Датчик влажности почвы: принцип работы и сборка своими руками

Некоторые датчики влажности почвы оснащены интерфейсом RJ-45 для подключения к сети. Прошивка процессора позволяет настроить систему так, что она будет оповещать о необходимости полива через социальные сети или SMS-сообщением. Это удобно в тех случаях, когда невозможно подключить автоматизированную систему полива, например, для комнатных растений.

СХЕМА ДАТЧИКА ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ

Поэт Андрей Вознесенский однажды сказал так: «лень – двигатель прогресса». Пожалуй, трудно не согласиться с этой фразой, ведь большинство электронных устройств создаются именно с той целью, чтобы облегчить нашу с вами повседневную жизнь, полную забот и всяких разных суетных дел.

Если вы сейчас читаете эту статью, то вас, наверное, очень утомляет процесс полива цветов. Ведь цветы – существа нежные, чуть их перельёшь, недовольны, забудешь полить на денёк, так всё, они вот-вот увянут. А сколько цветов в мире погибло лишь от того, что их хозяева уехали в отпуск на недельку, оставив зелёных бедолаг чахнуть в сухом горшке! Страшно представить.

Именно для предотвращения таких ужасных ситуаций придуманы системы автоматического полива. На горшок устанавливается датчик, замеряющий влажность почвы – он представляет собой для металлических прутка из нержавеющей стали, воткнутые в землю на расстоянии сантиметра друг от друга.

По проводам они подключаются к схеме, задача которой открывать реле только тогда, когда влажность упадёт ниже заданной и закрывать реле в тот момент, когда почва вновь насытится влагой. Реле, в своё очередь, управляет насосом, который качает воду из резервуара прямо под корень растению.

Сборка датчика влажности своими руками

Сборка датчика влажности своими руками

Конструкция датчика собирается следующим образом:

  • Основная часть – два электрода, диаметр которых составляет 3-4 мм, они прикрепляются к основанию, изготовленному из текстолита или другого материала, защищенного от коррозии.
  • На одном конце электродов нужно нарезать резьбу, с другой стороны они делаются заостренными для более удобного погружения в грунт.
  • В пластине из текстолита просверливаются отверстия, в которые вкручиваются электроды, их нужно закрепить гайками с шайбами.
  • Под шайбы нужно завести исходящие провода, после чего электроды изолируются. Длина электродов, которые будут погружаться в грунт, составляет около 4-10 см. в зависимости от используемой емкости или открытой грядки.
  • Для работы датчика потребуется источник тока силой 35 мА, система требует напряжения 5В. В зависимости от количества влаги в почве диапазон возвращаемого сигнала составит 0—4,2 В. Потери на сопротивление продемонстрируют количество воды в грунте.
  • Подключение датчика влажности почвы проводится через 3 провода к микропроцессору, для этой цели можно приобрести, например, Arduino. Контроллер позволит соединить систему с зуммером для подачи звукового сигнала при чрезмерном уменьшении влажности почвы, или к светодиоду, яркость освещения будет меняться при изменениях в работе датчика.
Читайте также:
Как вырастить дерево с орешками

Такое самодельное устройство может стать частью автополива в системе “Умный дом”, например, с использованием Ethernet-контроллера MegD-328. Web-интерфейс показывает уровень влажности в 10-битной системе: диапазон от 0 до 300 говорит о том, что земля совершенно сухая, 300-700 – в почве достаточно влаги, более 700 – земля мокрая, и полив не требуется.

Конструкция, состоящая из контроллера, реле и элемента питания убирается в любой подходящий корпус, для которого можно приспособить любую пластиковую коробочку.

В домашних условиях использование такого датчика влажности будет очень простым и вместе с тем надежным.

Принцип действия автоматики

В системах автополива обычно действует правило «поливай или не поливай». Как правило, никто не нуждается в регулировании силы напора воды. Это связано с использованием дорогостоящих управляемых клапанов и других, ненужных, технологически сложных, устройств.

