Датчик влажности почвы: как сделать систему автоматического полива растений

Содержание

Как смастерить электронный измеритель влажности

Гигрометр имеет большое значение в сельском хозяйстве, особенно в период хранения урожая. Электронный измеритель — самый современный. Но, изготовить его можно самому. Вот схема. Всю информацию о ней можно увидеть здесь: https://aes2.ru/publ/indikator_vlazhnosti_vozdukha/1-1-0-122

Схема электронного измерителя

Такой прибор подойдет для помещений, в которых хранятся продукты.

Состоит из таких частей:

Плата управления. Ее размер 6,5 см на 9,8 см.
Датчик. Размером 2см на 5,3 см;
Кнопка SW1;
Резистор 470 кОм. Он будет свидетельствовать о повышении влажности.

Питание осуществляется с помощью 9 вольтной батарейки.

Преимущество схемы – возможность подключения нескольких детекторов.

Ее работа, базируясь на связи двух транзисторов 2N2222. Можно использовать транзисторы в пластиковых корпусах либо другие биполярные транзисторы.

Суть роботы: звуковой пьезоизлучатель запускается от проходящего, между контактами датчика, тока. Это происходит после того, как на контактах датчика осело достаточное количество влаги.

Чтобы включился сигнал, хватит 6 мА тока.

Порог включения регулируется подбору величины сопротивления R 2 и емкости С 1.

Лужение меди на печатной плате датчика – нуждается в правильном проведении. Это защитит от окисления и потери электропроводности.

Такой индикатор, если его правильно настроить, можно использовать в доме, где живет человек, страдающий от астмы.

Рассмотрим еще один способ, как сделать гигрометр самому

Как смастерить электронный измеритель влажности

Схема электронного измерителя

Такой прибор подойдет для помещений, в которых хранятся продукты.

Состоит из таких частей:

Плата управления. Ее размер 6,5 см на 9,8 см.
Датчик. Размером 2см на 5,3 см;
Кнопка SW1;
Резистор 470 кОм. Он будет свидетельствовать о повышении влажности.

Питание осуществляется с помощью 9 вольтной батарейки.

Преимущество схемы – возможность подключения нескольких детекторов.

Чтобы включился сигнал, хватит 6 мА тока.

Порог включения регулируется подбору величины сопротивления R 2 и емкости С 1.

Рассмотрим еще один способ, как сделать гигрометр самому

Необходимость измерения влажности

Измеритель влажности может потребоваться как семье, проживающей в небольшой городской квартире, так и для фермерского хозяйства. Особенно это касается тех, кто имеет инкубаторы и занимается разведением птенцов.

Чтобы не покупать этот прибор, его можно постараться изготовить своими руками. В этом нет ничего сложного, легко справится даже тот, кто никогда этим не занимался. Но все же понадобится несколько элементов или готовых устройств. Все зависит от того, какой вариант измерителя будет выбран.

Даже человеческий волос может послужить в качестве элемента, который идеально подойдет для изготовления самодельного прибора, чтобы проводить измерения влажности

Далее мы рассмотрим несколько самодельных вариантов измерителя влажности воздуха, и у каждого имеются свои как преимущества, так и недостатки.

Некоторые устройства сделать очень просто, а вот над другими придется немного повозиться. В итоге удастся узнать точный или приблизительный процент влажности. Все зависит от выбора устройства.

Для того, чтобы самостоятельно собрать более сложные приборы для измерения влажности может потребоваться паяльник, а также другие инструменты.

Бесконтактные влагомеры: особенности применения

Такие измерители используют для работы электромагнитные колебания. Чувствительные элементы располагаются на задней панели прибора, поэтому для применения эту панель необходимо разместить параллельно поверхности грунта на расстоянии 3…5 мм от неё. Интенсивность создающегося при этом электромагнитного поля пропорционально удельной электропроводности среды, которая, в свою очередь, зависит от её влажности.

Преимущества такого рода измерительной техники заключаются в том, что глубина проникновения электромагнитных воле не зависит от плотности ввода щупов почву, а зона измерения не носит точечного характера (см. рис. 6). За одно измерение влажность определяется для участка объёмом до 100 см3, поэтому потребное количество замеров снижается. Поскольку следов от применения бесконтактного влагомера не остаётся, он может использоваться для определения влажности грунта контролирующей организацией.

Рисунок 6. Беспроводное устройство для определения влажности грунта

Как самостоятельно изготовить датчик влажности

Датчик влажности почвы своими руками может стать экономичной альтернативой аналогичным гаджетам, доступным на рынке.

