Sensor ya unyevu wa mchanga itakusaidia kuondoa kazi ya kurudia-rudia, na sensor ya unyevu wa mchanga itakusaidia kuzuia maji kupita kiasi - sio ngumu sana kukusanya kifaa kama hicho kwa mikono yako mwenyewe. Sheria za fizikia zinakuja kwa msaada wa mtunza bustani: unyevu kwenye udongo huwa conductor wa msukumo wa umeme, na zaidi kuna, chini ya upinzani. Unyevu unapopungua, upinzani huongezeka na hii husaidia kufuatilia wakati mojawapo glaze.
Muundo wa sensor ya unyevu wa udongo una waendeshaji wawili ambao wameunganishwa na chanzo cha nishati dhaifu lazima iwepo kwenye mzunguko. Wakati kiasi cha unyevu katika nafasi kati ya electrodes huongezeka, upinzani hupungua na sasa huongezeka.
Unyevu hukauka - upinzani huongezeka, sasa hupungua.
Kwa kuwa electrodes itakuwa katika mazingira ya unyevu, inashauriwa kuwasha kupitia ufunguo ili kupunguza madhara ya uharibifu wa kutu. Wakati wa kawaida, mfumo umezimwa na huanza tu kuangalia unyevu kwa kubonyeza kitufe.
Sensorer za unyevu wa udongo wa aina hii zinaweza kuwekwa kwenye greenhouses - hutoa udhibiti wa kumwagilia moja kwa moja, hivyo mfumo unaweza kufanya kazi bila kuingilia kati kwa binadamu wakati wote. Katika kesi hii, mfumo utakuwa katika utaratibu wa kufanya kazi kila wakati, lakini hali ya elektroni italazimika kufuatiliwa ili wasiweze kutumika kwa sababu ya kutu. Vifaa sawa vinaweza kusanikishwa kwenye vitanda vya bustani na nyasi kwenye hewa wazi - zitakuruhusu kupata habari muhimu mara moja.
Katika kesi hii, mfumo unageuka kuwa sahihi zaidi kuliko hisia rahisi za tactile. Ikiwa mtu anaona udongo kuwa kavu kabisa, sensor itaonyesha hadi vitengo 100 vya unyevu wa udongo (wakati wa kutathminiwa katika mfumo wa decimal), mara baada ya kumwagilia thamani hii huongezeka hadi vitengo 600-700.
Baada ya hayo, sensor itawawezesha kufuatilia mabadiliko katika unyevu kwenye udongo.
Ikiwa sensor inalenga kutumika nje, inashauriwa kuifunga kwa makini sehemu yake ya juu ili kuzuia uharibifu wa habari. Kwa kufanya hivyo, inaweza kuvikwa na resin epoxy isiyo na maji.
Muundo wa sensor umekusanywa kama ifuatavyo:
- Sehemu kuu ni electrodes mbili, ambayo kipenyo chake ni 3-4 mm, ni masharti ya msingi wa maandishi textolite au nyenzo nyingine kulindwa kutokana na kutu.
- Katika mwisho mmoja wa electrodes unahitaji kukata thread, kwa upande mwingine wao ni kufanywa alisema kwa zaidi kupiga mbizi vizuri ndani ya ardhi.
- Mashimo hupigwa kwenye sahani ya PCB ambayo electrodes hupigwa;
- Waya zinazotoka zinahitajika kuwekwa chini ya washers, baada ya hapo electrodes ni maboksi. Urefu wa electrodes ambayo itaingizwa chini ni karibu 4-10 cm, kulingana na chombo au kitanda wazi kilichotumiwa.
- Ili kuendesha sensor, chanzo cha sasa cha 35 mA kinahitajika; Kulingana na kiasi cha unyevu kwenye udongo, aina mbalimbali za ishara iliyorejeshwa itakuwa 0-4.2 V. Hasara za upinzani zitaonyesha kiasi cha maji katika udongo.
- Sensor ya unyevu wa udongo imeunganishwa kupitia waya 3 kwa microprocessor kwa kusudi hili, unaweza kununua, kwa mfano, Arduino. Mdhibiti atakuwezesha kuunganisha mfumo kwa buzzer ili kupiga ishara wakati unyevu wa udongo unapungua kwa kiasi kikubwa, au kwa LED, mwangaza wa taa utabadilika na mabadiliko katika uendeshaji wa sensor.
