비하지 않아도됩니다. 여러분의 참여 없이도 토양은 수분으로 채워질 것입니다.

건설 효과적인 시스템자동 관개는 토양 수분 센서의 판독값에만 기초할 수 없습니다. 온도 및 광 센서를 추가로 사용하고 다양한 종의 식물에 물에 대한 생리적 필요성을 고려하는 것이 필수적입니다. 계절적 변화도 고려해야 합니다. 관개 자동화 단지를 생산하는 많은 회사는 유연성을 제공합니다. 소프트웨어을 위한 다른 지역, 재배되는 지역 및 작물.

습도 센서가 포함된 시스템을 구매할 때 어리석은 마케팅 슬로건에 속지 마십시오. 당사의 전극은 금으로 코팅되어 있습니다. 그렇더라도 정직하지 않은 사업가의 접시와 지갑을 전기 분해하는 과정에서 귀금속으로 토양을 풍요롭게 할 것입니다.

결론

이 기사에서는 자동 급수의 주요 제어 요소인 토양 수분 센서에 대해 설명했습니다. 기성품으로 구매하거나 직접 조립할 수 있는 관개 자동화 시스템의 작동 원리도 논의되었습니다. 가장 간단한 시스템은 습도 센서와 제어 장치로 구성되며 DIY 조립 다이어그램도 이 기사에 나와 있습니다.