Sensor kelembapan tanah akan membantu Anda menghilangkan pekerjaan berulang yang monoton, dan sensor kelembapan tanah akan membantu Anda menghindari kelebihan air - tidak sulit untuk merakit perangkat semacam itu dengan tangan Anda sendiri. Hukum fisika membantu tukang kebun: kelembapan di dalam tanah menjadi penghantar impuls listrik, dan semakin banyak, semakin rendah hambatannya. Saat kelembapan turun, resistensi meningkat dan ini membantu pelacakan waktu optimal Lapisan.
Desain sensor kelembaban tanah terdiri dari dua konduktor yang dihubungkan ke sumber energi lemah, sebuah resistor harus ada di sirkuit. Ketika jumlah uap air di ruang antara elektroda meningkat, resistansi menurun dan arus meningkat.
Kelembaban mengering - resistansi meningkat, arus berkurang.
Karena elektroda akan berada di lingkungan yang lembab, disarankan untuk menyalakannya melalui kunci untuk mengurangi efek korosif yang merusak. Selama waktu normal, sistem dimatikan dan hanya mulai memeriksa kelembapan dengan menekan sebuah tombol.
Sensor kelembaban tanah jenis ini dapat dipasang di rumah kaca - sensor ini memberikan kontrol atas penyiraman otomatis, sehingga sistem dapat berfungsi tanpa campur tangan manusia sama sekali. Dalam hal ini sistem akan selalu dalam kondisi kerja, namun kondisi elektroda harus dipantau agar tidak dapat digunakan karena korosi. Perangkat serupa dapat dipasang di tempat tidur taman dan halaman rumput di udara terbuka - perangkat tersebut akan memungkinkan Anda memperoleh informasi yang diperlukan secara instan.
Dalam hal ini, sistemnya ternyata jauh lebih akurat daripada sensasi sentuhan sederhana. Jika seseorang menganggap tanah benar-benar kering, sensor akan menunjukkan hingga 100 unit kelembaban tanah (bila dinilai dalam sistem desimal), segera setelah disiram, nilai ini meningkat menjadi 600-700 unit.
Setelah itu, sensor akan memungkinkan Anda memantau perubahan kadar air di dalam tanah.
Jika sensor dimaksudkan untuk digunakan di luar ruangan, disarankan untuk menutup bagian atasnya dengan hati-hati untuk mencegah distorsi informasi. Untuk melakukan ini, dapat dilapisi dengan resin epoksi tahan air.
Desain sensor dirakit sebagai berikut:
- Bagian utamanya adalah dua buah elektroda yang diameternya 3-4 mm, dipasang pada alas yang terbuat dari textolite atau bahan lain yang terlindung dari korosi.
- Di salah satu ujung elektroda Anda perlu memotong benang, di sisi lain dibuat lebih runcing penyelaman yang nyaman ke dalam tanah.
- Lubang dibor di pelat PCB tempat elektroda disekrup, lubang tersebut harus diamankan dengan mur dan ring.
- Kabel keluar harus ditempatkan di bawah mesin cuci, setelah itu elektroda diisolasi. Panjang elektroda yang akan dibenamkan ke dalam tanah sekitar 4-10 cm, tergantung wadah atau bedengan terbuka yang digunakan.
- Untuk mengoperasikan sensor diperlukan sumber arus sebesar 35 mA, sistem memerlukan tegangan sebesar 5V. Tergantung pada jumlah kelembaban di dalam tanah, kisaran sinyal yang dikembalikan adalah 0-4,2 V. Hilangnya resistansi akan menunjukkan jumlah air di dalam tanah.
- Sensor kelembaban tanah dihubungkan melalui 3 kabel ke mikroprosesor, untuk tujuan ini Anda dapat membeli, misalnya Arduino. Pengontrol akan memungkinkan Anda menghubungkan sistem ke bel untuk membunyikan sinyal ketika kelembaban tanah berkurang secara berlebihan, atau ke LED, kecerahan pencahayaan akan berubah seiring dengan perubahan pengoperasian sensor.
Ini perangkat buatan sendiri dapat menjadi bagian dari penyiraman otomatis di sistem Smart Home, misalnya menggunakan pengontrol Ethernet MegD-328. Antarmuka web menunjukkan tingkat kelembapan dalam sistem 10-bit: rentang dari 0 hingga 300 menunjukkan bahwa tanah benar-benar kering, 300-700 - terdapat cukup kelembapan di dalam tanah, lebih dari 700 - tanah basah dan tidak ada penyiraman diperlukan.
Desainnya, yang terdiri dari pengontrol, relai, dan baterai, dipasang di rumah mana pun yang sesuai, yang dapat disesuaikan dengan kotak plastik apa pun.