Его можно собрать из металлических зондов, которые вставляются в блок из гипса. Сопротивление между этими материалами даст уровни влажности, которые будут считываться с помощью аналогового измерительного прибора. Процесс изготовления устройства несложен:

В качестве зондов-штырей используются металлические гвозди, вставляемые в соломинки. Верхний конец следует скрепить клеем. Глубина свободного конца должна быть не менее 15 мм.
Для изготовления формы разводят гипсовую штукатурку, и при помощи отвёртки вставляют штыри в гипс. При этом рекомендуется слегка простучать по соломинкам, чтобы удалить оттуда воздух.
Краем отвёртки на торце штырей выполняется конус, после чего конструкции дают полностью высохнуть (это занимает не менее суток).
Форма прикрепляется к любой плоской поверхности, а лишняя часть соломинок обрезается. Ваш детектор влажности готов к тестированию.
Для проверки к выступающим гвоздям подключаются провода любого аналогового измерительного устройства. Это даст показания, которые будут стандартными для устройства в сухом состоянии.
Вставляют датчик влажности в почву так, чтобы полностью погрузить его верхнюю часть в почву. Разность показаний даст сравнительную оценку относительной влажности грунта.

Все работы необходимо производить в тонких резиновых перчатках (так как кожа человека проводит электричество). Это исключает влияние посторонних факторов на итоговый результат.

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.

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.

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

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

Контроль влажности

Режим осушения:

Если влажность ≥【установленная влажность】+【дифференциал влажности】, в течении времени【Задержка реакции на влажность】, то реле R2 включает нагрузку (осушитель, вентилятор и т.д.);
Если влажность ≤【установленная влажность】, реле R2 отключает нагрузку.

Режим увлажнения:

Если влажность ≤【установленная влажность】-【дифференциал влажности】, в течении времени【Задержка реакции на влажность】, то реле R2 включает нагрузку (осушитель, вентилятор и т.д.);
Если влажность ≥【установленная влажность】, реле R2 отключает нагрузку.

Режим предупреждения росы:

Когда влажность достигает точки росы на время【Задержка предупреждения росы】, контроллер реагирует так:

Если【Режим предупреждения росы】 установлен значением «C», мигает предупреждение ошибки“E2”на дисплее, нагрузка на температуру и влажность отключается (питание реле R2 и R3 прекращается),сигнальный выход R1 включается (например звуковой сигнал).
Если【Режим предупреждения росы】установлен значением «V», на дисплее мигает «99.9%», управлением температурой и влажностью остается, сигнализация не включается(т.е. предупреждение только на дисплее).

Таймер

Управление таймером (функция таймера). Настройте в меню режимы работы таймера, указав в параметрах U40-U43 нужные значения единиц измерения времени и интервалов для Таймера 1 и 2. Далее реле R4 и R5 будут работать по циклу:

В период Таймера 1, реле R5 включено (замкнуто), R4 выключено (разомкнуто);
В период Таймера 2, R4 включается, R5 выключается;
И далее по циклу, Таймер 1, Таймер 2….

Датчик

Если датчик неисправен и поврежден провод, на дисплее будет моргать ошибка Е1, питание реле температуры и времени будет выключено, питание на реле R1 сигнализации будет включено.
Если реальное значение температуры и влажности отличается от показаний влажности – Вы можете произвести калибровку параметров(,).
Обязательно выключайте питание нагрузки и самого регулятора при подключении датчика или при других действиях.

Восстановление заводских настроек

При включенном контроллера зажмите кнопки〖P〗и〖▲〗 и удерживайте более 3 секунд, на дисплее высветится 〖UnL〗. Затем нажмите кнопку 〖▼〗 2 раза, после этого контроллер будет сброшен на заводские настройки.

Пролог.

Конечно, прежде чем изобретать велосипед, я пробежался по Интернету.

Датчики влажности промышленного производства оказались слишком дороги, да и мне так и не удалось найти подробного описания хотя бы одного такого датчика. Мода на торговлю «котами в мешках», пришедшая к нам с Запада, уже похоже стала нормой.

Описания самодельных любительских датчиков в сети хотя и присутствуют, но все они работают по принципу измерения сопротивления почвы постоянному току. А первые же эксперименты показали полную несостоятельность подобных разработок.

Собственно, это меня не очень удивило, так как я до сих пор помню, как в детстве пытался измерять сопротивление почвы и обнаружил в ней… электрический ток. То есть стрелка микроамперметра фиксировала ток, протекающий между двумя электродами, воткнутыми в землю.

