Uy qurilishi qum namligi sensori. Tuproq namligi sensori: ishlash printsipi va DIY yig'ish

Sizning o'simliklaringiz ostidagi tuproqqa qachon suv kerakligini aniqlash uchun Arduino-ni FC-28 tuproq namligi sensoriga ulang.

Ushbu maqolada biz Arduino bilan FC-28 tuproq namligi sensoridan foydalanamiz. Ushbu sensor tuproqning hajmli suv tarkibini o'lchaydi va bizga namlik darajasini beradi. Sensor bizga chiqishda analog va raqamli ma'lumotlarni beradi. Biz uni ikkala rejimda ham ulaymiz.

Tuproqning namligi sensori suv miqdorini o'lchash uchun ishlatiladigan ikkita sensordan iborat. Ikki prob oqimning tuproqdan o'tishiga imkon beradi, bu esa qarshilik qiymatini beradi, bu esa nihoyat namlik qiymatini o'lchaydi.

Suv mavjud bo'lganda, tuproq ko'proq elektr tokini o'tkazadi, ya'ni qarshilik kamroq bo'ladi. Quruq tuproq elektr tokini yomon o'tkazuvchi hisoblanadi, shuning uchun suv kamroq bo'lsa, tuproq kamroq elektr tokini o'tkazadi, bu esa ko'proq qarshilikni anglatadi.

FC-28 sensori analog va raqamli rejimlarda ulanishi mumkin. Biz uni avval analog rejimda, keyin esa raqamli rejimda ulaymiz.

Spetsifikatsiya

FC-28 Tuproq namligi sensori texnik xususiyatlari:

kirish kuchlanishi: 3,3-5 V
chiqish kuchlanishi: 0–4,2V
kirish oqimi: 35mA
chiqish signali: analog va raqamli

Pinout

Tuproq namligi sensori FC-28 to'rtta pinga ega:

VCC: quvvat
A0: analog chiqish
D0: raqamli chiqish
GND: zamin

Modul shuningdek, chegara qiymatini o'rnatadigan potansiyometrni ham o'z ichiga oladi. Ushbu chegara qiymati LM393 komparatorida taqqoslanadi. LED bizga chegaradan yuqori yoki pastroq qiymatni bildiradi.

Analog rejim

Sensorni analog rejimda ulash uchun biz sensorning analog chiqishidan foydalanishimiz kerak. Tuproq namligi sensori FC-28 0 dan 1023 gacha bo'lgan analog chiqish qiymatlarini qabul qiladi.

Namlik foiz sifatida o'lchanadi, shuning uchun biz ushbu qiymatlarni 0 dan 100 gacha taqqoslaymiz va keyin ularni ketma-ket monitorda ko'rsatamiz. Siz turli xil namlik qiymatlarini o'rnatishingiz va ushbu qiymatlarga muvofiq suv nasosini yoqish / o'chirishingiz mumkin.

Ulanish diagrammasi

Tuproq namligi sensori FC-28ni Arduino-ga quyidagicha ulang:

VCC FC-28 → 5V Arduino
GND FC-28 → GND Arduino
A0 FC-28 → A0 Arduino

Analog chiqish uchun kod

Analog chiqish uchun biz quyidagi kodni yozamiz:

int sensor_pin = A0; int output_value ; void setup() ( Serial.begin(9600); Serial.println("Datchikdan o'qish ..."); delay(2000); ) void loop() ( output_value= analogRead(sensor_pin); output_value = map(output_value) ,550,0,0,100); Serial.print("Mositure: "); Serial.print(chiqish_qiymati); Serial.println("%"); kechikish(1000); )

Kod tushuntirish

Avvalo, biz ikkita o'zgaruvchini aniqladik, biri tuproq namligi sensori bilan aloqa qilish uchun, ikkinchisi esa sensorning chiqishini saqlash uchun.

int sensor_pin = A0; int output_value ;

O'rnatish funktsiyasida buyruq Serial.begin(9600) Arduino va seriyali monitor o'rtasidagi aloqada yordam beradi. Shundan so'ng biz oddiy displeyda "Datchikdan o'qish ..." ni chop qilamiz.

Void setup() ( Serial.begin(9600); Serial.println("Datchikdan o'qish ..."); kechikish (2000); )

Loop funktsiyasida biz sensorning analog chiqishidan qiymatni o'qiymiz va qiymatni o'zgaruvchida saqlaymiz chiqish_qiymati. Keyin biz chiqish qiymatlarini 0 dan 100 gacha solishtiramiz, chunki namlik foizda o'lchanadi. Biz quruq tuproqdan ko'rsatkichlarni olganimizda, sensor qiymati 550, nam tuproqda esa sensor qiymati 10 edi. Biz namlik qiymatini olish uchun bu qiymatlarni solishtirdik. Shundan so'ng biz ushbu qiymatlarni ketma-ket monitorda chop etdik.

void loop() ( output_value= analogRead(sensor_pin); output_value = map (chiqish_qiymati,550,10,0,100); Serial.print("Mositure: "); Serial.print(output_value); Serial.println("%") ;kechikish (1000); )

Raqamli rejim

FC-28 tuproq namligi sensorini raqamli rejimda ulash uchun biz sensorning raqamli chiqishini Arduino raqamli piniga ulaymiz.

Sensor moduli chegara qiymatini o'rnatish uchun ishlatiladigan potansiyometrni o'z ichiga oladi. Keyin chegara qiymati FC-28 sensor moduliga joylashtirilgan LM393 komparatori yordamida sensorning chiqish qiymati bilan taqqoslanadi. LM393 komparatori sensorning chiqish qiymatini va chegara qiymatini taqqoslaydi va keyin raqamli chiqish orqali bizga chiqish qiymatini beradi.