Hii kifaa cha nyumbani inaweza kuwa sehemu ya kumwagilia kiotomatiki kwenye mfumo wa Smart Home, kwa mfano, kwa kutumia kidhibiti cha Ethernet cha MegD-328. Muunganisho wa wavuti unaonyesha kiwango cha unyevu katika mfumo wa 10-bit: safu kutoka 0 hadi 300 inaonyesha kuwa ardhi ni kavu kabisa, 300-700 - kuna unyevu wa kutosha kwenye udongo, zaidi ya 700 - ardhi ni mvua na hakuna. kumwagilia inahitajika.
Ubunifu, unaojumuisha mtawala, relay na betri, huondolewa kwenye nyumba yoyote inayofaa, ambayo sanduku lolote la plastiki linaweza kubadilishwa.
Nyumbani, kutumia sensor kama hiyo ya unyevu itakuwa rahisi sana na wakati huo huo inaaminika.
Matumizi ya sensor ya unyevu wa udongo inaweza kuwa tofauti sana. Mara nyingi hutumiwa katika mifumo ya kumwagilia kiotomatiki na umwagiliaji wa mwongozo wa mimea:
- Wanaweza kusanikishwa ndani sufuria za maua, ikiwa mimea ni nyeti kwa kiwango cha maji katika udongo. Linapokuja suala la succulents, kama vile cacti, ni muhimu kuchagua elektroni ndefu ambazo zitajibu mabadiliko katika viwango vya unyevu moja kwa moja kwenye mizizi. Wanaweza pia kutumika kwa mimea mingine dhaifu. Kuunganisha kwa LED itawawezesha kuamua kwa usahihi wakati wa kutekeleza.
- Wao ni muhimu kwa kuandaa kumwagilia kwa mimea. Kutumia kanuni sawa, sensorer za unyevu wa hewa pia zimekusanyika, ambazo zinahitajika kuweka mfumo wa kunyunyizia mimea katika kazi. Yote hii itawawezesha kumwagilia moja kwa moja mimea na kiwango cha kawaida unyevu wa anga.
- Katika dacha, matumizi ya sensorer itawawezesha si kukumbuka wakati wa kumwagilia kila kitanda uhandisi wa umeme yenyewe itakuambia kuhusu kiasi cha maji katika udongo. Hii itazuia kumwagilia kupita kiasi ikiwa imenyesha hivi karibuni.
- Matumizi ya sensorer ni rahisi sana katika hali zingine. Kwa mfano, watakuwezesha kudhibiti unyevu wa udongo katika basement na chini ya nyumba karibu na msingi. Katika ghorofa, inaweza kuwekwa chini ya kuzama: ikiwa bomba itaanza kupungua, automatisering itaripoti mara moja hii, na mafuriko ya majirani na matengenezo ya baadaye yanaweza kuepukwa.
- Kifaa rahisi cha sensor kitakuwezesha kuandaa kila kitu kikamilifu na mfumo wa onyo katika siku chache tu. maeneo yenye matatizo nyumbani na bustani. Ikiwa electrodes ni ya kutosha kwa muda mrefu, inaweza kutumika kudhibiti kiwango cha maji, kwa mfano, katika hifadhi ndogo ya bandia.
Kufanya sensor yako mwenyewe itakusaidia kuandaa nyumba yako mfumo otomatiki kudhibiti kwa gharama ndogo.
Vipengele vinavyotengenezwa na kiwanda vinaweza kununuliwa kwa urahisi kupitia mtandao au katika duka maalumu, vifaa vingi vinaweza kukusanywa kutoka kwa vifaa ambavyo vinaweza kupatikana kila mara katika nyumba ya shabiki wa uhandisi wa umeme.
Habari zaidi inaweza kupatikana kwenye video.
Sensor ya unyevu wa udongo ya Arduino iliyoundwa ili kuamua kiwango cha unyevu wa udongo ambamo hutumbukizwa. Inakuruhusu kujua juu ya kumwagilia kwa kutosha au kupita kiasi kwa kaya yako au mimea ya bustani. Kuunganisha moduli hii kwa kidhibiti hukuruhusu kubinafsisha mchakato wa kumwagilia mimea, bustani au shamba lako (aina ya "kumwagilia kwa busara").