Di rumah, menggunakan sensor kelembaban seperti itu akan sangat sederhana dan sekaligus dapat diandalkan.
Penerapan sensor kelembaban tanah bisa sangat beragam. Mereka paling sering digunakan dalam sistem penyiraman otomatis dan penyiraman tanaman secara manual:
- Mereka dapat dipasang di pot bunga, jika tanaman peka terhadap ketinggian air di dalam tanah. Untuk sukulen, seperti kaktus, penting untuk memilih elektroda panjang yang akan merespons perubahan tingkat kelembapan langsung di akar. Mereka juga dapat digunakan untuk tanaman rapuh lainnya. Menghubungkan ke LED akan memungkinkan Anda menentukan secara akurat kapan waktunya untuk melakukan.
- Mereka sangat diperlukan untuk mengatur penyiraman tanaman. Dengan menggunakan prinsip serupa, sensor kelembapan udara juga dirakit, yang diperlukan untuk mengoperasikan sistem penyemprotan tanaman. Semua ini akan memungkinkan Anda menyiram tanaman secara otomatis dan tingkat normal kelembaban atmosfer.
- Di dacha, penggunaan sensor akan memungkinkan Anda untuk tidak mengingat waktu menyiram setiap tempat tidur, teknik elektro sendiri akan memberi tahu Anda tentang jumlah air di dalam tanah. Ini akan mencegah penyiraman berlebihan jika baru saja turun hujan.
- Penggunaan sensor sangat nyaman dalam beberapa kasus lainnya. Misalnya, mereka akan memungkinkan Anda mengontrol kelembapan tanah di ruang bawah tanah dan di bawah rumah dekat fondasi. Di apartemen, itu dapat dipasang di bawah wastafel: jika pipa mulai menetes, otomatisasi akan segera melaporkan hal ini, dan banjir terhadap tetangga serta perbaikan selanjutnya dapat dihindari.
- Perangkat sensor sederhana akan memungkinkan Anda melengkapi semuanya dengan sistem peringatan hanya dalam beberapa hari. bidang masalah rumah dan taman. Jika elektrodanya cukup panjang, maka dapat digunakan untuk mengontrol ketinggian air, misalnya di reservoir kecil buatan.
Membuat sensor sendiri akan membantu Anda melengkapi rumah Anda sistem otomatis kontrol dengan biaya minimal.
Komponen buatan pabrik dapat dengan mudah dibeli melalui Internet atau di toko khusus, sebagian besar perangkat dapat dirakit dari bahan yang selalu dapat ditemukan di rumah para penggila teknik elektro.
Informasi lebih lanjut dapat ditemukan di video.
Sensor Kelembaban Tanah Arduino dirancang untuk menentukan kadar air tanah di mana ia direndam. Hal ini memungkinkan Anda untuk mengetahui tentang penyiraman yang tidak mencukupi atau berlebihan di rumah tangga Anda atau tanaman kebun. Menghubungkan modul ini ke pengontrol memungkinkan Anda mengotomatiskan proses penyiraman tanaman, kebun, atau perkebunan Anda (semacam “penyiraman cerdas”).
Modul ini terdiri dari dua bagian: probe kontak YL-69 dan sensor YL-38, kabel untuk koneksi disertakan.Tegangan kecil dibuat antara dua elektroda probe YL-69. Jika tanah kering, hambatannya tinggi dan arusnya lebih kecil. Jika tanah basah, hambatannya lebih kecil, arusnya lebih besar. Menurut final Sinyal analog Anda bisa menilai tingkat kelembapannya. Probe YL-69 terhubung ke sensor YL-38 melalui dua kabel. Selain kontak untuk menghubungkan ke probe, sensor YL-38 memiliki empat kontak untuk menghubungkan ke pengontrol.
- Vcc – catu daya sensor;
- GND – tanah;
- A0 - nilai analog;
- D0 – nilai digital tingkat kelembapan.
Spesifikasi Modul
- Tegangan suplai: 3,3-5 V;
- Konsumsi saat ini 35 mA;
- Keluaran: digital dan analog;
- Ukuran modul: 16×30 mm;
- Ukuran pemeriksaan: 20×60 mm;
- Berat total: 7,5 gram.
Contoh penggunaan
Mari pertimbangkan untuk menghubungkan sensor kelembaban tanah ke Arduino. Mari kita membuat proyek untuk indikator tingkat kelembaban tanah tanaman dalam ruangan(bunga kesukaanmu yang terkadang lupa disiram). Untuk menunjukkan tingkat kelembaban tanah kita akan menggunakan 8 buah LED. Untuk proyek ini kita memerlukan bagian-bagian berikut:- Papan Arduino Uno
- Sensor kelembaban tanah
- 8 LED
- Papan roti
- Menghubungkan kabel.