Почти все предлагаемые на рынке датчики влажности, помимо двух электродов, имеют в своей конструкции компаратор. Это простейший аналого-цифровой прибор, который преобразует входящий сигнал в цифровую форму. То есть при установленном уровне влажности вы получите на его выходе единицу или ноль (0 или 5 вольт). Этот сигнал и станет исходным для последующего исполнительного устройства.

Для автополива наиболее рациональным будет использование в качестве исполнительного устройства электромагнитного клапана. Он включается в разрыв трубы и может также использоваться в системах микро-капельного орошения. Включается подачей напряжения 12 В.

Клапан

Для простых систем, работающих по принципу « датчик сработал — вода пошла», достаточно использование компаратора LM393. Микросхема представляет собой сдвоенный операционный усилитель с возможностью получения на выходе командного сигнала при регулируемом уровне входного. Чип имеет дополнительный аналоговый выход, который можно подключить к программируемому контроллеру или тестеру. Приблизительный советский аналог сдвоенного компаратора LM393 — микросхема 521СА3.

LM393

На рисунке представлено готовое реле влажности вместе с датчиком в китайском исполнении всего за 1$.

Датчик влажности2

Ниже представлен усиленный вариант, с выходным током 10А при переменном напряжении до 250 В, за 3–4$.

Реле влажности

Превращение изменения емкости в изменение напряжения

Подключив последовательно с резистором конденсатор получим ФНЧ (фильтр нижних частот).

Получается делитель напряжения, где у верхнего плеча R1 сопротивление не изменяется, а емкостное сопротивление нижнего плеча C1 меняется в зависимости от частоты.

Но так как частота сигнала будет неизменной, то построим график зависимости емкостного сопротивления от емкости (C = 1-100 пФ):

Таким образом понятно, что при увеличении емкости ( погружение в воду ) сопротивление нижнего плеча будет уменьшаться, как и падение напряжения на нем, а значит и выходное напряжение (см. подтверждение опытом ниже).

Но остается еще одно – выделить только амплитуду, именно для этого применяется АМ-детектор. Его расчет был выполнен, но ничего полезного этого не дало, поэтому номиналы взяты такие же, как у готового. Главная суть в этом:

нужно подобрать емкость и сопротивление таким образом, чтобы конденсатор успевал подзаряжаться при увеличении сигнала, а при уменьшении подразряжался за время низкого уровня, но при изменении сигнала огибающая изменялась.

DIY Zigbee датчик влажности почвы

Приветствую читателей Habr! Хочу поделиться с вами своим очередным проектом, сегодня речь пойдёт о небольшом датчике измерения влажности почвы на чипе СС2530. Проект основывается на разработке с открытым исходным кодом DIYRUZ Flower, разработчик @anonymass. Измерение влажности почвы у датчика осуществляется ёмкостным методом, работает от батарейки CR2450 или CR2477, есть защита от переполюсовки батарейки, датчик предназначен для работы в сетях Zigbee.

Читайте также:
Виноград «столетие» — описание, фото, характеристика, правила посадки, ухода, особенности

Я уже давно посматривал в сторону Zigbee, огромное количество недорогих фабричных устройств, появившихся в последние годы и скорость с которой после появления проекта zigbee2mqtt эта технология стала захватывать умы домашних автоматизаторов, отличные DIY-проекты, которые во многом так же стали драйвером этой популярности, все эти факты просто кричали тебе туда надо.

Почти сразу как я обзавёлся небольшим количеством фабричных и DIY устройств и запустив у себя Zigbee сеть мне захотелось сделать что-то под себя. Родившаяся идея сделать датчик влажности почвы органично вписалась в мои планы, так как я как раз заканчивал тесты другого своего проекта аналогичного датчика на nRF52 c e-ink экраном. Компактные размеры и внешний вид это всё что закладывалось из требований в будущий проект, а заготовка под эти требования у меня, получается, уже была.