Moduli ina sehemu mbili: uchunguzi wa YL-69 na sensor YL-38, waya za uunganisho zinajumuishwa kati ya electrodes mbili za YL-69. Ikiwa udongo ni kavu, upinzani ni wa juu na sasa itakuwa chini. Ikiwa ardhi ni mvua, upinzani ni mdogo, sasa ni kidogo zaidi. Kulingana na fainali ishara ya analog unaweza kuhukumu kiwango cha unyevu. Uchunguzi wa YL-69 umeunganishwa na sensor ya YL-38 kupitia waya mbili. Mbali na mawasiliano ya kuunganisha kwenye probe, sensor ya YL-38 ina anwani nne za kuunganisha kwa mtawala.
- Vcc - ugavi wa nguvu wa sensor;
- GND - ardhi;
- A0 - thamani ya analog;
- D0 - thamani ya digital ya kiwango cha unyevu.
Vipimo vya Moduli
- Ugavi wa voltage: 3.3-5 V;
- Matumizi ya sasa 35 mA;
- Pato: digital na analog;
- Ukubwa wa moduli: 16 × 30 mm;
- Ukubwa wa uchunguzi: 20 × 60 mm;
- Uzito wa jumla: 7.5 g.
Mfano wa matumizi
Hebu fikiria kuunganisha sensor ya unyevu wa udongo kwa Arduino. Wacha tuunde mradi wa kiashiria cha kiwango cha unyevu wa mchanga mmea wa ndani(maua unayopenda ambayo wakati mwingine husahau kumwagilia). Ili kuonyesha kiwango cha unyevu wa udongo tutatumia LEDs 8. Kwa mradi tutahitaji sehemu zifuatazo:- Bodi ya Arduino Uno
- Sensor ya unyevu wa udongo
- 8 LEDs
- Bodi ya mkate
- Kuunganisha waya.
Wacha tuzindue IDE ya Arduino. Hebu tuunda mchoro mpya na kuongeza mistari ifuatayo kwake: // Sensor ya unyevu wa udongo // http://site // wasiliana kwa kuunganisha pato la analog ya sensor int aPin=A0; // mawasiliano kwa ajili ya kuunganisha LEDs dalili int ledPins=(4,5,6,7,8,9,10,11); // kutofautisha ili kuokoa thamani ya sensor int avalue=0; // kutofautiana kwa idadi ya LED zinazowaka int counted=8; // thamani ya kumwagilia kamili int minvalue=220; // thamani muhimu ya ukavu int maxvalue=600; usanidi utupu() ( // kuanzisha lango la serial Serial.begin(9600); // kuweka pini za kiashirio za LED // hadi modi ya OUTPUT kwa(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(thamani); // punguza thamani kwa LED 8 zilizohesabiwa=ramani(thamani,thamani ya juu,thamani ndogo,0.7); // dalili ya kiwango cha unyevunyevu cha(int i=0;i<8;i++) ( if(i<=countled) digitalWrite(ledPins[i],HIGH); //washa LED nyingine digitalWrite(ledPins[i] ,LOW) ; // zima LED ) // sitisha kabla thamani inayofuata ipokee kuchelewa kwa 1000 ms(1000); ) Pato la analog la sensor limeunganishwa na pembejeo ya analog ya Arduino, ambayo ni kibadilishaji cha analog-to-digital (ADC) na azimio la bits 10, ambayo inaruhusu pato kupata maadili kutoka 0 hadi 1023. Thamani ya vigezo vya kumwagilia kamili (minvalue) na udongo mkali kavu (maxvalue) tunapata kwa majaribio. Ukavu mkubwa wa udongo unafanana na thamani kubwa ya ishara ya analog. Kwa kutumia kitendakazi cha ramani, tunaongeza thamani ya analogi ya kitambuzi hadi thamani ya kiashirio chetu cha LED. Juu ya unyevu wa udongo, juu ya thamani ya kiashiria cha LED (idadi ya taa za LED). Kwa kuunganisha kiashiria hiki kwa maua, tunaweza kuona kiwango cha unyevu kwenye kiashiria kutoka mbali na kuamua hitaji la kumwagilia.