Mari kita luncurkan Arduino IDE. Mari kita buat sketsa baru dan tambahkan baris berikut ke dalamnya: // Sensor kelembaban tanah // http://site // kontak untuk menghubungkan output analog sensor int aPin=A0; // kontak untuk menghubungkan LED indikasi int ledPins=(4,5,6,7,8,9,10,11); // variabel untuk menyimpan nilai sensor int avalue=0; // variabel untuk jumlah LED yang menyala int dihitung=8; // nilai penyiraman penuh int minvalue=220; // nilai kekeringan kritis int maxvalue=600; void setup() ( // menginisialisasi port serial Serial.begin(9600); // mengatur pin indikasi LED // ke mode OUTPUT for(int i=0;i<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(nilai); // menskalakan nilai sebanyak 8 LED terhitung=map(avalue,maxvalue,minvalue,0.7); // indikasi tingkat kelembapan untuk(int i=0;i<8;i++) ( if(i<=countled) digitalWrite(ledPins[i],HIGH); //nyalakan LED else digitalWrite(ledPins[i] ,LOW) ; // matikan LED ) // jeda sebelum nilai berikutnya diterima penundaan 1000 ms (1000); ) Output analog sensor dihubungkan ke input analog Arduino, yaitu konverter analog-ke-digital (ADC) dengan resolusi 10 bit, yang memungkinkan output memperoleh nilai dari 0 hingga 1023. Nilai variabel penyiraman lengkap (minvalue) dan kekeringan parah tanah (maxvalue ) kita peroleh secara eksperimental. Kekeringan tanah yang lebih besar berarti nilai sinyal analog yang lebih besar. Dengan menggunakan fungsi peta, kami menskalakan nilai analog sensor ke nilai indikator LED kami. Semakin tinggi kelembaban tanah maka semakin tinggi pula nilai indikator LED (jumlah LED yang menyala). Dengan menghubungkan indikator ini pada bunga, kita dapat melihat derajat kelembapan pada indikator tersebut dari jarak jauh dan menentukan kebutuhan penyiraman.
Pertanyaan yang sering diajukan
1. LED Daya tidak menyala- Periksa keberadaan dan polaritas daya yang disuplai ke sensor YL-38 (3,3 - 5 V).
- Sesuaikan ambang respons menggunakan potensiometer. Periksa sambungan sensor YL-38 dengan probe YL-69.
- Periksa sambungan sensor YL-38 dengan probe YL-69.
- Periksa keberadaan probe di dalam tanah.
Alat yang mengukur tingkat kelembapan disebut higrometer atau sekadar sensor kelembapan. Dalam kehidupan sehari-hari, kelembapan merupakan parameter penting, dan seringkali tidak hanya untuk kehidupan sehari-hari itu sendiri, tetapi juga untuk berbagai peralatan, pertanian (kelembaban tanah), dan banyak lagi.
Secara khusus, kesejahteraan kita sangat bergantung pada tingkat kelembapan udara. Yang paling sensitif terhadap kelembapan adalah orang-orang yang bergantung pada cuaca, serta orang-orang yang menderita hipertensi, asma bronkial, dan penyakit pada sistem kardiovaskular.
Saat udara sangat kering, orang sehat pun merasakan rasa tidak nyaman, mengantuk, gatal-gatal, dan iritasi pada kulit. Seringkali, udara kering dapat memicu penyakit pada sistem pernapasan, mulai dari infeksi saluran pernapasan akut dan infeksi virus saluran pernapasan akut, hingga berakhir dengan pneumonia.
Di perusahaan, kelembaban udara dapat mempengaruhi keamanan produk dan peralatan, dan di bidang pertanian, pengaruh kelembaban tanah terhadap kesuburan, dll sudah jelas.Di sinilah penggunaan sensor kelembaban - higrometer.
Beberapa perangkat teknis pada awalnya dikalibrasi ke nilai yang sangat disyaratkan, dan terkadang untuk menyempurnakan perangkat, penting untuk memiliki nilai kelembapan lingkungan yang tepat.
Kelembaban dapat diukur dengan beberapa besaran yang mungkin:
Untuk menentukan kelembapan udara dan gas lainnya, pengukuran dilakukan dalam gram per meter kubik jika membicarakan nilai absolut kelembapan, atau dalam satuan RH jika membicarakan kelembapan relatif.
