Bu makale, iç mekan bitkilerinin bakımı için otomatik bir sulama makinesinin yapımıyla bağlantılı olarak ortaya çıktı. Sulama makinesinin kendisinin DIYer'ın ilgisini çekebileceğini düşünüyorum ama şimdi toprak nem sensöründen bahsedeceğiz. https://site/

Youtube'daki en ilginç videolar

Önsöz.

Elbette tekerleği yeniden icat etmeden önce internette gezindim.

Nem sensörleri endüstriyel üretimçok pahalı olduğu ortaya çıktı ve asla bulamadım Detaylı Açıklama böyle en az bir sensör. Bize Batı'dan gelen "domuz dürtmesi" ticareti modası çoktan norm haline gelmiş gibi görünüyor.

Ağda ev yapımı amatör sensörlerin açıklamaları bulunsa da hepsi toprağın doğru akıma direncini ölçme prensibiyle çalışıyor. Ve ilk deneyler bu tür gelişmelerin tamamen başarısız olduğunu gösterdi.

Aslında bu beni pek şaşırtmadı, çünkü çocukken toprağın direncini nasıl ölçmeye çalıştığımı ve içinde bir elektrik akımı keşfettiğimi hâlâ hatırlıyorum. Yani mikro ampermetre iğnesi, yere yapıştırılan iki elektrot arasında akan akımı kaydediyordu.

Bir hafta süren deneyler, toprak direncinin oldukça hızlı değişebildiğini, periyodik olarak artıp sonra azalabildiğini ve bu dalgalanmaların süresinin birkaç saatten onlarca saniyeye kadar olabileceğini gösterdi. Ayrıca farklı şekillerde Çiçek saksıları toprak direnci farklı şekilde değişir. Daha sonra ortaya çıktığı gibi, eş her bitki için ayrı bir toprak bileşimi seçiyor.

İlk başta toprak direncini ölçmeyi tamamen bıraktım ve hatta internette indüksiyon olduğu yazılan endüstriyel bir nem sensörü bulduğum için bir endüksiyon sensörü oluşturmaya başladım. Referans osilatörün frekansını, bobini bitkili bir tencereye yerleştirilmiş başka bir osilatörün frekansıyla karşılaştıracaktım. Ancak cihazın prototipini yapmaya başladığımda birdenbire bir zamanlar nasıl "adım voltajına" maruz kaldığımı hatırladım. Bu beni başka bir deney yapmaya teşvik etti.

Ve gerçekten de internette bulunanların hepsinde ev yapımı tasarımlar Toprağın doğru akıma karşı direncinin ölçülmesi önerildi. Direnci ölçmeye çalışırsanız ne olur? alternatif akım? Sonuçta teoride saksı bir "bataryaya" dönüşmemelidir.

Toplanmış en basit şema ve hemen farklı topraklarda test etti. Sonuç cesaret vericiydi. Birkaç gün içinde bile direncin artması veya azalması yönünde şüpheli bir eğilim tespit edilmedi. Daha sonra bu varsayım mevcut verilerle doğrulandı. sulama makinesiÇalışmaları benzer bir prensibe dayalıydı.

Toprak nemi eşik sensörünün elektrik devresi.

Yapılan araştırmalar sonucunda bu devrenin tek bir çip üzerinde ortaya çıktığı görüldü. Listelenen mikro devrelerden herhangi biri şunları yapacaktır: K176LE5, K561LE5 veya CD4001A. Bu mikro devreleri sadece 6 kuruşa satıyoruz.

Toprak nemi sensörü, alternatif akıma (kısa darbeler) karşı dirençteki değişikliklere yanıt veren bir eşik cihazıdır.

DD1.1 ve DD1.2 elemanları üzerine, yaklaşık 10 saniyelik aralıklarla darbeler üreten bir ana osilatör monte edilmiştir. https://site/

C2 ve C4 kapasitörlerini ayırma. Ölçüm devresine geçmezler DC toprağın ürettiği.

Direnç R3, yanıt eşiğini ayarlar ve direnç R8, amplifikatörün histerezisini sağlar. Düzeltici direnci R5, DD1.3 girişindeki başlangıç ​​sapmasını ayarlar.

Kondansatör C3 gürültü korumalıdır ve direnç R4 maksimum giriş direncini belirler ölçüm devresi. Bu öğelerin her ikisi de sensörün hassasiyetini azaltır ancak bunların yokluğu yanlış alarmlara yol açabilir.

