Stabilen senzor vlažnosti tal naredite sami. Senzorji vlažnosti - kako so razporejeni in delujejo

Znebil se bo monotonega ponavljajočega se dela, senzor vlage v tleh pa bo pomagal preprečiti odvečno vodo - takšne naprave ni tako težko sestaviti z lastnimi rokami. Vrtnarju na pomoč priskočijo zakoni fizike: vlaga v tleh postane prevodnik električnih impulzov in več kot je, manjši je upor. Ko se vlaga zmanjša, se odpornost poveča, kar pomaga slediti optimalnemu času zalivanja.

Zasnova senzorja vlažnosti tal je sestavljena iz dveh vodnikov, ki sta priključena na šibek vir energije, v vezju mora biti prisoten upor. Takoj, ko se količina vlage v prostoru med elektrodama poveča, se upor zmanjša in tok poveča.

Vlaga se posuši - odpornost se poveča, trenutna moč se zmanjša.

Ker bodo elektrode v vlažnem okolju, je priporočljivo, da jih vklopite s ključem, da zmanjšate škodljive učinke korozije. V normalnih časih se sistem izklopi in začne preverjati vlažnost šele s pritiskom na gumb.

Tovrstne senzorje vlažnosti tal je mogoče vgraditi v rastlinjake – zagotavljajo avtomatsko kontrolo namakanja, tako da lahko sistem sploh deluje brez človekovega posredovanja. V tem primeru bo sistem vedno v delovnem stanju, vendar bo treba spremljati stanje elektrod, da zaradi korozije ne postanejo neuporabne. Podobne naprave je mogoče namestiti na postelje in trate na prostem - omogočile vam bodo takojšnje prejemanje potrebnih informacij.

V tem primeru je sistem veliko bolj natančen kot preprost taktilni občutek. Če oseba meni, da je tla popolnoma suha, bo senzor pokazal do 100 enot vlažnosti tal (če je ocenjena v decimalnem sistemu), takoj po zalivanju se ta vrednost dvigne na 600-700 enot.

Po tem vam bo senzor omogočil nadzor nad spremembo vsebnosti vlage v tleh.

Če naj bi senzor uporabljali na prostem, je priporočljivo, da njegov zgornji del previdno zatesnite, da preprečite popačenje informacij. Če želite to narediti, ga lahko prevlečete z vodoodpornim epoksidom.

Zasnova senzorja je sestavljena na naslednji način:

• Glavni del - dve elektrodi, katerih premer je 3-4 mm, pritrjeni sta na podlago iz tekstolita ali drugega materiala, zaščitenega pred korozijo.
• Na enem koncu elektrod morate prerezati nit, po drugi strani pa so narejene koničaste za bolj priročno potopitev v tla.
• V tekstolitno ploščo so izvrtane luknje, v katere so privijačene elektrode, ki jih je treba pritrditi z maticami in podložkami.
• Odhodne žice je treba spraviti pod podložke, nato pa izolirati elektrode. Dolžina elektrod, ki bodo potopljene v zemljo, je približno 4-10 cm, odvisno od uporabljene posode ali odprte gredice.
• Za delovanje senzorja je potreben vir toka 35 mA, sistem potrebuje napetost 5V. Odvisno od količine vlage v tleh bo razpon vrnjenega signala 0-4,2 V. Izguba upora bo pokazala količino vode v tleh.
• Senzor vlage v tleh je preko 3 žic povezan z mikroprocesorjem, v ta namen lahko kupite na primer Arduino. Krmilnik vam bo omogočil, da povežete sistem z brenčalo, da se oglasi alarm, ko je vlaga v tleh prenizka, ali na LED, svetlost svetlobe se spremeni, ko se senzor spremeni.

Takšna domača naprava lahko postane del samodejnega zalivanja v sistemu Smart Home, na primer z uporabo krmilnika MegD-328 Ethernet. Spletni vmesnik prikazuje raven vlage v 10-bitnem sistemu: razpon od 0 do 300 pomeni, da je zemlja popolnoma suha, 300-700 - zemlja ima dovolj vlage, več kot 700 - zemlja je mokra in ni zalivanja zahtevano.

Zasnova, sestavljena iz krmilnika, releja in baterije, se umakne v poljubno primerno ohišje, za katerega je mogoče prilagoditi katero koli plastično škatlo.