Untuk mengukur kelembapan padatan atau cairan, pengukuran sebagai persentase massa sampel uji cocok.
Untuk menentukan kadar air cairan yang tercampur buruk, satuan pengukurannya adalah ppm (berapa bagian air dalam 1.000.000 bagian berat sampel).
Menurut prinsip pengoperasiannya, higrometer dibagi menjadi:
kapasitif;
resistif;
termistor;
optik;
elektronik.
Higrometer kapasitif, dalam bentuknya yang paling sederhana, adalah kapasitor dengan udara sebagai dielektrik di celahnya. Diketahui bahwa konstanta dielektrik udara berhubungan langsung dengan kelembapan, dan perubahan kelembapan dielektrik menyebabkan perubahan kapasitansi kapasitor udara.
Versi yang lebih kompleks dari sensor kelembapan kapasitif di celah udara mengandung dielektrik dengan konstanta dielektrik yang dapat sangat bervariasi di bawah pengaruh kelembapan. Pendekatan ini membuat kualitas sensor lebih baik daripada sekadar menempatkan udara di antara pelat kapasitor.
Pilihan kedua sangat cocok untuk melakukan pengukuran kadar air padatan. Benda yang diteliti diletakkan di antara pelat-pelat kapasitor tersebut, misalnya benda tersebut dapat berupa tablet, dan kapasitor itu sendiri dihubungkan dengan rangkaian osilasi dan generator elektronik, sedangkan frekuensi alami rangkaian yang dihasilkan diukur. , dan dari frekuensi yang diukur, kapasitansi yang diperoleh dengan menambahkan sampel uji “dihitung”.
Tentu saja cara ini juga memiliki beberapa kelemahan, misalnya jika kelembaban sampel di bawah 0,5% maka akan menjadi tidak akurat, selain itu sampel yang diukur harus bebas dari partikel dengan konstanta dielektrik yang tinggi, dan bentuk sampel. juga penting selama proses pengukuran; tidak boleh berubah selama penelitian.
Jenis sensor kelembaban kapasitif yang ketiga adalah higrometer film tipis kapasitif. Ini mencakup substrat di mana dua elektroda sisir diterapkan. Dalam hal ini, elektroda sisir berperan sebagai pelat. Untuk tujuan kompensasi suhu, dua sensor suhu tambahan juga dimasukkan ke dalam sensor.
Sensor semacam itu mencakup dua elektroda yang diendapkan pada substrat, dan di atas elektroda itu sendiri diaplikasikan lapisan bahan yang memiliki resistansi cukup rendah, namun sangat bervariasi tergantung pada kelembapan.
Aluminium oksida mungkin merupakan bahan yang cocok untuk perangkat ini. Oksida ini menyerap air dengan baik dari lingkungan luar, sementara resistivitasnya berubah secara nyata. Akibatnya, resistansi total rangkaian pengukuran sensor tersebut akan sangat bergantung pada kelembapan. Dengan demikian, tingkat kelembapan akan ditunjukkan dengan besarnya arus yang mengalir. Keunggulan sensor jenis ini adalah harganya yang murah.
Higrometer termistor terdiri dari sepasang termistor identik. Ngomong-ngomong, mari kita ingat bahwa ini adalah komponen elektronik nonlinier, yang resistansinya sangat bergantung pada suhunya.
Salah satu termistor yang termasuk dalam rangkaian ditempatkan di ruang tertutup dengan udara kering. Dan yang lainnya ada di dalam ruangan yang berlubang-lubang tempat masuknya udara dengan karakteristik kelembapan, yang nilainya perlu diukur. Termistor dihubungkan dalam rangkaian jembatan, tegangan diterapkan ke salah satu diagonal jembatan, dan pembacaan diambil dari diagonal lainnya.
Jika tegangan pada terminal keluaran nol, suhu kedua komponen sama, sehingga kelembapannya sama. Jika tegangan yang diperoleh bukan nol pada keluaran, ini menunjukkan adanya perbedaan kelembaban di dalam ruangan. Dengan demikian, kelembaban udara ditentukan dari nilai tegangan yang diperoleh selama pengukuran.
Seorang peneliti yang tidak berpengalaman mungkin memiliki pertanyaan yang wajar: mengapa suhu termistor berubah ketika berinteraksi dengan udara lembab? Masalahnya adalah ketika kelembaban meningkat, air mulai menguap dari badan termistor, sementara suhu tubuh menurun, dan semakin tinggi kelembaban, semakin banyak penguapan yang terjadi, dan semakin cepat termistor mendingin.
4) Sensor kelembaban optik (kondensasi).