Ayrıca, 12 Volt'tan daha düşük bir mikro devre besleme voltajı seçmemelisiniz, çünkü bu, sinyal-gürültü oranının azalması nedeniyle cihazın gerçek hassasiyetini azaltır.

Birçok bahçıvan ve bahçıvan, ekilen sebzelerin, meyvelerin günlük bakımını yapma fırsatından mahrumdur. meyve ağaçları iş baskısı nedeniyle veya tatil sırasında. Ancak bitkilerin zamanında sulanması gerekir. Basit otomatik sistemlerin yardımıyla sitenizdeki toprağın gerekli ve sabit nem yokluğun boyunca. Bir bahçe otomatik sulama sistemi oluşturmak için bir ana kontrol elemanına - toprak nemi sensörüne - ihtiyacınız olacaktır.

Nem sensörü

Nem sensörlerine bazen nem ölçer veya nem sensörleri de denir. Piyasadaki hemen hemen tüm toprak nemi ölçüm cihazları, nemi dirençli bir yöntem kullanarak ölçer. Bu tamamen doğru bir yöntem değildir çünkü ölçülen nesnenin elektroliz özelliklerini hesaba katmaz. Cihazın okumaları aynı toprak neminde farklı olabilir, ancak farklı asitlik veya tuz içeriğinde olabilir. Ancak deneysel bahçıvanlar için, aletlerin mutlak okumaları, belirli koşullar altında su kaynağı aktüatörü için ayarlanabilen göreceli okumalar kadar önemli değildir.

Direnç yönteminin özü, cihazın birbirinden 2-3 cm mesafede toprağa yerleştirilen iki iletken arasındaki direnci ölçmesidir. Bu normal ohmmetre, herhangi bir dijital veya analog test cihazında bulunur. Daha önce bu tür araçlara avometreler.

Ayrıca dahili veya uzaktan göstergeli cihazlar da vardır. operasyonel kontrol toprağın durumu üzerinde.

İletkenlik farkını ölçmek kolay elektrik akımı evde aloe bitkisi bulunan bir saksı örneğini kullanarak sulamadan önce ve sulamadan sonra. Sulamadan önce yapılan okumalar 101,0 kOhm.

5 dakika sonra sulamadan sonraki okumalar 12,65 kOhm.

Ancak düzenli bir test cihazı yalnızca toprağın elektrotlar arasındaki direncini gösterecek, ancak otomatik sulama konusunda yardımcı olamayacaktır.

Otomasyonun çalışma prensibi

Otomatik sulama sistemlerinde kural genellikle “sula ya da sulama” şeklindedir. Kural olarak kimsenin su basıncını düzenlemesine gerek yoktur. Bunun nedeni pahalı kontrollü valflerin ve diğer gereksiz, teknolojik açıdan karmaşık cihazların kullanılmasıdır.

Piyasada sunulan hemen hemen tüm nem sensörleri, iki elektrotun yanı sıra tasarımlarında karşılaştırıcı. Bu, gelen sinyali dijital forma dönüştüren en basit analogdan dijitale cihazdır. Yani, ayarlanan nem seviyesinde çıkışında bir veya sıfır (0 veya 5 volt) alırsınız. Bu sinyal sonraki aktüatör için kaynak olacaktır.

Otomatik sulama için en akılcı seçenek aktüatör olarak solenoid valf kullanmak olacaktır. Boru kırma kapsamına dahil olup mikro damla sulama sistemlerinde de kullanılabilir. 12 V sağlanarak açılır.

"Sensör tetiklenir - su akar" prensibiyle çalışan basit sistemler için bir karşılaştırıcı kullanmak yeterlidir. LM393. Mikro devre, çıkışta ayarlanabilir bir giriş seviyesinde bir komut sinyali alma yeteneğine sahip çift işlemsel bir amplifikatördür. Çipin, programlanabilir bir denetleyiciye veya test cihazına bağlanabilen ek bir analog çıkışı vardır. İkili karşılaştırıcının yaklaşık Sovyet analogu LM393- mikro devre 521CA3.

Şekilde sadece 1 $ karşılığında Çin yapımı bir sensörle birlikte hazır bir nem rölesi gösterilmektedir.

Aşağıda 3-4 $ karşılığında 250 V'a kadar alternatif voltajda 10A çıkış akımına sahip güçlendirilmiş bir versiyon bulunmaktadır.