Потратив пару часов на переработку проекта на nRF52 железная часть проекта на CC2530 была готова:

Опираясь на опыт (хоть и скромный, так как я не агроном) в повседневном использовании таких датчиков на подоконниках и с учётом параметров потребления у чипов CC2530 в датчике был заложен минимальный функционал, исключительно измерение уровня влажности почвы. Плата датчика получился в размерах 137мм х 20мм, для удобства сборки электронные компоненты располагаются на одной стороне платы, за исключением держателя батарейки, который напаивается на обратную сторону платы. Датчик имеет светодиод, пару кнопок, порт программирования, простую защиту от переполюсовки батарейки на транзисторе. Время сборки датчика при ручной пайке составляет 10-15 минут, схема датчика состоит всего из 10 элементов, включая радиомодуль.

Схема датчика:

Если сборка датчика занимает 10-15 минут, то изготовление корпуса этим, к сожалению, похвастаться не может.

С разработкой модели корпуса особых проблем не было, так как за основу также был взят корпус от проекта датчика влажности почвы на nRF52 c e-ink. Пара штрихов в редакторе и корпус стал немного тоньше и без выреза под экран, ещё парой штрихов корпус был дополнен окном для индикации расположенного на плате светодиода. Сделал сразу два варианта задней крышки под батарейку CR2450 и CR2477. Печать всех трёх деталей корпуса занимает чуть больше часа. На этом лёгкая часть с корпусом заканчивается, далее начинается грустная история, шлифовка, сверловка, заливка жидким УФ полимером индикаторного отверстия под светодиод, полировка. На всё это времени было потрачено около полутора двух часов. Наверное, как самый хороший и правильный вариант изготовления корпуса стоит рассматривать просто печать корпуса на хорошо настроенном принтере, уверен результат будет не хуже.

Читайте также:
Защита дачного участка от пожаров, правила безопасности

Основа программной части проекта это популярный проект DIYRUZ Flower. Я определённо не программист, мой багаж — это опыт пары лет программирования в Arduino, который в принципе позволил мне прочитать код проекта и разобраться в нём. Трудным моментом, пожалуй, можно отметить настройку среды для разработки. Но описание проблем с которыми столкнулся, опущу, в этой статье просто приведу пару ссылок на мануалы и статьи, на которые я опирался (ссылка 1, ссылка 2, ссылка 3) и также поблагодарю неравнодушных к чужим проблемам участников чата ZIGDEV, помогавших советами. Изменения, которые я внёс в код оригинального проекта: увеличение интервала чтения сенсора влажности почвы до 1 часа, хранение предыдущих значений влажности почвы для сравнения с новыми значениями и отправки данных в сеть только при изменении значений на 1%. Добавлено чтение внутреннего температурного сенсора CC2530, сравнение, и отправка данных при изменении температуры на 1°С. Конечно, точность температуры с внутреннего температурного сенсора имеет большую погрешность, но в целом даёт понимание об изменении температуры воздуха. Точнее, этот параметр можно откалибровать в конверторе zigbee2mqtt, правда, особой (и не особой) нужды я в этом не увидел.

Так выглядит передача данных об уровне влажности почвы, запрос уровня влажности почвы через модуль Телеграм в Мажордомо

Проблема с которой я столкнулся при тестировании

Об этом решил упомянуть, уверен это кому-то поможет быстрее найти решение, столкнувшись с чем-то похожим. Вопрос, возникший при тестировании датчиков, вызывал непонимание в каком направлении копать, рождал разнообразные теории магического характера :). Суть проблемы была в том, что датчики при слабом сигнале (linkquality<90) начинали слать довольно часто анонсы координатору, кто кого терял было не очень понятно, соответственно, находясь большее время не во сне, датчик активнее терял заряд батареи. Проблема решилась после покупки координатора от Jet Home (CC2652) купленного с оказией по акции.

До этого сеть работала на координаторе ZigBee стик V4 (RF Star CC2652). Думаю здесь дело в прошивке координатора, к сожалению, какая прошивка находится в моём старом, я не знаю, но это та, на которой не подключена индикация светодиодов на плате координатора, в дальнейшем планирую перепрошить старый координатор в роутер.

Читайте также:
Выбор курдючной породы овец и баранов

Пока наблюдались эти проблемы, я даже сделал ещё одну версию платы под другой радиомодуль, единственный его плюс — это +5 единиц кармы к линккволити, но ценник этого модуля полностью обнуляет этот бафф :).