Maswali yanayoulizwa mara kwa mara
1. Nguvu ya LED haina mwanga- Angalia uwepo na polarity ya nguvu iliyotolewa kwa sensor YL-38 (3.3 - 5 V).
- Rekebisha kizingiti cha majibu kwa kutumia potentiometer. Angalia muunganisho wa sensor ya YL-38 na uchunguzi wa YL-69.
- Angalia muunganisho wa sensor ya YL-38 na uchunguzi wa YL-69.
- Angalia uwepo wa uchunguzi kwenye ardhi.
Kifaa kinachopima viwango vya unyevu huitwa hygrometer au tu sensor ya unyevu. Katika maisha ya kila siku, unyevu ni parameter muhimu, na mara nyingi si tu kwa maisha ya kawaida yenyewe, lakini pia kwa vifaa mbalimbali, na kwa kilimo (unyevu wa udongo) na mengi zaidi.
Hasa, ustawi wetu unategemea sana kiwango cha unyevu wa hewa. Hasa nyeti kwa unyevu ni watu wanaotegemea hali ya hewa, pamoja na watu wanaosumbuliwa na shinikizo la damu, pumu ya bronchial, na magonjwa ya mfumo wa moyo.
Wakati hewa ni kavu sana, hata watu wenye afya wanahisi usumbufu, kusinzia, kuwasha na kuwasha kwa ngozi. Mara nyingi, hewa kavu inaweza kusababisha magonjwa ya mfumo wa kupumua, kuanzia na maambukizi ya kupumua kwa papo hapo na maambukizi ya virusi ya kupumua kwa papo hapo, na hata kuishia na pneumonia.
Katika makampuni ya biashara, unyevu wa hewa unaweza kuathiri usalama wa bidhaa na vifaa, na katika kilimo, ushawishi wa unyevu wa udongo juu ya rutuba, nk sensorer unyevu - hygrometers.
Baadhi ya vifaa vya kiufundi hapo awali vinasawazishwa kwa thamani inayohitajika, na wakati mwingine ili kurekebisha kifaa, ni muhimu kuwa na thamani halisi ya unyevu katika mazingira.
Unyevu inaweza kupimwa kwa idadi kadhaa iwezekanavyo:
Kuamua unyevu wa hewa na gesi nyingine, vipimo vinafanywa kwa gramu kwa kila mita ya ujazo wakati wa kuzungumza juu ya thamani kamili ya unyevu, au katika vitengo vya RH wakati wa kuzungumza juu ya unyevu wa jamaa.
Kwa kupima unyevu wa vitu vikali au vimiminika, vipimo kama asilimia ya wingi wa sampuli za majaribio vinafaa.
Kuamua kiwango cha unyevu wa kioevu kilichochanganywa vibaya, vitengo vya kipimo vitakuwa ppm (ni sehemu ngapi za maji ziko katika sehemu 1,000,000 za uzito wa sampuli).
Kulingana na kanuni ya operesheni, hygrometers imegawanywa katika:
capacitive;
kupinga;
thermistor;
macho;
kielektroniki.
Capacitive hygrometers, katika fomu yao rahisi, ni capacitors na hewa kama dielectri katika pengo. Inajulikana kuwa mara kwa mara ya dielectric ya hewa ni moja kwa moja kuhusiana na unyevu, na mabadiliko katika unyevu wa dielectri husababisha mabadiliko katika capacitance ya capacitor hewa.
Toleo la ngumu zaidi la sensor ya unyevu wa capacitive katika pengo la hewa ina dielectri na mara kwa mara ya dielectric ambayo inaweza kutofautiana sana chini ya ushawishi wa unyevu. Mbinu hii hufanya ubora wa kihisi kuwa bora zaidi kuliko tu na hewa kati ya sahani za capacitor.