Эксперименты, на которые пришлось потратить целую неделю, показали, что сопротивление почвы может довольно быстро меняться, причём оно может периодически увеличиваться, а затем уменьшаться, и период этих колебаний может быть от нескольких часов до десятков секунд. Кроме этого, в разных цветочных горшках, сопротивление почвы меняется по-разному. Как потом выяснилось, жена подбирает для каждого растения индивидуальный состав почвы.

Вначале я и вовсе отказался от измерения сопротивления почвы и даже начал сооружать индукционный датчик, так как нашёл в сети промышленный датчик влажности, про который было написано, что он индукционный. Я собирался сравнивать частоту опорного генератора с частотой другого генератора, катушка которого одета на горшок с растением. Но, когда начал макетировать устройство, вдруг вспомнил, как однажды попал под «шаговое напряжение». Это и натолкнуло меня на очередной эксперимент.

И действительно, во всех, найденных в сети самодельных конструкциях, предлагалось замерять сопротивление почвы постоянному току. А что, если попытаться измерить сопротивление переменному току? Ведь по идее, тогда вазон не должен превращаться в «аккумулятор».

Собрал простейшую схему и сразу проверил на разных почвах. Результат обнадёжил. Никаких подозрительных поползновений в сторону увеличения или уменьшения сопротивления не обнаружилось даже в течение нескольких суток. Впоследствии, данное предположение удалось подтвердить на действующей поливальной машине, работа которой была основана на подобном принципе.

Вернуться наверх к меню.

Гигрометр из салфетки

Комнатный гигрометр из салфетки сделать достаточно просто. Для его создания необходимо иметь под рукой обыкновенную салфетку, фанеру, гвозди, клей и проволоку. В фанеру вбивается два гвоздя на расстоянии, аналогичном длине салфетки. После этого между ранее закрепленными гвоздями посредством клея крепится сама бумажная салфетка. Два куска проволоки (достаточно длины 2-4 сантиметра) крепятся к салфетке. Одна из частей должна быть частично прикреплена к салфетке, частично – к гвоздю так, чтобы образовывалась своеобразная стрелка.

Принцип действия такого устройства основан на свойстве салфетки впитывать в себя влагу из воздуха. Если вы хотите сделать точную шкалу показаний, можно провести сверку самостоятельно изготовленного прибора по устройству, купленному в магазине. Движение проволоки будет свидетельствовать об изменении микроклимата помещения.

Стоит понимать, что приборы, изготовленные в домашних условиях, не могут похвастаться высокой точностью. Они пригодны лишь для измерения приблизительных показателей. Если вам необходимо знать точную влажность окружающей среды, необходимо приобрести любой из видов комнатных гигрометров.

Особенности подключения

Датчики измерения влажности в свой дом монтируют на стену внутри помещения. Корпус, изготовленный из огнеупорного пластика, закрепляют на твердой поверхности винтовыми болтами. Под крышкой выведены клеммы с контактами, которые нужно подключить к общей сети. Далее руководствуются схемой, которую представил производитель. При закручивании гайки следите, чтобы условие плотного прилегания корпуса к поверхности соответствовало требуемой герметичности устройства и классу защиты от внешних воздействий.

Настройка

Настройка датчика производится в соответствии с инструкций по вводу в эксплуатацию установленного прибора. В системе «Умный дом» используют датчик Mi Smart. Для настройки нужно установить приложение на смартфон или компьютер, чтобы в течение дня в удаленном режиме контролировать показатели влажности и температуры в помещении. Гибкие возможности ограничивающих значений в программном обеспечении позволяют задавать определенные параметры. Если состояние воздушной среды выходит за установленные рамки, то на электронное устройство приходит сообщение, и владелец дома может повысить или понизить температуру отопительных приборов, включить увлажнитель воздуха либо открыть окно для проветривания. Таким образом, можно поддерживать приемлемый микроклимат во всем доме.

Правила эксплуатации

Современные датчики системы «Умный дом» имеют беспроводное подключение. Благодаря компактным габаритным размерам, как рука или ладонь человека, их можно расположить в любой комнате дома. Мобильность электронного оборудования позволяет по необходимости перенести прибор в другое место, а качественное питание от литиевой батареи повышает длительность автономной работы. Например, на ночь можно поставить датчик влажности в детскую комнату, чтобы удаленно следить за показателем свежести, когда ребенок спит. Днем датчик переносят в игровой зал и изменяют параметры реагирования на температуру и влажность. Дальность работы ограничивается радиусом в 100 метров, при условии, что не будет препятствий в виде толстых стен и шкафов.

6 простых способов измерений

С помощью простых методов есть возможность получить нужную информацию.