На своём GITHUB для желающих повторить я выложил гербер файлы проекта для заказа плат, список компонентов, схему, модели корпуса, исходники проекта, скомпилированные файлы программы для прошивки радиомодулей.

Устройство уже добавлено в список поддерживаемых на гитхабе проекта zigbee2mqtt, автор проекта очень оперативно реагирует на pull requests.

Немного о грустном в этом направлении, я использую Мажордомо в качестве системы умного дома у себя, для этой системы написан замечательный модуль z2m, к сожалению, мой pull request висит там не рассмотренным уже месяц, так что пока на своём гитхаб я написал инструкцию о том, где необходимо внести изменения чтобы вывод информации о датчике в мажордомо заиграл красками :).

Такая же печальная история с другим проектом — SLS шлюз. Я планировал на даче развернуть сеть Zigbee управляемую через шлюз SLS, протестировать его, погонять свои датчики, поделится своими впечатлениями. Но мне так и не удалось получить обещанную прошивку с поддержкой моего датчика, наверное, забыли, а внешние конверторы в этом проекте не поддерживаются :(.

Уличный zigbee датчик температуры и влажности с усилителем

Если вы как и я, хотите понять, что такое Zigbee, попытаться сделать свои первые DIY Zigbee устройства, то приглашаю вас в чат для разработчиков zigbee девайсов/прошивок ZIGDEV

Если вам интересно всё, что связано с DIY, вы являетесь DIY разработчиком или хотите только начать, вы заинтересованы в использовании DIY девайсов и хотите узнавать первыми о моих проектах, то приглашаю всех в телеграм чат — DIYDEV.

Так же приглашаю читателей обсудить это и любые другие устройства в самый главный Телеграм-чат по Zigbee.

Оценить статью

  • Техническая грамотность

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Для добавления Вашей сборки необходима регистрация

0

Интересная схемка. Единственное, что мне не нравится это то, что датчик питается постоянным током. В микросхеме 4 элемента, можно сделать на двух – генератор и через датчик пустить импульсы.

0

Спасибо автору, схема простая, но эффективная,можно много где использовать. Собрал – работает отлично.

0

Прикольная, штука, а главное простая. Можно забабахать автоматику полива. Сделать небольшой электромагнитный клапан, открывающий трубку, идущую с резервуара.

Читайте также:
Вредна ли моль, летащая по огороду

0

0

У меня несколько вопросов по схеме:
1) Под исполнительным устройством подразумевается насос?
2) 6-12 В на мост, это входное напряжение получается, так? Тут блок питания потребуется, значит подключение к сети одно есть. А разве само исполнительное устройство от сети запитываться не будет? Просто тут 2 пары входов и как то трудно понять, что как?

0

Ни в коем случае. В качестве исполнительного устройства подразумевается электолмагнитное реле (прямое, промежуточное)

0

У меня есть план сделать автоматический полив домашних растений. Папа заказал мне из Китая водяную помпу (12v, 4,2 w), как рабочий агрегат для распределения воды при поливе. и блок питания на 220/12 V. Мне надо сделать всё остальное.
Выбрал Вашу схему и хочу её приспособить к делу.
Но, есть вопросы: Нагрузка по схеме, на исполнительный механизм 90ма, а на помпе получится потребление 350ма. (Реле не хочу использовать- папа говорит, что они всегда выходят из строя в неподходящий момент, а мне надо надёжную схему.)
Как сделать эту схему с большей подключаемой нагрузкой без реле? (ну может с оптореле?)
И можно ли заменить железные пластины (каков их размер?) на алюминиевые? (они более долговечны)

0

Чтобы получить на выходе 350-400 mA транзистор VT2 нужно заменить на КТ815 или КТ817, но его придется установить на небольшой радиатор, замена пластин на алюминиевые вполне возможно, так как датчик реагирует на изменение сопротивления между ними где самим “сопротивлением” является смесь воды и почвы, а пластины являются лишь контактами этого “сопротивления”. Коллектор транзистора VT2 соединить с +12 вольт, эмиттер с положительной клеммой помпы, а отрицательную клемму помпы соединить с землей блока питания.