Chaguo la pili linafaa kwa kufanya vipimo kuhusu maudhui ya maji ya vitu vikali. Kitu kilicho chini ya utafiti kinawekwa kati ya sahani za capacitor vile, kwa mfano, kitu kinaweza kuwa kibao, na capacitor yenyewe imeunganishwa na mzunguko wa oscillatory na jenereta ya elektroniki, wakati mzunguko wa asili wa mzunguko unaosababishwa hupimwa. , na kutoka kwa mzunguko uliopimwa uwezo unaopatikana kwa kuongeza sampuli ya jaribio "huhesabiwa."
Bila shaka, njia hii pia ina baadhi ya hasara, kwa mfano, ikiwa unyevu wa sampuli ni chini ya 0.5%, itakuwa si sahihi kwa kuongeza, sampuli inayopimwa lazima iondolewe na chembe za dielectric mara kwa mara; sampuli wakati wa mchakato wa kipimo pia ni muhimu haipaswi kubadilika wakati wa utafiti.
Aina ya tatu ya sensor ya unyevu wa capacitive ni hygrometer ya filamu nyembamba ya capacitive. Inajumuisha substrate ambayo electrodes mbili za kuchana hutumiwa. Katika kesi hii, electrodes ya kuchana ina jukumu la sahani. Kwa madhumuni ya fidia ya joto, sensorer mbili za ziada za joto zinaletwa kwa ziada kwenye sensor.
Sensor kama hiyo inajumuisha elektroni mbili ambazo zimewekwa kwenye substrate, na juu ya elektroni zenyewe ni safu ya nyenzo ambayo ina upinzani mdogo, ambayo, hata hivyo, inatofautiana sana kulingana na unyevu.
Oksidi ya alumini inaweza kuwa nyenzo inayofaa kwa kifaa. Oksidi hii inachukua maji vizuri kutoka kwa mazingira ya nje, wakati upinzani wake unabadilika sana. Matokeo yake, upinzani wa jumla wa mzunguko wa kipimo cha sensor hiyo itategemea kwa kiasi kikubwa unyevu. Kwa hivyo, kiwango cha unyevu kitaonyeshwa kwa kiasi cha mtiririko wa sasa. Faida ya sensorer ya aina hii ni bei yao ya chini.
Hygrometer ya thermistor ina jozi ya thermistors zinazofanana. Kwa njia, hebu tukumbuke kwamba hii ni sehemu ya elektroniki isiyo ya kawaida, upinzani ambao unategemea sana joto lake.
Moja ya thermistors iliyojumuishwa katika mzunguko huwekwa kwenye chumba kilichofungwa na hewa kavu. Na nyingine iko kwenye chumba kilicho na mashimo ambayo hewa yenye unyevu wa tabia huingia ndani yake, ambayo thamani yake inahitaji kupimwa. Thermistors ni kushikamana katika mzunguko wa daraja, voltage inatumika kwa moja ya diagonals ya daraja, na masomo ni kuchukuliwa kutoka diagonal nyingine.
Katika kesi wakati voltage kwenye vituo vya pato ni sifuri, joto la vipengele vyote viwili ni sawa, kwa hiyo unyevu ni sawa. Ikiwa voltage isiyo ya sifuri inapatikana kwenye pato, hii inaonyesha kuwepo kwa tofauti ya unyevu katika vyumba. Kwa hivyo, unyevu umewekwa na thamani ya voltage iliyopatikana wakati wa vipimo.
Mtafiti asiye na ujuzi anaweza kuwa na swali la haki: kwa nini hali ya joto ya thermistor inabadilika wakati inaingiliana na hewa yenye unyevu? Jambo ni kwamba unyevu unapoongezeka, maji huanza kuyeyuka kutoka kwa mwili wa thermistor, wakati joto la mwili linapungua, na unyevu wa juu, uvukizi hutokea zaidi, na kasi ya thermistor inapoa.
4) Sensor ya unyevu wa macho (condensation).
Aina hii ya sensor ni sahihi zaidi. Uendeshaji wa sensor ya unyevu wa macho inategemea jambo linalohusiana na dhana ya "hatua ya umande". Wakati joto linafikia kiwango cha umande, awamu za gesi na kioevu ziko katika usawa wa thermodynamic.