Sensor jenis ini adalah yang paling akurat. Pengoperasian sensor kelembaban optik didasarkan pada fenomena yang berkaitan dengan konsep “titik embun”. Pada saat suhu mencapai titik embun, fasa gas dan cair berada dalam kesetimbangan termodinamika.
Jadi, jika kita mengambil kaca dan memasangnya di lingkungan gas, yang suhunya pada saat penelitian berada di atas titik embun, dan kemudian memulai proses pendinginan kaca tersebut, maka pada nilai suhu tertentu, kondensasi air akan mulai terjadi. terbentuk di permukaan kaca, uap air ini akan mulai berubah menjadi fase cair. Suhu ini akan menjadi titik embun.
Jadi, suhu titik embun terkait erat dan bergantung pada parameter seperti kelembapan dan tekanan lingkungan. Alhasil, dengan adanya kemampuan mengukur tekanan dan suhu titik embun, maka akan mudah untuk menentukan kelembapan. Prinsip ini menjadi dasar berfungsinya sensor kelembaban optik.
Rangkaian paling sederhana dari sensor semacam itu terdiri dari LED yang bersinar pada permukaan cermin. Cermin memantulkan cahaya, mengubah arahnya, dan mengarahkannya ke fotodetektor. Dalam hal ini, cermin dapat dipanaskan atau didinginkan menggunakan perangkat pengatur suhu presisi tinggi khusus. Seringkali alat tersebut adalah pompa termoelektrik. Tentu saja, sensor dipasang di cermin untuk mengukur suhu.
Sebelum memulai pengukuran, suhu cermin diatur ke nilai yang jelas lebih tinggi dari suhu titik embun. Selanjutnya, cermin didinginkan secara bertahap. Pada saat suhu mulai melewati titik embun, tetesan air akan segera mulai mengembun di permukaan cermin, dan berkas cahaya dari dioda akan pecah, menghilang, dan ini akan menyebabkan penurunan. dalam arus di rangkaian fotodetektor. Melalui umpan balik, fotodetektor berinteraksi dengan pengontrol suhu cermin.
Jadi, berdasarkan informasi yang diterima dalam bentuk sinyal dari fotodetektor, pengontrol suhu akan menjaga suhu di permukaan cermin persis sama dengan titik embun, dan sensor suhu akan menunjukkan suhu yang sesuai. Jadi, dengan tekanan dan suhu yang diketahui, indikator kelembaban utama dapat ditentukan secara akurat.
Sensor kelembaban optik memiliki akurasi tertinggi, tidak dapat dicapai oleh sensor jenis lain, ditambah tidak adanya histeresis. Kerugiannya adalah harga yang paling mahal, ditambah konsumsi energi yang tinggi. Selain itu, perlu dipastikan bahwa cermin dalam keadaan bersih.
Prinsip pengoperasian sensor kelembaban udara elektronik didasarkan pada perubahan konsentrasi elektrolit yang menutupi bahan isolasi listrik. Ada perangkat dengan pemanas otomatis yang terhubung ke titik embun.
Seringkali titik embun diukur pada larutan litium klorida pekat, yang sangat sensitif terhadap perubahan kelembapan minimal. Untuk kenyamanan maksimal, higrometer semacam itu sering kali dilengkapi dengan termometer. Perangkat ini memiliki akurasi tinggi dan kesalahan rendah. Ia mampu mengukur kelembapan terlepas dari suhu lingkungan.
Higrometer elektronik sederhana juga populer dalam bentuk dua elektroda, yang ditancapkan ke dalam tanah, mengontrol kelembapannya sesuai dengan tingkat konduktivitas tergantung pada kelembapan tersebut. Sensor semacam ini populer di kalangan penggemar karena Anda dapat dengan mudah mengatur penyiraman otomatis pada taman atau bunga dalam pot, jika Anda tidak punya waktu untuk menyiram secara manual atau tidak nyaman.
Sebelum Anda membeli sensor, pertimbangkan apa yang perlu Anda ukur, kelembapan relatif atau absolut, udara atau tanah, berapa rentang pengukuran yang diharapkan, apakah histeresis penting, dan akurasi apa yang diperlukan. Sensor yang paling akurat adalah optik. Perhatikan kelas perlindungan IP, kisaran suhu pengoperasian, tergantung pada kondisi spesifik di mana sensor akan digunakan, apakah parameternya sesuai untuk Anda.
Penyair Andrei Voznesensky pernah berkata: “kemalasan adalah mesin kemajuan.” Mungkin sulit untuk tidak setuju dengan ungkapan ini, karena sebagian besar perangkat elektronik diciptakan justru dengan tujuan untuk memudahkan kehidupan kita sehari-hari, penuh kekhawatiran dan segala macam kesibukan.