Doma bo uporaba takšnega senzorja vlažnosti zelo preprosta in hkrati zanesljiva.

Uporaba senzorja vlažnosti tal je lahko zelo raznolika. Najpogosteje se uporabljajo v sistemih samodejnega zalivanja in ročnega zalivanja rastlin:

1. V cvetlične lonce jih lahko namestimo, če so rastline občutljive na nivo vode v tleh. Ko gre za sukulente, kot so kaktusi, je treba vzeti dolge elektrode, ki se bodo odzvale na spremembe ravni vlažnosti neposredno pri koreninah. Uporabljajo se lahko tudi za druge krhke rastline. Priključitev na LED vam bo omogočila, da natančno določite, kdaj je čas za izvedbo.
2. So nepogrešljivi za organizacijo zalivanja rastlin. Po podobnem principu so sestavljeni tudi senzorji vlažnosti zraka, ki so potrebni za zagon škropilnega sistema rastlin. Vse to bo samodejno zagotovilo zalivanje rastlin in normalno raven vlažnosti zraka.
3. V državi vam bo uporaba senzorjev omogočila, da ne boste imeli v mislih časa zalivanja vsake postelje, elektrotehnika sama vam bo povedala o količini vode v tleh. To bo preprečilo prekomerno zalivanje, če je pred kratkim deževalo.
4. Uporaba senzorjev je v nekaterih drugih primerih zelo priročna. Na primer, vam bodo omogočili nadzor vlažnosti tal v kleti in pod hišo v bližini temeljev. V stanovanju ga je mogoče namestiti pod umivalnik: če cev začne kapljati, bo avtomatizacija to takoj sporočila in se bo mogoče izogniti poplavljanju sosedov in kasnejšim popravilom.
5. Preprosta senzorska naprava bo v samo nekaj dneh omogočila, da vsa problematična področja hiše in vrta v celoti opremite z opozorilnim sistemom. Če so elektrode dovolj dolge, jih lahko uporabite za nadzor nivoja vode, na primer v umetnem majhnem ribniku.

Samostojna izdelava senzorja bo pomagala opremiti hišo s samodejnim krmilnim sistemom z minimalnimi stroški.

Tovarniško izdelane komponente je enostavno kupiti na spletu ali v specializirani trgovini, večino naprav je mogoče sestaviti iz materialov, ki jih boste vedno našli v domu ljubitelja elektrike.

Več informacij najdete v videu.

Vsi lastniki vrtov in sadovnjakov nimajo možnosti vsak dan skrbeti za svoje zasaditve. Kljub temu brez pravočasnega zalivanja ni mogoče računati na dobro letino.

Rešitev problema bo avtomatski sistem, ki vam omogoča, da zagotovite, da tla na vašem območju ohranjajo zahtevano stopnjo vlage v času vaše odsotnosti. Glavna komponenta katerega koli samodejnega zalivanja je senzor vlažnosti tal.

Koncept senzorja vlažnosti

Senzor vlažnosti ima tudi druga imena. Imenuje se merilnik vlage ali senzor vlažnosti.

Kot je razvidno iz fotografije senzorjev vlage v tleh, je taka naprava naprava, sestavljena iz dveh žic, povezanih s šibkim virom električne energije.

S povečanjem vlažnosti med elektrodami se trenutna moč in upor zmanjšata, in obratno, če v tleh ni dovolj vode, se ti kazalci povečajo. Naprava se vklopi s preprostim pritiskom na gumb.

Ne pozabite, da bodo elektrode v vlažni zemlji. Zato je priporočljivo, da napravo vklopite s ključem. Ta tehnika bo zmanjšala negativne učinke korozije.

Zakaj je ta naprava potrebna?

Merilniki vlage so nameščeni ne samo na odprtem terenu, ampak tudi v rastlinjakih. Nadzorovanje časa zalivanja je tisto, za kar se uporabljajo senzorji vlažnosti tal. Nič vam ni treba storiti, samo vklopite napravo. Po tem bo delovalo brez vaše udeležbe.

Vendar pa morajo vrtnarji in vrtnarji spremljati stanje elektrod, saj se lahko uničijo jedko in posledično odpovejo.