Kwa hiyo, ikiwa unachukua kioo na kuiweka katika mazingira ya gesi, ambapo hali ya joto wakati wa utafiti iko juu ya kiwango cha umande, na kisha kuanza mchakato wa baridi ya kioo hiki, kisha kwa thamani maalum ya joto, condensation ya maji itaanza. kuunda juu ya uso wa kioo, mvuke huu wa maji utaanza kubadilika kuwa awamu ya kioevu. Joto hili litakuwa kiwango cha umande.
Kwa hivyo, halijoto ya kiwango cha umande imeunganishwa kwa njia isiyoweza kutenganishwa na inategemea vigezo kama vile unyevunyevu na shinikizo katika mazingira. Matokeo yake, kuwa na uwezo wa kupima shinikizo na joto la umande, itakuwa rahisi kuamua unyevu. Kanuni hii hutumika kama msingi wa utendaji wa sensorer za unyevu wa macho.
Mzunguko rahisi zaidi wa sensor kama hiyo ina taa ya LED kwenye uso wa kioo. Kioo kinaonyesha mwanga, kubadilisha mwelekeo wake, na kuielekeza kwa photodetector. Katika kesi hiyo, kioo kinaweza kuwashwa au kilichopozwa kwa kutumia kifaa maalum cha kudhibiti joto la usahihi wa juu. Mara nyingi kifaa hicho ni pampu ya thermoelectric. Bila shaka, sensor imewekwa kwenye kioo ili kupima joto.
Kabla ya kuanza vipimo, joto la kioo huwekwa kwa thamani ambayo ni wazi zaidi kuliko joto la umande. Ifuatayo, kioo hupozwa hatua kwa hatua. Wakati hali ya joto inapoanza kuvuka kiwango cha umande, matone ya maji yataanza kuganda mara moja kwenye uso wa kioo, na boriti ya mwanga kutoka kwa diode itavunjika kwa sababu yao, itatengana, na hii itasababisha kupungua. katika sasa katika mzunguko wa photodetector. Kupitia maoni, photodetector inaingiliana na mtawala wa joto la kioo.
Kwa hiyo, kulingana na taarifa iliyopokelewa kwa namna ya ishara kutoka kwa photodetector, mtawala wa joto ataweka joto kwenye uso wa kioo sawa na kiwango cha umande, na sensor ya joto itaonyesha joto ipasavyo. Kwa hivyo, kwa shinikizo na joto linalojulikana, viashiria kuu vya unyevu vinaweza kuamua kwa usahihi.
Sensor ya unyevu wa macho ina usahihi wa juu zaidi, haupatikani na aina nyingine za sensorer, pamoja na kutokuwepo kwa hysteresis. Ubaya ni bei ya juu kuliko zote, pamoja na matumizi ya juu ya nishati. Kwa kuongeza, ni muhimu kuhakikisha kuwa kioo ni safi.
Kanuni ya uendeshaji wa sensor ya unyevu wa hewa ya elektroniki inategemea kubadilisha mkusanyiko wa electrolyte inayofunika nyenzo yoyote ya kuhami umeme. Kuna vifaa vyenye kupokanzwa kiotomatiki vilivyounganishwa na mahali pa umande.
Mara nyingi kiwango cha umande hupimwa juu ya suluhisho la kujilimbikizia la kloridi ya lithiamu, ambayo ni nyeti sana kwa mabadiliko madogo ya unyevu. Kwa urahisi wa juu, hygrometer kama hiyo mara nyingi ina vifaa vya thermometer. Kifaa hiki kina usahihi wa juu na hitilafu ndogo. Ina uwezo wa kupima unyevu bila kujali hali ya joto iliyoko.
Hygrometers rahisi za elektroniki pia ni maarufu kwa namna ya elektroni mbili, ambazo zimekwama tu kwenye udongo, kudhibiti unyevu wake kulingana na kiwango cha conductivity kulingana na unyevu huu. Sensorer hizo ni maarufu kati ya mashabiki kwa sababu unaweza kuanzisha kwa urahisi kumwagilia moja kwa moja ya kitanda cha bustani au maua katika sufuria, ikiwa huna muda wa kumwagilia kwa manually au sio rahisi.