Sensor qiymati chegara qiymatidan kattaroq bo'lsa, raqamli chiqish bizga 5V beradi va sensorli LED yonadi. Aks holda, sensor qiymati ushbu chegara qiymatidan past bo'lsa, raqamli chiqishga 0V uzatiladi va LED yonmaydi.

Ulanish diagrammasi

Raqamli rejimda tuproq namligi sensori FC-28 va Arduino uchun ulanishlar quyidagicha:

VCC FC-28 → 5V Arduino
GND FC-28 → GND Arduino
D0 FC-28 → Pin 12 Arduino
LED musbat → Pin 13 Arduino
LED minus → GND Arduino

Raqamli rejim uchun kod

Raqamli rejim uchun kod quyida keltirilgan:

intled_pin=13; int sensor_pin=8; void setup() ( pinMode(led_pin, OUTPUT); pinMode(sensor_pin, INPUT); ) void loop() ( if(digitalRead(sensor_pin) == HIGH)( digitalWrite(led_pin, HIGH); ) else ( digitalWrite(led_pin,), LOW); kechikish (1000); ) )

Kod tushuntirish

Avvalo, biz LED chiqishi va sensorning raqamli chiqishini ulash uchun 2 ta o'zgaruvchini ishga tushirdik.

int led_pin = 13; int sensor_pin = 8;

O'rnatish funktsiyasida biz LED pinini chiqish pinini e'lon qilamiz, chunki biz u orqali LEDni yoqamiz. Biz sensor pinini kirish pin sifatida e'lon qildik, chunki Arduino ushbu pin orqali sensordan qiymatlarni oladi.

Bekor sozlamalari() ( pinMode(led_pin, OUTPUT); pinMode(sensor_pin, INPUT); )

Loop funktsiyasida biz sensorning chiqishidan o'qiymiz. Agar qiymat chegara qiymatidan yuqori bo'lsa, LED yonadi. Sensor qiymati chegara qiymatidan past bo'lsa, indikator o'chadi.

Void loop() ( if(digitalRead(sensor_pin) == HIGH)( digitalWrite(led_pin, HIGH); ) else ( digitalWrite(led_pin, LOW); kechikish (1000); ) )

Bu Arduino uchun FC-28 sensori bilan ishlash bo'yicha kirish darsini yakunlaydi. Loyihalaringizga omad.

Hammaga salom, bugun bizning maqolamizda o'z qo'llaringiz bilan tuproq namligi sensori qanday qilishni ko'rib chiqamiz. O'z-o'zidan ishlab chiqarishning sababi sensorning aşınması (korroziya, oksidlanish) yoki oddiygina sotib olishning mumkin emasligi, uzoq kutish va o'z qo'llaringiz bilan biror narsa qilish istagi bo'lishi mumkin. Mening holatimda sensorni o'zim qilish istagi eskirish edi, haqiqat shundaki, sensorning zondlari doimiy kuchlanish bilan tuproq va namlik bilan o'zaro ta'sir qiladi, buning natijasida u oksidlanadi. Misol uchun, SparkFun datchiklari ish resursini oshirish uchun uni maxsus kompozitsion (Elektrolsiz Nikel Immersion Gold) bilan qoplaydi. Bundan tashqari, sensorning ishlash muddatini uzaytirish uchun sensorni faqat o'lchov vaqtida quvvat bilan ta'minlash yaxshiroqdir.
Bir "chiroyli" kun, men sug'orish tizimim tuproqni keraksiz namlantirayotganini payqadim, sensorni tekshirish paytida men zondni tuproqdan olib tashladim va men buni ko'rdim:

Problar orasidagi korroziya tufayli qo'shimcha qarshilik paydo bo'ladi, buning natijasida signal kichikroq bo'ladi va arduino tuproqni quruq deb hisoblaydi. Men analog signaldan foydalanayotganim sababli, sxemani soddalashtirish uchun komparatorda raqamli chiqish bilan sxemani yaratmayman.

Diagrammada tuproq namligi sensori komparatori ko'rsatilgan, analog signalni raqamliga o'tkazadigan qism qizil rang bilan belgilangan. Belgilanmagan qism namlikni analog signalga aylantirishimiz kerak bo'lgan qismdir va biz undan foydalanamiz. Bir oz pastroqda men problarni arduinoga ulash uchun diagramma berdim.

Diagrammaning chap qismida problar arduinoga qanday ulanganligi ko'rsatilgan va men ADC ko'rsatkichlari qanday o'zgarishini ko'rsatish uchun o'ng qismini (rezistor R2 bilan) olib keldim. Zondlar erga tushirilganda, ular o'rtasida qarshilik hosil bo'ladi (diagrammada men uni shartli ravishda R2 ko'rsatdim), agar tuproq quruq bo'lsa, qarshilik cheksiz katta bo'ladi va agar u nam bo'lsa, u 0 ga intiladi. Ikki qarshilik R1 va R2 kuchlanish bo'luvchini tashkil qilganligi sababli va o'rta nuqta chiqish (a0 tashqarisi) bo'lganligi sababli, chiqish kuchlanishi R2 qarshiligining qiymatiga bog'liq. Masalan, agar qarshilik R2 \u003d 10Kom bo'lsa, u holda kuchlanish 2,5V bo'ladi. Qo'shimcha ajratishni amalga oshirmaslik uchun siz simlarga qarshilikni lehimlashingiz mumkin, ko'rsatkichlarning barqarorligi uchun siz besleme va chiqish o'rtasida 0,01 uF kondansatör qo'shishingiz mumkin. ulanish sxemasi quyidagicha:

Elektr qismi bilan shug'ullanganimiz sababli, mexanik qismga o'tishimiz mumkin. Problarni ishlab chiqarish uchun sensorning ishlash muddatini uzaytirish uchun korroziyaga eng kam sezgir bo'lgan materialdan foydalanish yaxshiroqdir. Siz "zanglamaydigan po'latdan" yoki galvanizli metalldan foydalanishingiz mumkin, siz har qanday shaklni tanlashingiz mumkin, hatto ikkita simdan ham foydalanishingiz mumkin. Men problar uchun "galvanizatsiya" ni tanladim, mahkamlash materiali sifatida getinaksning kichik bir qismini ishlatdim. Bundan tashqari, problar orasidagi qat'iylik 5 mm-10 mm bo'lishi kerakligini hisobga olish kerak, lekin siz ko'proq qilmasligingiz kerak. Men datchik simlarini galvanizatsiyaning uchlariga lehimladim. Oxirida nima bo'ldi:

Men batafsil fotoreportaj qilmadim, hamma narsa juda oddiy. Va bu erda harakatdagi fotosurat:

Yuqorida aytib o'tganimdek, sensorni faqat o'lchash vaqtida ishlatish yaxshiroqdir. Eng yaxshi variant tranzistorli kalit orqali yoqishdir, lekin mening joriy iste'molim 0,4 mA bo'lganligi sababli uni to'g'ridan-to'g'ri yoqishim mumkin. O'lchovlar paytida kuchlanishni ta'minlash uchun siz VCC sensori kontaktini PWM piniga ulashingiz yoki o'lchash vaqtida yuqori (HIGH) darajani ta'minlash uchun raqamli chiqishdan foydalanishingiz mumkin va keyin uni past darajaga qo'yishingiz mumkin. Sensorga kuchlanish qo'ygandan so'ng, o'qishlar barqarorlashishi uchun biroz vaqt kutish kerakligini ham hisobga olish kerak. PWM orqali misol:

Int sensori = A0; int power_sensor = 3;

bekor o'rnatish()(
// bir marta ishga tushirish uchun o'rnatish kodingizni shu yerga qo'ying:
Serial.begin(9600);
analogWrite (quvvat_sensor, 0);
}

void loop() (

kechikish (10000);
Serial.print("Suhost" : ");
Serial.println(analogRead(sensor));
analogWrite (quvvat_sensor, 255);
kechikish (10000);
}

E'tiboringiz uchun barchangizga rahmat!

Ko'plab bog'bonlar va bog'bonlar har kuni ish yuki yoki ta'til paytida ekilgan sabzavotlar, rezavorlar, mevali daraxtlarga g'amxo'rlik qilish imkoniyatidan mahrum. Biroq, o'simliklar muntazam sug'orishga muhtoj. Oddiy avtomatlashtirilgan tizimlar yordamida siz yo'qligingizda saytingizdagi tuproq kerakli va barqaror namlikni saqlab turishini ta'minlashingiz mumkin. Bog'ni sug'orish tizimini qurish uchun sizga asosiy boshqaruv elementi - tuproq namligi sensori kerak bo'ladi.

Namlik sensori

Namlik sensorlari ba'zan namlik o'lchagichlari yoki namlik sensorlari deb ham ataladi. Bozordagi deyarli barcha tuproq namlik o'lchagichlari namlikni qarshilik usulida o'lchaydi. Bu to'liq aniq usul emas, chunki u o'lchangan ob'ektning elektrolitik xususiyatlarini hisobga olmaydi. Qurilmaning ko'rsatkichlari bir xil tuproq namligi bilan farq qilishi mumkin, ammo kislotalilik yoki tuz miqdori har xil bo'lishi mumkin. Ammo bog'bonlar-tajribachilar uchun asboblarning mutlaq ko'rsatkichlari ma'lum sharoitlarda suv ta'minoti aktuatori uchun sozlanishi mumkin bo'lgan nisbiy ko'rsatkichlar kabi muhim emas.

Rezistiv usulning mohiyati shundan iboratki, qurilma bir-biridan 2-3 sm masofada erga joylashtirilgan ikkita o'tkazgich orasidagi qarshilikni o'lchaydi. Bu odatiy hol ohmmetr, bu har qanday raqamli yoki analog testerga kiritilgan. Ilgari bu vositalar chaqirilgan avometrlar.

Tuproqning holatini operativ nazorat qilish uchun o'rnatilgan yoki masofaviy indikatorli qurilmalar ham mavjud.

Elektr o'tkazuvchanligidagi farqni sug'orishdan oldin va sug'orishdan keyin aloe o'simlik bilan qozon misolida o'lchash oson. 101,0 kOm sug'orishdan oldin o'qish.

5 daqiqadan so'ng sug'orishdan keyin o'qish 12,65 kOm.

Ammo oddiy sinovchi faqat elektrodlar orasidagi tuproq maydonining qarshiligini ko'rsatadi, lekin avtomatik sug'orishda yordam bera olmaydi.

Avtomatlashtirishning ishlash printsipi

Avtomatik sug'orish tizimlarida odatda "suv yoki suv bermang" qoidasi qo'llaniladi. Qoida tariqasida, hech kim suv bosimining kuchini tartibga solishga muhtoj emas. Bu qimmatbaho boshqariladigan valflar va boshqa keraksiz, texnologik jihatdan murakkab qurilmalardan foydalanish bilan bog'liq.