0

Пластины из нержавейки делайте. Аллюминий окисляется не хуже железа, тем более при наличии (какого-никакого),но напряжения.

0

Mytsa Zabar благодарю Вас за информацию. Отлично. Ещё у меня вопросы:
Если блок питания на 12вольт уже даёт постоянный ток, то выпрямитель в схеме не нужен? Или имеется ввиду, что некоторые блоки питания китайского производства плохо выпрямляют ток? Типа халтура.
Когда прибор в ожидании полива сколько он будет потреблять току? И можно ли сделать такую схему, чтобы он не потреблял в это время ток?
И ещё вопрос, можно сделать надёжную схему питания в 12 вольт от переменного тока 220 вольт самостоятельно без трансформатора?

0

Илья, отвечу на вопросы по порядку:
1. Если блок питания выдает постоянный ток то здесь выпрямитель не нужен, просто надо сразу подсоединить стабилизатор напряжения 7805 для запитки схемы, и к этому же плюсу питания коллектор транзистора VT2
2. Лучше выбрать хороший трансформаторный блок питания, а не какой-нибудь китайский, так надежнее.
3. Сколько будет потреблять тока, ну ХЗ его знает, чтобы не потреблял ток, так не получится сенсорная схема должна чем-то запитываться что-бы система полива работала.
4. Без трансформаторный блок питания я не советую делать, и вот причины – главная из них, это отсутствие развязки с сетью, то есть минус питания будет напрямую соединено с сетью, это чревато травмами как Вас так и ваших близких, особенно если кто-то полезет рукой проверить влажность земли. Тоже самое касается и импульсных источников питания, минус питания тоже не совсем развязан с сетью.Еще раз повторю ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ, НЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ БЕЗ ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ И ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ.
5. От себя скажу: возьми хороший трансформатор на 12 вольт, сделай простенький выпрямитель из диодов 1N4007 и емкость на 1000 мкф. Будет надежнее.

Читайте также:
Желтушник: лечебные свойства и противопоказания

0

Mytsa Zabar, ага, понял! Хороший совет, спасибо, учту. Блок питания уже заказал в Китае мой брат. придёт, будем с папой смотреть -“хорош” он или нет.
Про трансформатор – типа “самодельный” блок питания, я ещё не думал. Мало что умею, а кружка радиолюбителей у нас в городе фактически нет!
Надо будет как нибудь собрать такой. Куда там конденсатор прилаживать? и на сколько вольт он должен быть если, к примеру трансформатор может на выходе дать 12 вольт, 1 ампер?

0

Илья, если трансформатор на выходе может дать 12 вольт, то надо поставить конденсатор напряжением на 16 вольт,
емкость конденсатора зависит от тока, который отдается в нагрузку блоком питания, то есть на 1 ампер ставится конденсатор в 1000 мкф. К примеру Ваш трансформатор дает напряжение 12 вольт и ток 2 ампера, значит надо поставить конденсатор на 16 Вольт 2200 мкф.
Чтобы подробнее понять как работает трансформатор и не только, я бы посоветовал Вам прочитать книжку Борисов В. Г. “Кружок радиотехнического конструирования”. Хорошая книга, кружка радиолюбителей она не заменит, но многое сможешь из нее понять + там есть простенькие схемы которые можно собрать из старых радиодеталей.

0

Схема хорошая, хочу использовать для полива теплицы, но есть один вопрос для каждого вида растений нужна своя влажность почвы, каким резистором можно регулировать порог срабатывания.

0

Я не автор схемы. Но т.к. с электродов сигнал идет напрямую на логический элемент DD1.1 – он отвечает за распознавание сухой почвы. И рядом лишь один резистор – шунт на землю в виде R3 – он должен отвечать за чувствительность схемы.
Кстати схема действительно будет удобна как сама по себе, так и для Arduino через гальваническую развязку (в виде дискретного сигнала)

0

Народ, отпишитесь плз кто собирал сие чудо, спаял все по схеме не работает, при подаче 12в без датчика влажности как я понял должен загореться светодиод, но этого не происходит, загорается он только если пальцами по микрухе поелозить или коротнуть 2-3 выводы. все элементы рабочие.