Vrste senzorjev vlažnosti tal

Razmislite, kaj so senzorji vlage v tleh. Običajno so razdeljeni na:

Kapacitivni. Njihova zasnova je podobna zračnemu kondenzatorju. Delo temelji na spremembi dielektričnih lastnosti zraka glede na njegovo vlažnost, kar povzroči povečanje ali zmanjšanje zmogljivosti.

Uporni. Načelo njihovega delovanja je spreminjanje odpornosti higroskopičnega materiala, odvisno od tega, koliko vlage vsebuje.

Psihometrična. Načelo delovanja in shema naprave takšnih senzorjev bosta bolj zapletena. Temelji na fizični lastnosti toplotne izgube med izhlapevanjem. Instrument je sestavljen iz suhega in mokrega detektorja. Temperaturna razlika med njima se uporablja za presojo količine vodne pare v zraku.

Težnja. Ta vrsta je v mnogih pogledih podobna prejšnji, razlika je v ventilatorju, ki služi za črpanje zračne mešanice. Aspiracijske naprave za določanje vlažnosti se uporabljajo na mestih s šibkim ali občasnim gibanjem zraka.

Kateri senzor vlažnosti izbrati, je odvisno od posameznega primera. Na izbiro naprave vplivajo tudi lastnosti avtomatskega namakalnega sistema, ki ste ga vgradili, in vaše finančne zmožnosti.

Materiali, potrebni za izdelavo senzorja z lastnimi rokami

Če se odločite, da boste sami začeli izdelovati merilnik vlage, potem morate pripraviti:

• elektrode s premerom 3-4 mm - 2 kos.;
• tekstolitna osnova;
• matice in podložke.

Navodila za izdelavo

Kako narediti senzor vlažnosti tal z lastnimi rokami? Tukaj je kratka vadnica:

• Korak 1. Pritrdite elektrode na podlago.
• Korak 2. Na koncih elektrod odrežemo niti in jih na hrbtni strani naostrimo za lažje potopitev v zemljo.
• Korak.3. V podstavku naredimo luknje in vanje privijemo elektrode. Kot pritrdilne elemente uporabljamo matice in podložke.
• Korak 4. Izberemo potrebne žice, ki ustrezajo podložkam.
• Korak 5. Izolirajte elektrode. Poglobimo jih v tla za 5 - 10 cm.

Opomba!

Senzor zahteva: tok 35 mA in napetost 5 V. Na koncu napravo povežemo s pomočjo treh žic, ki jih povežemo z mikroprocesorjem.

Krmilnik vam omogoča kombiniranje senzorja z brenčalo. Po tem se poda signal, če se količina vlage v tleh močno zmanjša. Alternativa zvočnemu signalu je lahko žarnica.

Senzor vlažnosti tal je nedvomno nujna stvar v gospodinjstvu. Če imate kočo ali vrt, potem vsekakor poskrbite za njeno pridobitev. Poleg tega naprave sploh ni treba kupiti, saj jo lahko enostavno naredite sami.

Fotografija senzorjev vlage v tleh

Opomba!

Opomba!

Instrument, ki se uporablja za merjenje ravni vlažnosti, se imenuje higrometer ali preprosto senzor vlažnosti. V vsakdanjem življenju je vlažnost pomemben parameter in pogosto ne le za najbolj običajno življenje, temveč tudi za različno opremo, za kmetijstvo (vlaga tal) in še veliko več.

Predvsem naše počutje je zelo odvisno od stopnje vlažnosti v zraku. Posebno občutljivi na vlago so vremenski odvisni ljudje, pa tudi ljudje, ki trpijo za hipertenzijo, bronhialno astmo, boleznimi srčno-žilnega sistema.

Z visoko suhostjo zraka tudi zdravi ljudje občutijo nelagodje, zaspanost, srbenje in draženje kože. Pogosto lahko suh zrak izzove bolezni dihal, začenši z akutnimi okužbami dihal in akutnimi respiratornimi virusnimi okužbami in celo s pljučnico.

V podjetjih lahko zračna vlaga vpliva na varnost izdelkov in opreme, v kmetijstvu pa je nedvoumen vpliv vlage v tleh na rodovitnost itd. senzorji vlažnosti - higrometri.

Nekatere tehnične naprave so sprva kalibrirane na strogo zahtevano pomembnost, včasih pa je za natančno nastavitev naprave pomembno imeti natančno vrednost vlažnosti v okolju.