Bozordagi deyarli barcha namlik sensorlari, ikkita elektrodga qo'shimcha ravishda, ularning dizaynida komparator mavjud. Bu kiruvchi signalni raqamli shaklga aylantiradigan eng oddiy analog-raqamli qurilma. Ya'ni, belgilangan namlik darajasida siz uning chiqishida bir yoki nol (0 yoki 5 volt) olasiz. Bu signal keyingi aktuator uchun manba bo'ladi.

Avtomatik sug'orish uchun elektromagnit klapanni aktuator sifatida ishlatish eng oqilona bo'ladi. U quvur uzilishlariga kiritilgan va mikro-tomchilatib sug'orish tizimlarida ham qo'llanilishi mumkin. 12 V kuchlanish orqali yoqiladi.

"Datchik ishladi - suv ketdi" tamoyili bo'yicha ishlaydigan oddiy tizimlar uchun LM393 komparatoridan foydalanish kifoya. Mikrosxema - bu sozlanishi kirish darajasi bilan chiqishda buyruq signalini qabul qilish qobiliyatiga ega ikki tomonlama operatsion kuchaytirgich. Chipda dasturlashtiriladigan kontroller yoki testerga ulanishi mumkin bo'lgan qo'shimcha analog chiqish mavjud. LM393 dual comparatorning taxminiy sovet analogi 521CA3 mikrosxemadir.

Rasmda atigi 1 dollarga Xitoyda ishlab chiqarilgan sensor bilan tayyor namlik o'tkazgich ko'rsatilgan.

Quyida 3-4 dollarga 250 V gacha bo'lgan o'zgaruvchan kuchlanishda 10A chiqish oqimi bilan mustahkamlangan versiya mavjud.

Sug'orishni avtomatlashtirish tizimlari

Agar siz to'liq avtomatik sug'orish tizimiga qiziqsangiz, dasturlashtiriladigan kontrollerni sotib olish haqida o'ylashingiz kerak. Agar maydon kichik bo'lsa, unda har xil sug'orish turlari uchun 3-4 ta namlik sensorini o'rnatish kifoya. Misol uchun, bog'da kamroq sug'orish kerak, malina namlikni yaxshi ko'radi va poliz ekinlari juda quruq davrlar bundan mustasno, tuproqdan etarli miqdorda suv talab qiladi.

O'z kuzatuvlarimiz va namlik sensorlarining o'lchovlari asosida biz hududlarda suv ta'minotining samaradorligi va samaradorligini taxminan hisoblashimiz mumkin. Protsessorlar mavsumiy sozlashlarni amalga oshirishga imkon beradi, namlik o'lchagichlarning ko'rsatkichlaridan foydalanishi, yog'ingarchilik, fasllarni hisobga olishi mumkin.

Ba'zi tuproq namligi sensorlari tarmoqqa ulanish uchun RJ-45 interfeysi bilan jihozlangan. Protsessor proshivkasi tizimni ijtimoiy tarmoqlar yoki SMS orqali sug'orish zarurligi haqida xabar beradigan tarzda sozlash imkonini beradi. Bu, masalan, yopiq o'simliklar uchun avtomatlashtirilgan sug'orish tizimini ulash mumkin bo'lmagan hollarda foydalidir.

Sug'orishni avtomatlashtirish tizimi uchun foydalanish qulay kontrollerlar barcha sensorlarni ulaydigan va ularning o'qishlarini bitta avtobus orqali kompyuter, planshet yoki mobil telefonga uzatadigan analog va kontaktli kirishlar bilan. Ijrochi qurilmalar WEB-interfeys orqali boshqariladi. Eng keng tarqalgan universal kontrollerlar:

MegaD-328;
Arduino;
ovchi;
Toro.

Bu avtomatik sug'orish tizimini nozik sozlash va bog'ni to'liq nazorat qilishni ishonib topshirish imkonini beruvchi moslashuvchan qurilmalar.

Oddiy sug'orishni avtomatlashtirish sxemasi

Eng oddiy sug'orishni avtomatlashtirish tizimi namlik sensori va nazorat qilish moslamasidan iborat. O'z qo'lingiz bilan tuproq namligi sensori qilishingiz mumkin. Sizga ikkita tirnoq, 10 kŌ qarshilik va 5 V chiqish kuchlanishli quvvat manbai kerak bo'ladi. Mobil telefondan mos keladi.

Sug'orish uchun buyruq beradigan qurilma sifatida siz mikrosxemadan foydalanishingiz mumkin LM393. Siz tayyor tugunni sotib olishingiz yoki uni o'zingiz yig'ishingiz mumkin, keyin sizga kerak bo'ladi:

rezistorlar 10 kOhm - 2 dona;
rezistorlar 1 kOhm - 2 dona;
rezistorlar 2 kOhm - 3 dona;
o'zgaruvchan qarshilik 51-100 kOhm - 1 dona;
LEDlar - 2 dona;
har qanday diod, kuchli emas - 1 dona;
tranzistor, har qanday o'rta quvvatli PNP (masalan, KT3107G) - 1 dona;
kondansatörler 0,1 mikron - 2 dona;
LM393 chipi - 1 dona;
4 V polga ega o'rni;
elektron plata.

Yig'ish sxemasi quyida ko'rsatilgan.

