>>>>
Датчик вологості грунту
Метою даної розробки було створення датчика вологості грунту для використання в автоматичних поливних системах. Основними умовами при розробці були наступні критерії:
- дешевизна
- надійність
- легкість повторення
- проста настройка
- Наочна індикація.
В результаті вийшла наступна схема.
Датчик харчується від 5..12В і має один дискретний вихід. Вихід містить високий потенціал ( "1") якщо вологість грунту впала нижче заданої і низький потенціал ( "0"), якщо вологість грунту вище заданої. Датчик володіє деякою інерцією і властивістю гистерезиса для виключення випадкових перемикань в момент, коли вологість грунту дуже близька до заданої.
Для індикації стану датчик використовує здвоєний червоно-зелений світлодіод змінює колір світіння. Зелений - вологість вище заданої. Червоний - вологість нижче заданої. У процесі висихання грунту колір світлодіода буде плавно зміняться з зеленого на жовтий і при досягненні заданого порогу відбудеться перемикання на червоне.
Як сенсора використовуються два електроди поглиблені в ґрунт на глибину виміру. Можна використовувати велосипедні спиці ізольовані на глибину виміру термообсадной трубкою.
Принцип роботи схеми наступний. На елементі U1A зібраний генератор прямокутних імпульсів з частотою ~ 1 кГц. Через підлаштування резистор R2 імпульси надходять на вхід U1B, причому амплітуда імпульсів буде залежати від вологості ґрунту, яка буде шунтировать передається сигнал через конденсатор C2. Крім того, надходять імпульси будуть мати вже не прямокутну, а скоріше пилкоподібну форму через згладжування конденсатором C2. В результаті на виході U1C вийдуть прямокутні імпульси з шпаруватістю, що залежить від вологості ґрунту. Ці імпульси перетворюються в постійну напругу (D1, C3) яке надходить на вхід U1D. При цьому конденсатор C3 визначає інерційність схеми і забезпечує захист від перешкод, а завдяки гістерезисних властивостей входів U1, забезпечується невеликий діапазон між перемиканнями вихідного сигналу. Транзистор Q3 є інвертуючим і согласующим ланкою з виконавчої схемою.
Правильно зібраний датчик в налаштуваннях не потребує. У разі використання іншої мікросхеми, імовірна необхідність зміни номіналів R1 C1 для отримання частоти генерації ~ 1 кГц.
Регулювання рівня порогового значення вологості проводиться при підключених контактах сенсора, занурених у политу грунт з необхідною вологістю. Підлаштування резистор R2 слід встановити в положення, коли горить зелена частина світлодіода, а червона частина починає злегка світитися.
Конструктивно датчик виконаний на односторонній друкованій платі розміром 32 x 36 мм, і може бути розміщений в стандартній телефонної розетки з двома виходами.
Друкована плата і схема розміщення.
*** Друкована плата зображена як "вид зверху" (вид крізь текстоліт). Якщо використовується ЛУТ, то просто роздрукувати і катати, віддзеркалювати не треба. Отвори під діод, потенціометр і світлодіод d0.8 мм, решта d0.5мм.
*** При монтажі виникнуть незручності з розміщенням електролітичного конденсатора C3, спочатку, використовувався керамічний конденсатор, який не забезпечував необхідної інерційності. Конденсатор C3 слід впаивать в останню чергу.
Зі свого досвіду експлуатації можу сказати наступне. Датчик слід живити стабільною напругою. Я використовував один стабілізатор 7805 на 4 датчика. Датчик досить чутливий, тобто діапазон зміни вологості від заданої, при якому проводиться перемикання датчика, становить ~ 10% (а може ще менше). З цієї причини датчик буде "хотіти" поливати часто, але по чуть-чуть. Я підключив датчики до контролера і роблю паузу після кожного поливу на 20 хв, доки вся волога вбратися і заодно остудити насос. Недоліком датчика є відчутний розкид діапазону гістерезису у різних датчиків, що обумовлено різними характеристиками елементів.
Всі питання в Форум .