Jika Anda sedang membaca artikel ini sekarang, mungkin Anda sudah sangat lelah dengan proses menyiram bunga. Bagaimanapun, bunga adalah makhluk yang lembut, Anda menyiramnya sedikit, Anda tidak bahagia, Anda lupa menyiramnya selama sehari, itu saja, bunganya akan memudar. Dan berapa banyak bunga di dunia yang mati hanya karena pemiliknya pergi berlibur selama seminggu, meninggalkan makhluk hijau malang itu layu di pot kering! Menakutkan untuk dibayangkan.
Untuk mencegah situasi buruk seperti itulah sistem penyiraman otomatis diciptakan. Sebuah sensor dipasang pada pot yang mengukur kelembaban tanah - terdiri dari batang logam stainless steel yang ditancapkan ke tanah pada jarak satu sentimeter dari satu sama lain.
Mereka dihubungkan melalui kabel ke sirkuit yang tugasnya membuka relai hanya ketika kelembaban turun di bawah nilai yang ditetapkan dan menutup relai pada saat tanah kembali jenuh dengan kelembaban. Relai, pada gilirannya, mengontrol pompa, yang memompa air dari reservoir langsung ke akar tanaman.
Sirkuit sensor
Seperti diketahui, daya hantar listrik tanah kering dan basah berbeda cukup signifikan, hal inilah yang mendasari bekerjanya sensor. Resistor 10 kOhm dan bagian tanah di antara batang membentuk pembagi tegangan; titik tengahnya dihubungkan langsung ke masukan op-amp. Tegangan disuplai ke input op-amp lainnya dari titik tengah resistor variabel, yaitu. itu dapat disesuaikan dari nol ke tegangan suplai. Dengan bantuannya, ambang peralihan komparator, yang berperan sebagai op-amp, diatur. Segera setelah tegangan pada salah satu masukannya melebihi tegangan pada masukan lainnya, keluarannya akan berlogika “1”, LED akan menyala, transistor akan terbuka dan relai menyala. Anda dapat menggunakan transistor apa pun, struktur PNP yang sesuai untuk arus dan tegangan, misalnya KT3107 atau KT814. Penguat operasional TL072 atau yang serupa, misalnya RC4558. Dioda berdaya rendah, misalnya 1n4148, harus ditempatkan paralel dengan belitan relai. Tegangan suplai rangkaian adalah 12 volt.
Karena kabel panjang dari pot ke papan itu sendiri, mungkin timbul situasi di mana relai tidak beralih dengan jelas, tetapi mulai berbunyi klik pada frekuensi arus bolak-balik di jaringan, dan hanya setelah beberapa waktu dipasang di tempat terbuka. posisi. Untuk menghilangkan fenomena buruk ini, Anda harus menempatkan kapasitor elektrolitik dengan kapasitas 10-100 μF secara paralel dengan sensor. Arsipkan dengan papan. Selamat membangun! Penulis - Dmitry S.
Diskusikan artikel DIAGRAM SENSOR KELEMBABAN TANAH
Banyak tukang kebun dan tukang kebun kehilangan kesempatan untuk merawat sayuran, buah beri, dan pohon buah-buahan yang ditanam setiap hari karena tekanan pekerjaan atau selama liburan. Namun, tanaman perlu disiram tepat waktu. Dengan bantuan sistem otomatis sederhana, Anda dapat memastikan bahwa tanah di lokasi Anda mempertahankan kelembapan yang diperlukan dan stabil selama Anda tidak ada. Untuk membangun sistem penyiraman otomatis taman, Anda memerlukan elemen kontrol utama - sensor kelembaban tanah.
Sensor kelembaban
Sensor kelembaban kadang juga disebut pengukur kelembaban atau sensor kelembaban. Hampir semua pengukur kelembaban tanah di pasaran mengukur kelembaban menggunakan metode resistif. Metode ini tidak sepenuhnya akurat karena tidak memperhitungkan sifat elektrolisis benda yang diukur. Pembacaan perangkat mungkin berbeda pada kelembaban tanah yang sama, tetapi dengan keasaman atau kandungan garam yang berbeda. Namun bagi tukang kebun eksperimental, pembacaan absolut instrumen tidak sepenting pembacaan relatif, yang dapat disesuaikan untuk aktuator pasokan air dalam kondisi tertentu.
Inti dari metode resistif adalah perangkat mengukur resistansi antara dua konduktor yang ditempatkan di tanah pada jarak 2-3 cm satu sama lain. Ini normal ohmmeter, yang disertakan dalam penguji digital atau analog. Sebelumnya, instrumen seperti itu disebut avometer.