Yig'ishdan so'ng modulni quvvat manbaiga va tuproq namligi darajasi sensoriga ulang. LM393 komparatorining chiqishiga testerni ulang. Trim rezistoridan foydalanib, sayohat chegarasini o'rnating. Vaqt o'tishi bilan uni tuzatish kerak bo'ladi, ehtimol bir necha marta.

LM393 komparatorining sxemasi va pinout quyida ko'rsatilgan.

Eng oddiy avtomatlashtirish tayyor. Aktuatorni yopish terminallariga ulash kifoya, masalan, suv ta'minotini yoqadigan va o'chiradigan elektromagnit valf.

Sug'orishni avtomatlashtirish aktuatorlari

Sug'orishni avtomatlashtirish uchun asosiy harakatlantiruvchi qurilma suv oqimini boshqarishga ega va bo'lmagan elektron valfdir. Ikkinchisi arzonroq, saqlash va boshqarish osonroq.

Ko'plab boshqariladigan kranlar va boshqa ishlab chiqaruvchilar mavjud.

Agar saytingiz suv ta'minoti bilan bog'liq muammolarga duch kelsa, oqim sensori bilan solenoid klapanlarni sotib oling. Bu suv bosimi tushib qolsa yoki suv ta'minoti ishlamay qolsa, solenoidning yonib ketishiga yo'l qo'ymaydi.

Avtomatik sug'orish tizimlarining kamchiliklari

Tuproq heterojen bo'lib, uning tarkibida farqlanadi, shuning uchun bitta namlik sensori qo'shni hududlarda turli ma'lumotlarni ko'rsatishi mumkin. Bundan tashqari, ba'zi joylar daraxtlar tomonidan soyalanadi va quyoshli joylarga qaraganda namroqdir. Shuningdek, er osti suvlarining yaqinligi, ularning gorizontga nisbatan darajasi sezilarli ta'sir ko'rsatadi.

Avtomatlashtirilgan sug'orish tizimini qo'llashda hududning landshaftini hisobga olish kerak. Saytni sektorlarga bo'lish mumkin. Har bir sektorda bir yoki bir nechta namlik sensorlarini o'rnating va har biri uchun o'z ish algoritmini hisoblang. Bu tizimni juda murakkablashtiradi va uni boshqaruvchisiz qilishning iloji yo'q, ammo keyinchalik bu sizni issiq quyosh ostida qo'lingizda shlang bilan bema'ni turishga vaqt sarflashdan deyarli butunlay qutqaradi. Tuproq sizning ishtirokingizsiz namlik bilan to'ldiriladi.

Samarali avtomatlashtirilgan sug'orish tizimini qurish faqat tuproq namligi sensorlarining o'qishlariga asoslanishi mumkin emas. Harorat va yorug'lik sensorlarini qo'shimcha ravishda ishlatish, har xil turdagi o'simliklarning suvga bo'lgan fiziologik ehtiyojini hisobga olish kerak. Mavsumiy o'zgarishlarni ham hisobga olish kerak. Sug'orishni avtomatlashtirish tizimlarini ishlab chiqaruvchi ko'plab kompaniyalar turli hududlar, hududlar va ekinlar uchun moslashuvchan dasturiy ta'minotni taklif qiladilar.

Namlik sensori bo'lgan tizimni sotib olayotganda, ahmoqona marketing shiorlariga berilmang: bizning elektrodlarimiz oltin bilan qoplangan. Agar shunday bo'lsa ham, unchalik halol bo'lmagan ishbilarmonlarning plitalari va hamyonlarini elektroliz qilish jarayonida siz faqat tuproqni olijanob metall bilan boyitasiz.

Xulosa

Ushbu maqolada avtomatik sug'orishning asosiy nazorat elementi bo'lgan tuproq namligi sensorlari haqida so'z yuritildi. Shuningdek, sug'orishni avtomatlashtirish tizimining ishlash printsipi ko'rib chiqildi, uni tayyor holda sotib olish yoki o'zingiz yig'ish mumkin. Eng oddiy tizim namlik sensori va boshqaruv moslamasidan iborat bo'lib, uning o'z-o'zidan yig'ish sxemasi ham ushbu maqolada keltirilgan.

Namlik darajasini o'lchash uchun ishlatiladigan asbob higrometr yoki oddiygina namlik sensori deb ataladi. Kundalik hayotda namlik muhim parametrdir va ko'pincha nafaqat eng oddiy hayot uchun, balki turli xil uskunalar, qishloq xo'jaligi (tuproq namligi) va boshqalar uchun.

Xususan, bizning farovonligimiz havodagi namlik darajasiga juda bog'liq. Namlikka ayniqsa sezgir ob-havoga bog'liq odamlar, shuningdek, gipertoniya, bronxial astma, yurak-qon tomir tizimi kasalliklari bilan og'rigan odamlardir.

Havoning yuqori quruqligi bilan, hatto sog'lom odamlar ham terining noqulayligi, uyquchanligi, qichishi va tirnash xususiyati his qiladi. Ko'pincha quruq havo o'tkir respiratorli infektsiyalar va o'tkir respirator virusli infektsiyalardan boshlab, hatto pnevmoniya bilan tugaydigan nafas olish tizimining kasalliklarini qo'zg'atishi mumkin.

Korxonalarda havo namligi mahsulot va jihozlarning xavfsizligiga ta'sir qilishi mumkin, qishloq xo'jaligida esa tuproq namligining unumdorlikka ta'siri va hokazo. namlik sensorlari - gigrometrlar.