Kabla ya kununua sensor, fikiria kile utahitaji kupima, unyevu wa jamaa au kabisa, hewa au udongo, ni aina gani ya kipimo kinachotarajiwa, ikiwa hysteresis ni muhimu, na usahihi gani unahitajika. Sensor sahihi zaidi ni macho. Zingatia darasa la ulinzi wa IP, kiwango cha joto cha uendeshaji, kulingana na hali maalum ambapo sensor itatumika, na ikiwa vigezo vinafaa kwako.
Mshairi Andrei Voznesensky aliwahi kusema: "uvivu ndio injini ya maendeleo." Labda ni vigumu kutokubaliana na maneno haya, kwa sababu vifaa vingi vya elektroniki vinaundwa kwa usahihi kwa madhumuni ya kufanya maisha yetu ya kila siku iwe rahisi, kamili ya wasiwasi na kila aina ya mambo ya kusisimua.
Ikiwa unasoma makala hii sasa, basi labda umechoka sana na mchakato wa kumwagilia maua. Baada ya yote, maua ni viumbe vya maridadi, unawazidisha maji kidogo, huna furaha, husahau kumwagilia kwa siku, ndivyo, wanakaribia kuzima. Na ni maua ngapi ulimwenguni yamekufa kwa sababu wamiliki wao walikwenda likizo kwa wiki, na kuacha viumbe maskini vya kijani kukauka kwenye sufuria kavu! Inatisha kufikiria.
Ni kuzuia hali mbaya kama hizi ambazo mifumo ya kumwagilia kiotomatiki iligunduliwa. Sensor imewekwa kwenye sufuria ambayo hupima unyevu wa mchanga - inajumuisha vijiti vya chuma vya pua vilivyowekwa ardhini kwa umbali wa sentimita kutoka kwa kila mmoja.
Wameunganishwa kupitia waya kwenye mzunguko ambao kazi yake ni kufungua relay tu wakati unyevu unashuka chini ya thamani iliyowekwa na kufunga relay wakati udongo umejaa unyevu tena. Relay, kwa upande wake, inadhibiti pampu, ambayo inasukuma maji kutoka kwenye hifadhi moja kwa moja hadi kwenye mizizi ya mmea.
Mzunguko wa sensor
Kama inavyojulikana, conductivity ya umeme ya udongo kavu na mvua hutofautiana kwa kiasi kikubwa ni ukweli huu kwamba msingi wa uendeshaji wa sensor. Kipimo cha 10 kOhm na sehemu ya udongo kati ya vijiti huunda mgawanyiko wa voltage; Voltage hutolewa kwa pembejeo nyingine ya op-amp kutoka katikati ya kupinga kutofautiana, i.e. inaweza kubadilishwa kutoka sifuri hadi voltage ya usambazaji. Kwa msaada wake, kizingiti cha kubadili cha kulinganisha, katika jukumu ambalo op-amp inafanya kazi, imewekwa. Mara tu voltage kwenye moja ya pembejeo zake inazidi voltage kwa upande mwingine, pato litakuwa la mantiki "1", LED itawaka, transistor itafungua na kuwasha relay. Unaweza kutumia transistor yoyote, muundo wa PNP, unaofaa kwa sasa na voltage, kwa mfano, KT3107 au KT814. Amplifier ya uendeshaji TL072 au yoyote sawa, kwa mfano RC4558. Diode ya chini ya nguvu, kwa mfano, 1n4148, inapaswa kuwekwa kwa sambamba na upepo wa relay. Voltage ya usambazaji wa mzunguko ni 12 volts.
Kwa sababu ya waya ndefu kutoka kwenye sufuria hadi kwenye bodi yenyewe, hali inaweza kutokea kwamba relay haibadiliki wazi, lakini huanza kubofya mzunguko wa sasa wa kubadilisha kwenye mtandao, na tu baada ya muda fulani umewekwa wazi. nafasi. Ili kuondokana na jambo hili mbaya, unapaswa kuweka capacitor electrolytic na uwezo wa 10-100 μF sambamba na sensor. Jalada na ubao. Jengo la furaha! Mwandishi - Dmitry S.