Sulama otomasyon sistemleri

Tam teşekküllü bir otomatik sulama sistemiyle ilgileniyorsanız, programlanabilir bir kontrol cihazı satın almayı düşünmelisiniz. Alan küçükse 3-4 nem sensörünün takılması yeterlidir. farklı şekiller Sır. Örneğin, bir bahçenin daha az suya ihtiyacı vardır, ahududular nemi sever ve kavunlar aşırı kurak dönemler dışında topraktan yeterli suya ihtiyaç duyar.

Kendi gözlemlerinize ve nem sensörleri ölçümlerinize dayanarak, alanlardaki su temininin maliyet etkinliğini ve verimliliğini yaklaşık olarak hesaplayabilirsiniz. İşlemciler mevsimsel ayarlamalar yapmanıza, nem ölçer okumalarını kullanmanıza, yağışları ve yılın zamanını hesaba katmanıza olanak tanır.

Bazı toprak nemi sensörleri bir arayüzle donatılmıştır RJ-45 ağa bağlanmak için. İşlemci ürün yazılımı, sistemi sulama ihtiyacını size bildirecek şekilde yapılandırmanıza olanak tanır sosyal medya veya SMS mesajı. Bu, bağlanmanın imkansız olduğu durumlarda kullanışlıdır otomatik sistemörneğin sulama kapalı bitkiler.

Sulama otomasyon sistemi için kullanıma uygun kontrolörler tüm sensörleri bağlayan ve okumalarını tek bir veri yolu üzerinden bir bilgisayara, tablete veya bilgisayara ileten analog ve kontak girişleri ile cep telefonu. Aktüatörler bir WEB arayüzü üzerinden kontrol edilir. En yaygın evrensel denetleyiciler şunlardır:

• MegaD-328;
• Arduino'nun;
• Avcı;
• Toro;
• Amtega.

Bu esnek cihazlar otomatik sulama sistemine ince ayar yapmanıza ve bahçeniz üzerinde tam kontrole sahip olmanızı sağlar.

Basit bir sulama otomasyon şeması

En basit sistem Sulama otomasyonu nem sensörü ve kontrol cihazından oluşur. Kendi ellerinizle toprak nemi sensörü yapabilirsiniz. İki çiviye, 10 kOhm'luk bir dirence ve 5 V çıkış voltajına sahip bir güç kaynağına ihtiyacınız olacak. Cep telefonundan uygundur.

Sulama için komut verecek bir cihaz olarak bir mikro devre kullanılabilir LM393. Hazır bir ünite satın alabilir veya kendiniz monte edebilirsiniz, o zaman ihtiyacınız olacak:

• 10 kOhm dirençler – 2 adet;
• 1 kOhm direnç – 2 adet;
• 2 kOhm direnç – 3 adet;
• değişken direnç 51-100 kOhm – 1 adet;
• LED'ler – 2 adet;
• herhangi bir diyot, güçlü değil - 1 adet;
• transistör, herhangi orta güç PNP (örneğin, KT3107G) – 1 adet;
• kapasitörler 0,1 mikron – 2 adet;
• yonga LM393- 1 BİLGİSAYAR;
• 4 V çalışma eşiğine sahip röle;
• devre kartı.

Montaj şeması aşağıda sunulmuştur.

Montajdan sonra modülü güç kaynağına ve toprak nem seviyesi sensörüne bağlayın. Karşılaştırıcı çıkışına LM393 test cihazını bağlayın. Bir inşaat direnci kullanarak yanıt eşiğini ayarlayın. Zamanla, belki birden fazla kez ayarlanması gerekecektir.

Karşılaştırıcının şematik diyagramı ve pin yapısı LM393 aşağıda sunulmuştur.

En basit otomasyon hazır. Kapama terminallerine bir aktüatörün, örneğin su kaynağını açıp kapatan bir elektromanyetik vananın bağlanması yeterlidir.

Sulama otomasyon aktüatörleri

Ana aktüatör Sulama otomasyonu, su akış kontrolü olan ve olmayan elektronik bir vanadır. İkincisi daha ucuzdur, bakımı ve yönetimi daha kolaydır.

Çok sayıda kontrollü vinç ve diğer üreticiler bulunmaktadır.

Bölgenizde su temini ile ilgili sorunlar varsa akış sensörlü solenoid valfler satın alın. Bu, su basıncının düşmesi veya su beslemesinin kesilmesi durumunda solenoidin yanmasını önleyecektir.