Ba'zi texnik qurilmalar dastlab qat'iy talab qilinadigan ahamiyatga ega bo'lgan holda kalibrlanadi va ba'zan qurilmani nozik sozlash uchun atrof-muhitdagi namlikning aniq qiymatiga ega bo'lish muhimdir.

Namlik bir nechta mumkin bo'lgan miqdorlar bilan o'lchanishi mumkin:

Havoning ham, boshqa gazlarning ham namligini aniqlash uchun namlikning mutlaq qiymati haqida gapirganda, o'lchovlar har kub metr uchun grammda yoki nisbiy namlik haqida gapirganda, RH birliklarida olinadi.

Qattiq jismlarda yoki suyuqliklarda namlikni o'lchash uchun sinov namunalari massasining ulushi sifatidagi o'lchovlar mos keladi.

Yomon aralashadigan suyuqliklarning namligini aniqlash uchun o'lchov birligi ppm bo'ladi (namuna og'irligining 1 000 000 qismida suvning qancha qismi bor).

Ishlash printsipiga ko'ra, gigrometrlar quyidagilarga bo'linadi.

sig'imli;

qarshilik ko'rsatadigan;

termistor;

optik;

elektron.

Kapasitiv higrometrlar, eng oddiy shaklda, bo'shliqda dielektrik sifatida havo bo'lgan kondansatörlerdir. Ma'lumki, havoning dielektrik o'tkazuvchanligi to'g'ridan-to'g'ri namlik bilan bog'liq va dielektrik namligining o'zgarishi havo kondensatorining sig'imidagi o'zgarishlarga olib keladi.

Kapasitiv havo bo'shlig'i namligi sensorining yanada murakkab versiyasi namlik ta'sirida juda o'zgarishi mumkin bo'lgan dielektrik doimiyligi bo'lgan dielektrikni o'z ichiga oladi. Ushbu yondashuv sensorning sifatini kondansatör plitalari orasidagi havodan ko'ra yaxshiroq qiladi.

Ikkinchi variant qattiq moddalardagi suv miqdori bo'yicha o'lchovlarni amalga oshirish uchun juda mos keladi. O'rganilayotgan ob'ekt bunday kondansatkichning plitalari orasiga joylashtiriladi, masalan, ob'ekt planshet bo'lishi mumkin va kondansatör o'zi tebranish pallasiga va elektron generatorga ulangan, natijada olingan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tabiiy chastotasi o'lchanadi. , va o'rganilayotgan namunani kiritish orqali olingan sig'im o'lchangan chastotadan "hisoblanadi".

Albatta, bu usulning ham kamchiliklari bor, masalan, namunaning namligi 0,5% dan past bo'lsa, u noto'g'ri bo'ladi, bundan tashqari, o'lchangan namunani o'rganish jarayonida yuqori dielektrik o'zgarishlarga ega bo'lgan zarrachalardan tozalash kerak.

Uchinchi turdagi sig'imli namlik sensori sig'imli nozik plyonkali higrometrdir. U ikkita taroq elektrodlari yotqizilgan substratni o'z ichiga oladi. Taroqli elektrodlar bu holda plitalar rolini o'ynaydi. Issiqlik kompensatsiyasi uchun sensorga qo'shimcha ravishda ikkita qo'shimcha harorat sensori kiritilgan.

Bunday sensor ikkita elektrodni o'z ichiga oladi, ular substratga yotqizilgan va elektrodlarning o'zlari ustiga material qatlami qo'llaniladi, bu juda past qarshilik bilan ajralib turadi, ammo namlikka qarab juda katta farq qiladi.

Qurilmadagi mos material alyuminiy oksidi bo'lishi mumkin. Bu oksid tashqi muhitdan suvni yaxshi qabul qiladi, shu bilan birga uning qarshiligi sezilarli darajada o'zgaradi. Natijada, bunday sensorning o'lchash davrining umumiy qarshiligi namlikka sezilarli darajada bog'liq bo'ladi. Shunday qilib, oqayotgan oqimning kattaligi namlik darajasini ko'rsatadi. Ushbu turdagi sensorlarning afzalligi ularning past narxidir.

Termistor gigrometri bir xil termistorlar juftidan iborat. Aytgancha, biz eslaymiz - bu chiziqli bo'lmagan elektron komponent bo'lib, uning qarshiligi uning haroratiga bog'liq.

Sxemaga kiritilgan termistorlardan biri quruq havo bilan muhrlangan kameraga joylashtiriladi. Va ikkinchisi teshiklari bo'lgan xonada bo'lib, havo unga xarakterli namlik bilan kiradi, uning qiymatini o'lchash kerak. Termistorlar ko'prik pallasida ulanadi, kuchlanish ko'prikning diagonallaridan biriga qo'llaniladi va boshqa diagonaldan o'qishlar olinadi.

Chiqish terminallaridagi kuchlanish nolga teng bo'lsa, ikkala komponentning harorati teng bo'ladi, shuning uchun namlik bir xil bo'ladi. Chiqishda nolga teng bo'lmagan kuchlanish olingan bo'lsa, bu kameralarda namlik farqi mavjudligini ko'rsatadi. Shunday qilib, o'lchovlar paytida olingan kuchlanish qiymatiga ko'ra, namlik aniqlanadi.

Tajribasiz tadqiqotchining adolatli savoli bo'lishi mumkin, nega termistorning harorati nam havo bilan o'zaro ta'sir qilganda o'zgaradi? Ammo gap shundaki, namlikning oshishi bilan suv termistor korpusidan bug'lana boshlaydi, korpusning harorati pasayadi va namlik qancha ko'p bo'lsa, bug'lanish shunchalik kuchli bo'ladi va termistor tezroq soviydi.