Читайте также:
Гипомицес млечниковый: где растет, как выглядит, можно ли есть, правила сбора, фото

0

Собрал, все работает в норме. Светодиод горит в режиме ожидания. Как только замыкается “датчик влажности” он гаснет. Может выводы у микрухе перепутаны, или замыкание на дорожках?

0

В причине разобрался, не подал питание на 7 и 14 микрухи, а вот исполнительное реле через вт2 так и не работает.

0

0

0

была в наличии к561ла7, задействовал 3 логических элемента, чтобы уменьшить частичное срабатывание, Заменил R3 на подстроечный 10к. Планирую использовать в паре с МК, подавая питание импульсами на короткое время

0

Минус в том,что контакты в земле довольно быстро окисляются и сгнивают и работать данная схема перестаёт.

0

А вы лудить не пробовали? Или нержавейку? У меня другой вопрос, почему на фото 6 резисторов, а в схеме только 4?

0

0

Не работает. Вместо К155ЛА3 использовал SN74HC00N. Питание 5 вольт есть, и на логику и на микрушку. Номиналы резисторов точно такие же, 0,125 вт. Вместо 273 ома ставил подстроечник на 6кОм. Нет эффекта. Смысл такой. Если датчик замыкать меж собой перемычкой, светодиод гаснет. Если опускать в воду или во влажную почву – горит. Использовал гетинаксовые пластинки и гвоздики. Не могу понять в чем может быть причина

0

Сделал по схеме, все заработало сразу, единственное, что тут смущает – через резистор R3 и датчик постоянно течет немаленький ток, резистору-то пофиг, а датчик будет корродировать, полагаю. Для пробы поставил 2kOm, вроде так тоже работает, может и больше можно, поработает с недельку-другую, посмотрим. Да, исполнительным устройством у меня напрямую мотор стоит (3-вольтовая китайская помпа), ток потребления 30 мА, транзистор естественно подстрахован диодом.

Конструкция и принцип работы датчика влажности

Конструкция датчика влажности земли представляет собой два проводника, каковые подключаются к не сильный источнику энергии, в схеме обязан находиться резистор. Когда количество жидкости в пространстве между электродами растет, сопротивление понижается, и сила тока возрастает.

Влага высыхает – сопротивление растет, сила тока понижается.

Потому, что электроды будут пребывать во мокрой среде, их рекомендуется включать через ключ, дабы уменьшить разрушительное влияние коррозии. В простое время совокупность стоит отключённой и запускается лишь для проверки влажности нажатием кнопки.

Датчики влажности земли для того чтобы типа возможно устанавливать в теплицах – они снабжают контроль за автоматическим поливом, исходя из этого совокупность может функционировать по большому счету без участия человека. В этом случае совокупность постоянно будет пребывать в рабочем состоянии, но состояние электродов нужно будет контролировать, дабы они не испортились под действием коррозии. Подобные устройства возможно устанавливать на газонах и грядках на открытом воздухе – они разрешат мгновенно взять необходимую информацию.

Читайте также:
10 выставок садово-ландшафтного направления пройдут в КВЦ «Евразия» в 2020 году

Наряду с этим совокупность выясняется намного правильнее несложного тактильного ощущения. В случае если человек будет вычислять почву всецело сухой, датчик продемонстрирует до 100 единиц влажности грунта (при оценке в десятеричной совокупности), сразу после полива это значение вырастает до 600-700 единиц.

Затем датчик разрешит осуществлять контроль изменение содержания влажности в грунте.

В случае если датчик предполагается применять на улице, его верхнюю часть нужно шепетильно загерметизировать, дабы не допустить искажения информации. Для этого ее возможно покрыть влагонепроницаемой эпоксидной смолой.