Otomatik sulama sistemlerinin dezavantajları

Toprak heterojendir ve bileşimi farklıdır, dolayısıyla bir nem sensörü komşu alanlarda farklı veriler gösterebilir. Ayrıca bazı alanlar ağaçların gölgesindedir ve güneşli bölgelere göre daha nemlidir. Yakınlığın da önemli bir etkisi var yeraltı suyu ufka göre seviyeleri.

Otomatik sulama sistemi kullanılırken bölgenin peyzajı dikkate alınmalıdır. Site sektörlere ayrılabilir. Her sektöre bir veya daha fazla nem sensörü takın ve her biri için kendi çalışma algoritmasını hesaplayın. Bu, sistemi önemli ölçüde karmaşıklaştıracaktır ve denetleyici olmadan yapmanız pek mümkün değildir, ancak daha sonra sizi sıcak güneşin altında elinizde bir hortumla beceriksizce ayakta durarak zaman kaybetmekten neredeyse tamamen kurtaracaktır. Katılımınız olmadan toprak nemle doldurulacaktır.

Yapı etkili sistem Otomatik sulama yalnızca toprak nem sensörlerinden elde edilen okumalara dayandırılamaz. Ek olarak sıcaklık ve ışık sensörlerinin kullanılması ve bitkilerin suya olan fizyolojik ihtiyacının dikkate alınması zorunludur. farklı şekiller. Mevsimsel değişiklikler de dikkate alınmalıdır. Sulama otomasyon kompleksleri üreten birçok firma esnek çözümler sunmaktadır. yazılımİçin farklı bölgeler, yetiştirilen alanlar ve ürünler.

Nem sensörlü bir sistem satın alırken aptal pazarlama sloganlarına aldanmayın: elektrotlarımız altınla kaplanmıştır. Öyle olsa bile, plakaların ve pek dürüst olmayan iş adamlarının cüzdanlarının elektrolizi sürecinde toprağı yalnızca asil metalle zenginleştireceksiniz.

Çözüm

Bu yazıda otomatik sulamanın ana kontrol elemanı olan toprak nemi sensörlerinden bahsettik. Hazır olarak satın alınabilen veya kendiniz monte edilebilen sulama otomasyon sisteminin çalışma prensibi de tartışıldı. En basit sistem, bir nem sensörü ve bir kontrol cihazından oluşur; bu makalede DIY montaj şeması da sunulmuştur.

Dacha otomasyonu hakkında pek çok inceleme yazdım, ancak o zamandan beri Hakkında konuşuyoruz Yazlığa gelince, otomatik sulama otomasyonun öncelikli alanlarından biridir. Aynı zamanda, pompaları gereksiz yere çalıştırmamak ve yatakları su altında bırakmamak için her zaman yağış miktarını hesaba katmak istersiniz. Toprak nemi verilerinin sorunsuz bir şekilde elde edilmesi yolunda birçok kopya kırılmıştır. Dış etkilere dayanıklı başka bir seçeneği inceliyoruz.

Bir çift sensör, ayrı antistatik torbalarda 20 gün içinde ulaştı:




Satıcının web sitesindeki özellikler :):
Marka: ZHIPU
Tür: Titreşim Sensörü
Malzeme: Karışım
Çıkış: Anahtarlama sensörü

Paketi açma:


Telin uzunluğu yaklaşık 1 metredir:


Kit, sensörün kendisine ek olarak bir kontrol panosu içerir:




Sensör sensörlerinin uzunluğu yaklaşık 4 cm'dir:


Sensörün uçları grafite benziyor; kirli siyah oluyorlar.
Kontakları eşarpa lehimliyoruz ve sensörü bağlamaya çalışıyoruz:




Çin mağazalarındaki en yaygın toprak nemi sensörü şudur:


Birçok kişi kısa bir süre sonra dış çevre tarafından tüketildiğini biliyor. Ölçümden hemen önce gücün açılması ve ölçüm olmadığında kapatılmasıyla korozyon etkisi bir miktar azaltılabilir. Ama bu pek değişmiyor, benimki birkaç aylık kullanımdan sonra şöyle göründü:




Birisi agresif uygulamalar için özel olarak tasarlanmış bir alternatif olan kalın bakır tel veya paslanmaz çelik çubuklar kullanmaya çalışıyor. dış ortam incelemenin konusu olarak hizmet vermektedir.