Vlažnost se lahko izmeri z več možnimi količinami:

Za določitev vlažnosti zraka in drugih plinov se meritve merijo v gramih na kubični meter, če govorimo o absolutni vrednosti vlažnosti, ali v enotah RH, ko govorimo o relativni vlažnosti.

Za meritve vlage v trdnih snoveh ali tekočinah so primerne meritve v odstotkih mase preskusnih vzorcev.

Za določitev vsebnosti vlage v tekočinah, ki se slabo mešajo, bodo merske enote ppm (koliko delov vode je na 1.000.000 delov teže vzorca).

Po principu delovanja so higrometri razdeljeni na:

kapacitivni;

uporni;

termistor;

optični;

elektronski.

Kapacitivni higrometri so v svoji najpreprostejši obliki kondenzatorji z zrakom kot dielektrikom v reži. Znano je, da je dielektrična konstanta zraka neposredno povezana z vlažnostjo, spremembe vlažnosti dielektrika pa vodijo do sprememb v kapacitivnosti zračnega kondenzatorja.

Kompleksnejša različica kapacitivnega senzorja vlažnosti zračne reže vsebuje dielektrik z dielektrično konstanto, ki se lahko močno spremeni pod vplivom vlage. S tem pristopom je kakovost senzorja boljša kot samo z zrakom med kondenzatorskimi ploščami.

Druga možnost je zelo primerna za merjenje vsebnosti vode v trdnih delih. Preučevani predmet je nameščen med plošče takšnega kondenzatorja, na primer predmet je lahko tablica, sam kondenzator pa je povezan z nihajnim krogom in elektronskim generatorjem, medtem ko se meri naravna frekvenca nastalega vezja. , kapacitivnost, pridobljena z vnosom preučevanega vzorca, pa se »izračuna« iz izmerjene frekvence.

Seveda ima ta metoda tudi nekaj pomanjkljivosti, na primer, če je vlažnost vzorca pod 0,5 %, bo netočna, poleg tega je treba med študijo izmerjeni vzorec očistiti delcev z visoko dielektrično spremembo.

Tretja vrsta kapacitivnega senzorja vlažnosti je kapacitivni tankoslojni higrometer. Vključuje substrat, na katerega sta naneseni dve glavnikasti elektrodi. Glavne elektrode v tem primeru igrajo vlogo plošč. Za namen toplotne kompenzacije sta v senzor dodatno vgrajena dva dodatna temperaturna senzorja.

Tak senzor vključuje dve elektrodi, ki sta naneseni na substrat, na same elektrode pa je nanešen sloj materiala, ki ga odlikuje precej nizka upornost, ki pa se močno razlikuje glede na vlažnost.

Primeren material v napravi je lahko aluminijev oksid. Ta oksid dobro absorbira vodo iz zunanjega okolja, njegova upornost pa se izrazito spreminja. Posledično bo skupna upornost merilnega vezja takšnega senzorja bistveno odvisna od vlažnosti. Torej bo velikost tekočega toka pokazala stopnjo vlažnosti. Prednost senzorjev te vrste je njihova nizka cena.

Termistorski higrometer je sestavljen iz para enakih termistorjev. Mimogrede, spomnimo se, da - to je nelinearna elektronska komponenta, katere upor je močno odvisen od njene temperature.

Eden od termistorjev, vključenih v vezje, je nameščen v zaprti komori s suhim zrakom. Drugi pa je v komori z luknjami, skozi katere vanj vstopa zrak z značilno vlažnostjo, katere vrednost je treba izmeriti. Termistorji so povezani v premostitveno vezje, napetost se nanese na eno od diagonal mostu, odčitki pa se vzamejo iz druge diagonale.

V primeru, ko je napetost na izhodnih sponkah nič, sta temperaturi obeh komponent enaki, zato je vlažnost enaka. V primeru, da se na izhodu dobi napetost, ki ni nič, to kaže na prisotnost razlike v vlažnosti v komorah. Torej, glede na vrednost napetosti, pridobljene med meritvami, se določi vlažnost.

Neizkušen raziskovalec ima lahko pošteno vprašanje, zakaj se temperatura termistorja spremeni, ko deluje z vlažnim zrakom? Toda stvar je v tem, da s povečanjem vlažnosti voda začne izhlapevati iz ohišja termistorja, medtem ko se temperatura ohišja zmanjša, in višja kot je vlažnost, intenzivnejše je izhlapevanje in hitreje se termistor ohladi.