Устойчивый к коррозии датчик влажности почвы, годный для дачной автоматики

Я немало обзоров написал про дачную автоматику, а раз речь идет про дачу — то автоматический полив — это одно из приоритетных направлений автоматизации. При этом, всегда хочется учитывать осадки, чтобы не гонять понапрасну насосы и не заливать грядки. Немало копий сломано на пути к беспроблемному получению данных о влажности почвы. В обзоре еще один вариант, устойчивый к внешним воздействиям.

Пара датчиков приехала за 20 дней в индивидуальных антистатических пакетиках:

Характеристики на сайте продавца :):
Бренд:ZHIPU
Тип: Датчик вибрации
Материал: Смесь
Выход: Коммутирующий датчик

Распаковываем:

Провод имеет длину в районе 1-го метра:

Помимо самого датчика в комплект входит управляющая платка:

Длина сенсоров датчика порядка 4 см:

Кончики датчика, похоже на графит — пачкаются черным.
Припаиваем контакты к платке и пробуем подключить датчик:

Самым распространенным датчиком влажности почвы в китайских магазинах является такой:

Многие знают, что через непродолжительное время его съедает внешняя среда. Эффект влияния коррозии можно немного снизить подавая питание непосредственно перед измерением и отключая, при отсутствии измерений. Но это мало что меняет, вот так выглядел мой через пару месяцев использования:

Кто-то пробует использовать толстую медную проволоку или пруты из нержавейки, альтернатива предназначенная специально для агрессивной внешней среды выступает в качестве предмета обзора.

Отложим плату из комплекта в сторону, и займемся самим датчиком. Датчик резистивного типа, меняет свое сопротивление в зависимости от влажности среды. Логично, что без влажной среды сопротивление датчика огромное:

Опустим датчик в стакан с водой и видим, что его сопротивление составит порядка 160 кОм:

Если вынуть, то все вернется в исходное состояние:

Перейдем к испытаниям на земле. В сухой почве видим следующее:

Читайте также:
Как правильно вырастить перец из группы Гогошары: особенности сортов и отзывы дачников

Добавим немного воды:

Еще (примерно литр):

Почти полностью вылил полтора литра:

Долил еще литр и подождал 5 минут:

Плата имеет 4 вывода:
1 + питания
2 земля
3 цифровой выход
4 аналоговый выход
После прозвонки выяснилось, что аналоговый выход и земля напрямую соединены с датчиком, так что, если планируете использовать этот датчик подключая к аналоговому входу, плата не имеет большого смысла. Если нет желания использовать контроллер, то можно использовать цифровой выход, порог срабатывания настраивается потенциометром на плате. Рекомендуемая продавцом схема подключения при использовании цифрового выхода:

При использовании цифрового входа:

Соберем небольшой макет:

Arduino Nano я использовал тут как источник питания, не загружая программу. Цифровой выход подключил к светодиоду. Забавно что светодиоды на плате красный и зеленый горят при любом положении потенциометра и влажности среды датчика, единственное при срабатывании порога, зеленый светит чуть слабже:

Выставив порог получаем, что при достижении заданной влажности на цифровом выходе 0, при недостатки влажности напряжение питания:

Ну раз уж у нас в руках контроллер, то напишем программу для проверки работы аналогового выхода. Аналоговый выход датчика подключим к выводу А1, а светодиод к выводу D9 Arduino Nano.

Весь код я прокомментировал, яркость светодиода обратно-пропорциональна влажности детектируемой сенсором. Если необходимо чем-то управлять, то достаточно сравнить полученное значение с определенным экспериментально порогом и, например, включить реле. Единственное, рекомендую обработать несколько значений и использовать среднее для сравнения с порогом, так возможны случайные всплески или спады.
Погружаем датчик и видим:

Вывод контроллера:

Если вынуть то вывод контроллера изменится:

Видео работы данной тестовой сборки:

В целом, датчик мне понравился, производит впечатление устойчивого к воздействию внешней среды, так ли это — покажет время.
Данный датчик не может использоваться как точный показатель влажности (как впрочем и все аналогичные), основным его применением, является определение порога и анализ динамики.