Kitteki kartı bir kenara bırakalım ve sensörün kendisine geçelim. Sensör rezistif tip olup, ortamın nemine göre direnci değişmektedir. Nemli bir ortam olmadığında sensör direncinin çok büyük olması mantıklıdır:


Sensörü bir bardak suya indirelim ve direncinin yaklaşık 160 kOhm olacağını görelim:


Çıkarırsanız her şey orijinal durumuna dönecektir:


Yerdeki testlere geçelim. Kuru toprakta şunları görüyoruz:


Biraz su ekleyin:


Daha fazlası (yaklaşık bir litre):


Neredeyse tamamen bir buçuk litre döktü:


Bir litre daha ekledim ve 5 dakika bekledim:

Kartın 4 pini var:
1 + güç
2 dünya
3 dijital çıkış
4 analog çıkış
Testten sonra analog çıkış ve topraklamanın doğrudan sensöre bağlı olduğu ortaya çıktı, dolayısıyla bu sensörü analog girişe bağlı kullanmayı planlıyorsanız anakartın pek bir anlamı yok. Kontrolör kullanmak istemiyorsanız dijital çıkış kullanabilirsiniz; yanıt eşiği kart üzerindeki bir potansiyometre ile ayarlanır. Dijital çıkış kullanılırken satıcı tarafından önerilen bağlantı şeması:


Dijital girişi kullanırken:


Küçük bir düzen oluşturalım:


Burada programı indirmeden Arduino Nano'yu güç kaynağı olarak kullandım. Dijital çıkış LED'e bağlanır. Kart üzerindeki kırmızı ve yeşil LED'lerin potansiyometrenin herhangi bir konumunda ve sensör ortamının neminde yanması komik, tek şey eşik tetiklendiğinde yeşil ışığın biraz daha zayıf parlaması:


Eşiği ayarladıktan sonra, dijital çıkış 0'da belirtilen neme ulaşıldığında, nem eksikliği varsa besleme voltajının şöyle olduğunu görüyoruz:




Elimizde bir kontrolör olduğuna göre analog çıkışın çalışmasını kontrol edecek bir program yazacağız. Sensörün analog çıkışını Arduino Nano'nun A1 pinine ve LED'i D9 pinine bağlıyoruz.
const int analogInPin = A1; // sensör sabiti analogOutPin = 9; // LED'e çıkış int sensör Değeri = 0; // sensörden değeri oku int OutputValue = 0; // LED ile PWM pinindeki değer çıkışı void setup() ( Serial.begin(9600); ) void loop() ( // sensör değerini okuyun sensörValue = analogRead(analogInPin); // olası sensör değerleri aralığını çevirin ​​(400-1023 - deneysel olarak ayarlandı) // PWM çıkış aralığında 0-255 OutputValue = harita(sensorValue, 400, 1023, 0, 255); // LED'i belirtilen parlaklıkta açın analogWrite(analogOutPin, OutputValue); ); // sayılarımızın çıktısını alıyoruz Serial.print; ("sensör = ");
Kodun tamamını yorumladım, LED'in parlaklığı sensörün algıladığı nem ile ters orantılıdır. Bir şeyi kontrol etmeniz gerekiyorsa, elde edilen değeri deneysel olarak belirlenmiş belirli bir eşikle karşılaştırmanız ve örneğin röleyi açmanız yeterlidir. Önerdiğim tek şey, rastgele ani yükselişler veya düşüşler mümkün olduğundan, birkaç değeri işlemek ve eşik ile karşılaştırma için ortalamayı kullanmaktır.
Sensörü daldırıyoruz ve görüyoruz:


Denetleyici çıkışı:

Çıkarırsanız denetleyici çıkışı değişecektir:

Bu test düzeneğinin çalışmasının videosu:

Genel olarak sensörü beğendim; dış ortama dayanıklı görünüyor; bunun doğru olup olmadığını zaman gösterecek.
Bu sensör, nemin doğru bir göstergesi olarak kullanılamaz (tüm benzerleri gibi); ana uygulaması eşiği belirlemek ve dinamikleri analiz etmektir.

İlgi olursa memleketim el sanatları hakkında yazmaya devam edeceğim.
Bu incelemeyi sonuna kadar okuyan herkese teşekkürler, umarım birileri bu bilgi yararlı olacaktır. Toprak nemi üzerinde tam kontrol ve herkese iyilik!