4) Optični (kondenzacijski) senzor vlažnosti

Ta tip senzorja je najbolj natančen. Delovanje optičnega senzorja vlažnosti temelji na pojavu, povezanem s konceptom "rosišča". V trenutku, ko temperatura doseže točko rosišča, sta plinasta in tekoča faza v termodinamičnem ravnovesju.

Torej, če vzamete steklo in ga namestite v plinasti medij, kjer je temperatura v času študije nad rosiščem, in nato začnete postopek hlajenja tega stekla, se bo pri določeni temperaturni vrednosti začel kondenzat vode. da bi nastala na površini stekla, bo ta vodna para začela prehajati v tekočo fazo. Ta temperatura bo samo rosišče.

Torej je temperatura rosišča neločljivo povezana in je odvisna od parametrov, kot sta vlažnost in tlak v okolju. Kot rezultat, bo z možnostjo merjenja tlaka in temperature rosišča enostavno določiti vlažnost. To načelo je osnova za delovanje optičnih senzorjev vlažnosti.

Najpreprostejše vezje takšnega senzorja je sestavljeno iz LED, ki sveti na zrcalni površini. Ogledalo odbije svetlobo, spremeni njeno smer in jo usmeri v fotodetektor. V tem primeru lahko ogledalo ogrevamo ali ohladimo s pomočjo posebne naprave za nadzor temperature visoke natančnosti. Pogosto je taka naprava termoelektrična črpalka. Seveda je na ogledalu nameščen temperaturni senzor.

Pred začetkom meritev se temperatura ogledala nastavi na vrednost, za katero je znano, da je višja od temperature rosišča. Nato se izvede postopno hlajenje ogledala. V trenutku, ko temperatura začne prečkati rosišče, se bodo vodne kapljice takoj začele kondenzirati na površini zrcala, svetlobni žarek diode pa se bo zaradi njih zlomil, razpršil, kar bo povzročilo zmanjšanje tok v vezju fotodetektorja. Preko povratnih informacij fotodetektor komunicira z zrcalnim temperaturnim regulatorjem.

Torej, na podlagi informacij, prejetih v obliki signalov iz fotodetektorja, bo temperaturni regulator vzdrževal temperaturo na površini zrcala natančno enako rosišču, temperaturni senzor pa bo temu ustrezno pokazal temperaturo. Torej, z znanim tlakom in temperaturo lahko natančno določite glavne kazalnike vlažnosti.

Optični senzor vlažnosti ima najvišjo natančnost, ki jo druge vrste senzorjev ne dosegajo, poleg tega pa ni histereze. Pomanjkljivost je najvišja cena od vseh, plus visoka poraba energije. Poleg tega je treba zagotoviti, da je ogledalo čisto.

Načelo delovanja elektronskega senzorja vlažnosti zraka temelji na spremembi koncentracije elektrolita, ki pokriva kateri koli električni izolacijski material. Obstajajo takšne naprave z avtomatskim ogrevanjem glede na rosišče.

Pogosto se rosišče meri nad koncentrirano raztopino litijevega klorida, ki je zelo občutljiva na minimalne spremembe vlažnosti. Za maksimalno udobje je tak higrometer pogosto dodatno opremljen s termometrom. Ta naprava ima visoko natančnost in nizko napako. Zmožen je meriti vlažnost ne glede na temperaturo okolice.

Priljubljeni so tudi preprosti elektronski higrometri v obliki dveh elektrod, ki se preprosto zatakneta v zemljo in nadzorujeta njeno vlažnost glede na stopnjo prevodnosti, odvisno od prav te vsebnosti vlage. Takšni senzorji so priljubljeni pri ljubiteljih, saj lahko preprosto nastavite samodejno zalivanje gredice ali rože v loncu, če ni časa ali ni priročno zalivanje ročno.

Pred nakupom senzorja razmislite, kaj boste morali izmeriti, relativno ali absolutno vlažnost, zrak ali tla, kakšno naj bi bilo merilno območje, ali je histereza pomembna in kakšna natančnost je potrebna. Najbolj natančen senzor je optični. Bodite pozorni na razred zaščite IP, temperaturno območje delovanja, odvisno od specifičnih pogojev, kjer se bo senzor uporabljal, ali so parametri pravi za vas.