Если будет интересно, продолжу писать про свои дачные поделки.
Спасибо всем, кто дочитал этот обзор до конца, надеюсь кому-то данная информация окажется полезной. Всем полного контроля над влажностью почвы и добра!

Спецификация:

  • Напряжение питания Vcc: 5 В или 3,3 В
  • Напряжение на выходе датчика при Vcc 5В: ~3 . 1,75 В; при Vcc 3,3В: ~2 . 1 В
  • Выход датчика инверсный
  • Максимальный потребляемый ток: < 5,3 мА, при Vcc = 5 В и датчик погружён в грунтовую воду.
  • Глубина погружения в почву: 65 мм
  • Рабочая температура: 0 . 85 °С
  • Габариты: 105х16х7 мм (с учётом колодки выводов)
  • Вес: 5 г

В комплекте имеется кабель для быстрого и удобного подключения к Trema Shield .

Выход датчика подключается к любому аналоговому входу Arduino.

Модуль удобно подключать 2 способами, в зависимости от ситуации:

Читайте также:
Желтушник: лечебные свойства и противопоказания

Способ – 1 : Используя провода и Piranha UNO

Используя провода «Папа — Мама», подключаем напрямую к контроллеру Piranha UNO

Способ – 2 : Используя проводной шлейф и Shield

Используя 3-х проводной шлейф, к Trema Shield, Trema-Power Shield, Motor Shield, Trema Shield NANO

Инструкция по изготовлению

  • Шаг 1. Прикрепляем электроды к основанию.
  • Шаг 2. Нарезаем на концах электродов резьбу и заостряем с обратной стороны для более лёгкого погружения в почву.
  • Шаг.3. Делаем в основании отверстия и вкручиваем в них электроды. В качестве крепёжных элементов используем гайки и шайбы.
  • Шаг 4. Подбираем нужные провода, которые подойдут к шайбам.
  • Шаг 5. Изолируем электроды. Углубляем их в грунт на 5 – 10 см.

Для работы датчика требуются: сила тока в 35 мА и напряжение в 5 В. В конце подключаем прибор, используя три провода, которые присоединяем к микропроцессору.

Контроллер позволяет скомбинировать датчик с зуммером. После этого подаётся сигнал, если количество влаги в почве резко уменьшается. Альтернативой звукового сигнала может служить загорание лампочки.

Датчик влажности почвы, без сомнения, вещь в хозяйстве нужная. Если у вас есть дача или огород, то непременно озаботьтесь его приобретением. Причём прибор вовсе не обязательно покупать, поскольку можно легко сделать самим.

Автоматика заметно упрощает жизнь обладателя теплицы либо приусадебного участка. Автоматическая совокупность полива избавит от однообразной повторяющейся работы, а избежать избытка воды окажет помощь датчик влажности земли — собственными руками таковой прибор собрать не так уж сложно. На помощь садоводу приходят законы физики: влага в грунте делается проводником электрических импульсов, и чем ее больше, тем ниже сопротивление.

Виды датчиков влажности почвы

Рассмотрим, какие бывают датчики влажности почвы. Их принято делить на:

Емкостные. Их конструкция схожа с воздушным конденсатором. В основе работы лежит изменение диэлектрических свойств воздуха в зависимости от его влажности, которое вызывает увеличение или снижение ёмкости.

Резистивные. Принцип их действия заключается в изменении сопротивления гигроскопического материала в зависимости от того, сколько влаги в нём содержится.

Психометрические. Принцип работы и схема устройства таких датчиков будут посложнее. В основе лежит физическое свойство потери тепла при испарении. Прибор состоит из сухого и влажного детектора. По разнице температур между ними и судят о количестве водяных паров в воздухе.

Аспирационные. Данный вид во многом схож с предыдущим, отличие составляет вентилятор, который служит для нагнетания воздушной смеси. Аспирационные приборы определения влажности используют в местах со слабым или прерывистым движением воздуха.

Какой датчик влажности выбрать зависит от каждого конкретного случая. На выбор прибора влияют и особенности установленной у вас системы автоматического полива и ваши финансовые возможности.

Ссылка на основную публикацию