4) Optik (kondensatsiya) namlik sensori

Ushbu turdagi sensor eng aniq hisoblanadi. Optik namlik sensorining ishlashi "shudring nuqtasi" tushunchasi bilan bog'liq bo'lgan hodisaga asoslanadi. Hozirgi vaqtda harorat shudring nuqtasiga etib boradi, gazsimon va suyuq fazalar termodinamik muvozanatda bo'ladi.

Shunday qilib, agar siz stakanni olib, uni o'rganish vaqtidagi harorat shudring nuqtasidan yuqori bo'lgan gazli muhitga o'rnatsangiz va keyin bu stakanni sovutish jarayonini boshlasangiz, ma'lum bir harorat qiymatida suv kondensati boshlanadi. shisha yuzasida hosil bo'lishi uchun bu suv bug'i suyuq fazaga o'ta boshlaydi. Bu harorat faqat shudring nuqtasi bo'ladi.

Shunday qilib, shudring nuqtasi harorati chambarchas bog'liq va atrof-muhitdagi namlik va bosim kabi parametrlarga bog'liq. Natijada, bosim va shudring nuqtasi haroratini o'lchash qobiliyatiga ega bo'lib, namlikni aniqlash oson bo'ladi. Ushbu tamoyil optik namlik sensorlarining ishlashi uchun asosdir.

Bunday sensorning eng oddiy sxemasi oyna yuzasida porlayotgan LEDdan iborat. Oyna yorug'likni aks ettiradi, uning yo'nalishini o'zgartiradi va uni fotodetektorga yo'naltiradi. Bunday holda, oynani maxsus yuqori aniqlikdagi haroratni nazorat qilish moslamasi yordamida isitish yoki sovutish mumkin. Ko'pincha bunday qurilma termoelektrik nasosdir. Albatta, oynaga harorat sensori o'rnatilgan.

O'lchovlarni boshlashdan oldin, oyna harorati shudring nuqtasi haroratidan yuqori ekanligi ma'lum bo'lgan qiymatga o'rnatiladi. Keyinchalik, oynani asta-sekin sovutish amalga oshiriladi. Harorat shudring nuqtasini kesib o'ta boshlaganda, suv tomchilari darhol oyna yuzasida kondensatsiyalana boshlaydi va ular tufayli dioddan yorug'lik nuri sinadi, tarqaladi va bu pasayishiga olib keladi. fotodetektor zanjiridagi oqim. Teskari aloqa orqali fotodetektor oyna harorati regulyatori bilan o'zaro ta'sir qiladi.

Shunday qilib, fotodetektordan signallar shaklida olingan ma'lumotlarga asoslanib, harorat sozlagichi oyna yuzasidagi haroratni shudring nuqtasiga teng darajada ushlab turadi va harorat sensori shunga mos ravishda haroratni ko'rsatadi. Shunday qilib, ma'lum bosim va harorat bilan siz namlikning asosiy ko'rsatkichlarini aniq belgilashingiz mumkin.

Optik namlik sensori eng yuqori aniqlikka ega, boshqa turdagi sensorlar tomonidan erishib bo'lmaydigan, ortiqcha histerezsiz. Kamchilik - bu eng yuqori narx, shuningdek, yuqori quvvat sarfi. Bundan tashqari, oynaning toza bo'lishini ta'minlash kerak.

Elektron havo namligi sensorining ishlash printsipi har qanday elektr izolyatsiyalovchi materialni qoplaydigan elektrolitlar kontsentratsiyasining o'zgarishiga asoslanadi. Shudring nuqtasiga mos ravishda avtomatik isitish bilan bunday qurilmalar mavjud.

Ko'pincha shudring nuqtasi namlikning minimal o'zgarishiga juda sezgir bo'lgan konsentrlangan lityum xlorid eritmasi orqali o'lchanadi. Maksimal qulaylik uchun bunday higrometr ko'pincha qo'shimcha ravishda termometr bilan jihozlangan. Ushbu qurilma yuqori aniqlik va kam xatolikka ega. Atrof-muhit haroratidan qat'i nazar, namlikni o'lchashga qodir.

Oddiy elektron higrometrlar ikkita elektrod ko'rinishida ham mashhur bo'lib, ular oddiygina tuproqqa yopishtirilib, uning namlik miqdorini o'tkazuvchanlik darajasiga ko'ra, shu namlikka qarab boshqaradi. Bunday datchiklar muxlislar orasida mashhurdir, chunki vaqt bo'lmasa yoki qo'lda sug'orish qulay bo'lmasa, siz bog 'to'shagini yoki gulni qozonda avtomatik sug'orishni osongina sozlashingiz mumkin.

Sensorni sotib olishdan oldin, siz o'lchashingiz kerak bo'lgan narsalarni, nisbiy yoki mutlaq namlikni, havo yoki tuproqni, o'lchov diapazoni qanday bo'lishi kutilayotganini, histerezis muhimmi va qanday aniqlik kerakligini ko'rib chiqing. Eng aniq sensor optikdir. Sensor ishlatiladigan o'ziga xos sharoitlarga, parametrlar sizga mos keladimi-yo'qmi, IP himoyasi sinfiga, ish harorati oralig'iga e'tibor bering.