Ada juga perangkat dengan indikator internal atau jarak jauh untuk pemantauan operasional kondisi tanah.
Perbedaan daya hantar arus listrik sebelum disiram dan sesudah disiram dapat dengan mudah diukur dengan menggunakan contoh pot dengan tanaman lidah buaya di rumah. Pembacaan sebelum disiram 101,0 kOhm.
Pembacaan setelah disiram setelah 5 menit 12,65 kOhm.
Namun penguji biasa hanya akan menunjukkan ketahanan tanah di antara elektroda, tetapi tidak akan dapat membantu penyiraman otomatis.
Prinsip operasi otomasi
Sistem penyiraman otomatis biasanya memiliki aturan “siram atau jangan siram”. Biasanya, tidak ada yang perlu mengatur tekanan air. Hal ini disebabkan oleh penggunaan katup terkontrol yang mahal dan perangkat lain yang tidak diperlukan dan berteknologi rumit.
Hampir semua sensor kelembapan yang ada di pasaran, selain dua elektroda, memiliki komparator dalam desainnya. Ini adalah perangkat analog-ke-digital paling sederhana yang mengubah sinyal masuk menjadi bentuk digital. Artinya, pada tingkat kelembapan yang ditentukan, Anda akan menerima satu atau nol (0 atau 5 volt) pada outputnya. Sinyal ini akan menjadi sumber bagi aktuator berikutnya.
Untuk penyiraman otomatis, pilihan paling rasional adalah menggunakan katup solenoid sebagai aktuator. Ini termasuk dalam pemecah pipa dan juga dapat digunakan dalam sistem irigasi tetes mikro. Dinyalakan dengan mensuplai 12 V.
Untuk sistem sederhana yang beroperasi berdasarkan prinsip "sensor dipicu - air mengalir", cukup menggunakan komparator LM393. Sirkuit mikro adalah penguat operasional ganda dengan kemampuan untuk menerima sinyal perintah pada output pada tingkat input yang dapat disesuaikan. Chip ini memiliki output analog tambahan yang dapat dihubungkan ke pengontrol atau penguji yang dapat diprogram. Perkiraan analog Soviet dari komparator ganda LM393 adalah sirkuit mikro 521CA3.
Gambar tersebut menunjukkan relai kelembapan yang sudah jadi bersama dengan sensor buatan China hanya dengan $1.
Di bawah ini adalah versi yang diperkuat, dengan arus keluaran 10A pada tegangan bolak-balik hingga 250 V, seharga $3-4.
Sistem otomasi irigasi
Jika Anda tertarik dengan sistem penyiraman otomatis yang lengkap, maka Anda perlu mempertimbangkan untuk membeli pengontrol yang dapat diprogram. Jika luasnya kecil, maka cukup memasang 3-4 sensor kelembaban untuk berbagai jenis irigasi. Misalnya, kebun membutuhkan lebih sedikit air, raspberry menyukai kelembapan, dan melon membutuhkan cukup air dari tanah, kecuali pada musim kemarau yang berlebihan.
Berdasarkan pengamatan Anda sendiri dan pengukuran sensor kelembapan, Anda dapat menghitung secara kasar efektivitas biaya dan efisiensi pasokan air di suatu wilayah. Prosesor memungkinkan Anda melakukan penyesuaian musiman, dapat menggunakan pembacaan pengukur kelembapan, dan memperhitungkan curah hujan serta waktu dalam setahun.
Beberapa sensor kelembaban tanah dilengkapi dengan antarmuka RJ-45 untuk koneksi jaringan. Firmware prosesor memungkinkan Anda untuk mengkonfigurasi sistem sehingga memberi tahu Anda tentang perlunya penyiraman melalui jejaring sosial atau pesan SMS. Ini berguna jika tidak mungkin menghubungkan sistem penyiraman otomatis, misalnya, untuk tanaman dalam ruangan.
Nyaman digunakan untuk sistem otomasi irigasi pengontrol dengan input analog dan kontak yang menghubungkan semua sensor dan mengirimkan bacaannya melalui satu bus ke komputer, tablet, atau ponsel. Aktuator dikendalikan melalui antarmuka WEB. Pengontrol universal yang paling umum adalah:
- MegaD-328;
- Arduino;
- Pemburu;
- Toro.
Ini adalah perangkat fleksibel yang memungkinkan Anda menyempurnakan sistem penyiraman otomatis dan mempercayakannya kendali penuh atas taman Anda.