Коктейльную трубочку протыкают булавкой. Втыкают в дырку деревянную плиту. Один конец человеческого волоса привязывают к трубочке, другой – к иголке. Натягиваем волос так, чтобы соломинка находилась в горизонтальном положении. Все изменения будут понятны по натягиванию или ослабеванию волоска, который будет тянуть стрелку.
Рюмку с водой держат в рефрижераторе несколько часов, достают, ставят подальше от батарей и начинают смотреть. Стекло потеет, а потом высыхает – в доме сухой воздух. Потекли по стеклу ручейки – слишком влажно. А если ничего не меняется – значит все в норме.
Берут два обычных градусника со ртутью. Кусочек тряпки скручивают в трубку и привязывают к одному из термометров, а потом опускают в баночку, где есть вода. Градусники цепляют к щитку и подвешивают с помощью крючков. Баночку ставят между градусниками. В результате получиться два градусника с сухим и влажным воздухом. Первый укажет на меньшую температуру. Разные температуры показывают насколько воздух влажный.
Берутся салфетка, фанера, клей, 2 гвоздя, 2 куска проволоки (длиной 4 см). Гвозди вбиваются в фанеру, на расстоянии, которое ровняется длине салфетки. Между ними на клей крепится салфетка. К ней крепится проволока. Для образования стрелки, надо одну из частей проволоки частично прикрепить к салфетке, частично – к гвоздю. Принцип прибора основывается на свойствах салфетки вбирать в себя воду. Об изменениях микроклимата помещения скажет стрелка.
Берутся шишка и кусок фанеры. Шишку прикрепляют к центру фанеры скотчем и наблюдают, как раскрываются чешуйки. Если быстро – микроклимат ниже нормы. Поднимаются вверх – высокая влажность. А если ничего не меняется – все показания в норме.

Но для измерения существуют и другие приборы, которые тоже, можно изготовить самому.

Берется пластинка фольгированного стеклотекстолита. На ней изображаются две контактные площадки, изолированные друг от друга. Припаивают проводки и капают капельку туши для рисования. Измеряется сопротивление засохшей кляксы. Сопротивление при увеличении влажности увеличивается, а при уменьшении – уменьшается.

Кроме простейших измерителей можно сделать и сложные гигрометры.

Выводы и полезное видео по теме

Пример изготовления волосяного гигрометра своими руками:

О том, как сделать психометр в домашних условиях пойдет речь в следующем видеоролике:

https://youtube.com/watch?v=aXUh5yNdnxg

Все описанные способы изготовления приборов для измерения влажности воздуха относятся к простым, где все удастся сделать своими руками. Можно самостоятельно смастерить даже электронный прибор. Но здесь потребуется плата управления и другие электронные элементы.

Не у всех получится создать такое устройство, хотя оно будет давать более точные показания. Из всех перечисленных выше описаний самым выгодным можно назвать психрометр из термометров. Его изготовление не представляет большой сложности.

А приходилось ли вам заниматься сооружением самодельного гигрометра? Пожалуйста, расскажите нашим читателям о том, какой прибор получилось соорудить и были ли сложности при этом. Оставляйте свои комментарии, делитесь фото собственных самоделок – блок для связи расположен ниже.

Заключение

Гигрометр приносит несомненную пользу для создания комфортного микроклимата в помещении. Это здоровье всех членов семьи и домашних питомцев, состояние кожных покровов и волос. Умеренная влажность положительно влияет на комнатные растения, которые взамен будут радовать здоровой листвой и долгим цветением. Цена на гигрометр комнатный не так уж велика, позволить приобретение могут практически все.

Если у вас остались вопросы или вы хотите обсудить какие-либо моменты, для этого открыты комментарии, наша команда с удовольствием ответит на все вопросы читателей.

Прибор для сауны с песочными часами

Заключение

Датчик уровня влажности на Arduino — доступный и удобный способ организовать мониторинг почвы домашней растительности или состояния земли на даче, в саду или огороде. Такая система поможет владельцу всегда знать, нуждаются ли растения в поливе, и не дать им погибнуть от высыхания, пригодна она и для других задач с использованием измерения влажности. А предлагаемые платформой возможности автоматизации позволяют создавать собственные сценарии и проектировать полностью автоматические системы.

Неустойчивость к коррозии оправдывается дешевизной устройства и легкостью замены элементов.

Датчик влажности почвы в системах автоматического полива

Как смастерить электронный измеритель влажности

Как смастерить электронный измеритель влажности

Необходимость измерения влажности

Бесконтактные влагомеры: особенности применения

Принцип действия автоматики