Arduino tuproq namligi sensori suvga cho'mgan zaminning namligini aniqlash uchun mo'ljallangan. Bu sizning uyingiz yoki bog'ingizdagi o'simliklar kam yoki ortiqcha sug'orilganligini bilish imkonini beradi. Ushbu modulni kontrollerga ulash o'simliklar, bog' yoki plantatsiyalarni sug'orish jarayonini avtomatlashtirishga imkon beradi ("aqlli sug'orish" turi).

Modul ikki qismdan iborat: YL-69 kontaktli probi va YL-38 sensori, ulanish uchun simlar kiritilgan.YL-69 probining ikkita elektrodi o'rtasida kichik kuchlanish hosil bo'ladi. Tuproq quruq bo'lsa, qarshilik yuqori va oqim kamroq bo'ladi. Agar zamin nam bo'lsa, qarshilik kamroq, oqim biroz ko'proq. Yakuniy analog signalga ko'ra, namlik darajasini baholash mumkin. YL-69 probi YL-38 probiga ikkita sim orqali ulangan. YL-38 sensori probga ulanish uchun pinlardan tashqari, boshqaruvchiga ulanish uchun to'rtta pinga ega.

Vcc - sensorli quvvat manbai;
GND - tuproq;
A0 - analog qiymat;
D0 - namlik darajasining raqamli qiymati.

YL-38 sensori LM393 komparatori asosida qurilgan bo'lib, u kuchlanishni D0 chiqishiga printsip bo'yicha chiqaradi: nam tuproq - past mantiqiy daraja, quruq tuproq - yuqori mantiqiy daraja. Daraja potansiyometr bilan sozlanishi mumkin bo'lgan chegara qiymati bilan aniqlanadi. A0 piniga analog qiymat qo'llaniladi, u keyingi ishlov berish, tahlil qilish va qaror qabul qilish uchun tekshirgichga o'tkazilishi mumkin. YL-38 sensori sensorga keladigan quvvat manbai va D0 chiqishidagi raqamli signal darajasining mavjudligini bildiruvchi ikkita LEDga ega. Raqamli chiqish D0 va darajali LED D0 mavjudligi modulni boshqaruvchiga ulanmasdan avtonom foydalanish imkonini beradi.

Modul spetsifikatsiyalari

Ta'minot kuchlanishi: 3,3-5 V;
Oqim iste'moli 35 mA;
Chiqish: raqamli va analog;
Modul hajmi: 16×30 mm;
Prob o'lchami: 20 × 60 mm;
Umumiy og'irligi: 7,5 g

Foydalanish misoli

Tuproq namligi sensorini Arduino-ga ulashni o'ylab ko'ring. Keling, uy o'simligi uchun tuproq namligi ko'rsatkichi loyihasini yarataylik (siz ba'zan sug'orishni unutib qo'yadigan sevimli gulingiz). Tuproq namligi darajasini ko'rsatish uchun biz 8 ta LEDni ishlatamiz. Loyiha uchun bizga quyidagi ma'lumotlar kerak bo'ladi:

Arduino Uno kengashi
Tuproq namligi sensori
8 ta LED
Non taxtasi
Ulanish simlari.

Quyidagi rasmda ko'rsatilgan sxemani yig'amiz

Arduino IDE ni boshlaylik. Keling, yangi eskiz yaratamiz va unga quyidagi qatorlarni qo'shamiz: // Tuproqning namligi sensori // http: // sayt // sensorning analog chiqishini ulash uchun kontakt int aPin=A0; // indikator LEDlarni ulash uchun pinlar int ledPins=(4,5,6,7,8,9,10,11); // sensor qiymatini saqlash uchun o'zgaruvchi int avalue=0; // yonayotgan LEDlarning o'zgaruvchan soni int countled=8; // to'liq sug'orish qiymati int minvalue=220; // kritik quruqlik qiymati int maxvalue=600; void setup() ( // seriyali portni ishga tushirish Serial.begin(9600); // LED indikatorlarini // OUTPUT rejimiga (int i=0;i) sozlash<8;i++) { pinMode(ledPins[i],OUTPUT); } } void loop() { // получение значения с аналогового вывода датчика avalue=analogRead(aPin); // вывод значения в монитор последовательного порта Arduino Serial.print("avalue=");Serial.println(qiymat); // qiymatni 8 ta LED bilan masshtablash countled=map(qiymat, maxvalue, minvalue,0,7); // namlik darajasi ko'rsatkichi (int i=0;i<8;i++) (if(i<=hisoblangan) digitalWrite(ledPins[i],HIGH); //LEDni yoqing, boshqa digitalWrite(ledPins[i],LOW). ); // LEDni o'chiring ) // keyingi qiymat qabul qilinishidan oldin pauza 1000 ms kechikish (1000); ) Sensorning analog chiqishi Arduino-ning analog kirishiga ulangan, u 10 bit ruxsatga ega bo'lgan analog-raqamli konvertor (ADC) bo'lib, chiqish 0 dan qiymatlarni olishga imkon beradi. 1023 gacha. ) eksperimental ravishda olinadi. Tuproqning ko'proq quruqligi analog signalning katta qiymatiga to'g'ri keladi. Xarita funktsiyasidan foydalanib, biz sensorning analog qiymatini LED indikatorimizning qiymatiga o'tkazamiz. Tuproq namligi qanchalik ko'p bo'lsa, LED indikatorining qiymati shunchalik katta bo'ladi (yonadigan LEDlar soni). Ushbu indikatorni gulga ulash orqali biz indikatordagi namlik darajasini uzoqdan ko'rishimiz va sug'orish zarurligini aniqlashimiz mumkin.