Skema otomatisasi irigasi sederhana
Sistem otomasi irigasi yang paling sederhana terdiri dari sensor kelembaban dan perangkat kontrol. Anda bisa membuat sensor kelembaban tanah dengan tangan Anda sendiri. Anda membutuhkan dua paku, resistor 10 kOhm dan sumber listrik dengan tegangan keluaran 5 V. Cocok dari ponsel.
Sirkuit mikro dapat digunakan sebagai perangkat yang akan mengeluarkan perintah untuk menyiram LM393. Anda dapat membeli unit yang sudah jadi atau merakitnya sendiri, maka Anda memerlukan:
- Resistor 10 kOhm – 2 buah;
- resistor 1 kOhm – 2 buah;
- resistor 2 kOhm – 3 buah;
- resistor variabel 51-100 kOhm – 1 buah;
- LED – 2 buah;
- dioda apa pun, tidak kuat - 1 pc.;
- transistor, PNP daya rata-rata apa pun (misalnya, KT3107G) – 1 buah;
- kapasitor 0,1 μ – 2 buah;
- sirkuit mikro LM393 – 1 buah;
- relai dengan ambang operasi 4 V;
- papan sirkuit.
Diagram perakitan disajikan di bawah ini.
Setelah perakitan, sambungkan modul ke catu daya dan sensor tingkat kelembaban tanah. Hubungkan tester ke output komparator LM393. Dengan menggunakan resistor konstruksi, atur ambang respons. Seiring waktu, hal ini perlu disesuaikan, mungkin lebih dari sekali.
Diagram rangkaian dan pinout komparator LM393 disajikan di bawah ini.
Otomatisasi paling sederhana sudah siap. Cukup menghubungkan aktuator ke terminal penutup, misalnya katup elektromagnetik yang menghidupkan dan mematikan pasokan air.
Aktuator otomatisasi irigasi
Aktuator utama untuk otomatisasi irigasi adalah katup elektronik dengan dan tanpa pengatur aliran air. Yang terakhir ini lebih murah, lebih mudah dirawat dan dikelola.
Ada banyak derek yang dikendalikan dan produsen lainnya.
Jika ada masalah dengan pasokan air di daerah Anda, belilah katup solenoid dengan sensor aliran. Hal ini akan mencegah solenoid terbakar jika tekanan air turun atau pasokan air terputus.
Kekurangan sistem irigasi otomatis
Tanahnya heterogen dan komposisinya berbeda-beda, sehingga satu sensor kelembaban dapat menampilkan data yang berbeda di daerah sekitarnya. Selain itu, beberapa area dinaungi pepohonan dan lebih basah dibandingkan area yang terkena sinar matahari. Kedekatan air tanah dan ketinggiannya relatif terhadap cakrawala juga mempunyai pengaruh yang signifikan.
Saat menggunakan sistem irigasi otomatis, medan area tersebut harus diperhitungkan. Situs ini dapat dibagi menjadi beberapa sektor. Pasang satu atau lebih sensor kelembapan di setiap sektor dan hitung algoritme pengoperasiannya sendiri untuk masing-masing sektor. Hal ini akan sangat mempersulit sistem dan hampir tidak mungkin dilakukan tanpa pengontrol, namun selanjutnya hal ini hampir sepenuhnya menyelamatkan Anda dari membuang-buang waktu dengan canggung berdiri dengan selang di tangan di bawah terik matahari. Tanah akan terisi kelembapan tanpa partisipasi Anda.
Membangun sistem irigasi otomatis yang efektif tidak dapat hanya didasarkan pada pembacaan sensor kelembaban tanah. Sangat penting untuk menggunakan sensor suhu dan cahaya tambahan dan memperhitungkan kebutuhan fisiologis tanaman dari spesies yang berbeda akan air. Perubahan musim juga harus diperhitungkan. Banyak perusahaan yang memproduksi sistem otomasi irigasi menawarkan perangkat lunak yang fleksibel untuk berbagai wilayah, wilayah, dan tanaman yang ditanam.
Saat membeli sistem dengan sensor kelembapan, jangan tertipu oleh slogan pemasaran yang bodoh: elektroda kami dilapisi dengan emas. Kalaupun demikian, Anda hanya akan memperkaya tanah dengan logam mulia dalam proses elektrolisis pelat dan dompet pengusaha yang tidak terlalu jujur.
Kesimpulan
Artikel ini membahas tentang sensor kelembaban tanah, yang merupakan elemen kontrol utama irigasi otomatis. Prinsip pengoperasian sistem otomasi irigasi, yang dapat dibeli jadi atau dirakit sendiri, juga dibahas. Sistem paling sederhana terdiri dari sensor kelembaban dan perangkat kontrol, diagram perakitan DIY juga disajikan dalam artikel ini.