Jadili makala MCHORO WA SENSOR UNYEVU WA UDONGO
Wafanyabiashara wengi wa bustani na bustani wananyimwa fursa ya kutunza kila siku mboga zilizopandwa, matunda, na miti ya matunda kutokana na mzigo wa kazi au wakati wa likizo. Walakini, mimea inahitaji kumwagilia kwa wakati. Kwa msaada wa mifumo rahisi ya automatiska, unaweza kuhakikisha kwamba udongo kwenye tovuti yako unaendelea unyevu muhimu na imara wakati wa kutokuwepo kwako. Ili kujenga mfumo wa kumwagilia moja kwa moja bustani, utahitaji kipengele kikuu cha udhibiti - sensor ya unyevu wa udongo.
Sensor ya unyevu
Sensorer za unyevu pia wakati mwingine huitwa mita za unyevu au sensorer za unyevu. Karibu mita zote za unyevu wa udongo kwenye soko hupima unyevu kwa kutumia njia ya kupinga. Hii sio njia sahihi kabisa kwa sababu haizingatii mali ya electrolysis ya kitu kinachopimwa. Usomaji wa kifaa unaweza kuwa tofauti kwa unyevu wa udongo sawa, lakini kwa asidi tofauti au maudhui ya chumvi. Lakini kwa wakulima wa bustani ya majaribio, usomaji kamili wa vyombo sio muhimu kama wale jamaa, ambayo inaweza kubadilishwa kwa activator ya maji chini ya hali fulani.
Kiini cha njia ya kupinga ni kwamba kifaa hupima upinzani kati ya waendeshaji wawili waliowekwa chini kwa umbali wa cm 2-3 kutoka kwa kila mmoja. Hii ni kawaida ohmmeter, ambayo imejumuishwa katika kijaribu chochote cha dijitali au analogi. Hapo awali, vyombo vile viliitwa avometa.
Pia kuna vifaa vilivyo na kiashiria kilichojengwa au kijijini kwa ufuatiliaji wa uendeshaji wa hali ya udongo.
Ni rahisi kupima tofauti katika conductivity ya sasa ya umeme kabla ya kumwagilia na baada ya kumwagilia kwa kutumia mfano wa sufuria na mmea wa aloe wa nyumba. Masomo kabla ya kumwagilia 101.0 kOhm.
Masomo baada ya kumwagilia baada ya dakika 5 12.65 kOhm.
Lakini tester ya kawaida itaonyesha tu upinzani wa udongo kati ya electrodes, lakini haitaweza kusaidia kwa kumwagilia moja kwa moja.
Kanuni ya uendeshaji wa otomatiki
Katika mifumo ya umwagiliaji kiotomatiki, sheria kawaida ni "kumwagilia au usimwagilie." Kama sheria, hakuna mtu anayehitaji kudhibiti shinikizo la maji. Hii ni kutokana na matumizi ya valves ya gharama kubwa ya kudhibitiwa na vifaa vingine visivyohitajika, vya teknolojia ngumu.
Karibu sensorer zote za unyevu kwenye soko, pamoja na electrodes mbili, zina kulinganisha katika muundo wao. Hiki ndicho kifaa rahisi zaidi cha analogi hadi dijitali ambacho hubadilisha mawimbi inayoingia hadi kwenye umbo la dijitali. Hiyo ni, kwa kiwango cha unyevu kilichowekwa, utapokea moja au sifuri (0 au 5 volts) kwenye pato lake. Ishara hii itakuwa chanzo cha kianzishaji kinachofuata.
Kwa kumwagilia kiotomatiki, chaguo la busara zaidi itakuwa kutumia valve ya solenoid kama kianzishaji. Imejumuishwa katika kuvunja bomba na pia inaweza kutumika katika mifumo ya umwagiliaji wa matone madogo. Imewashwa kwa kusambaza 12 V.
Kwa mifumo rahisi inayofanya kazi kwa kanuni "sensor inasababishwa - maji inapita", inatosha kutumia kulinganisha LM393. Microcircuit ni amplifier mbili ya uendeshaji na uwezo wa kupokea ishara ya amri kwenye pato katika ngazi ya pembejeo inayoweza kubadilishwa. Chip ina pato la ziada la analogi ambalo linaweza kuunganishwa kwa kidhibiti au kijaribu kinachoweza kuratibiwa. Analog ya takriban ya Soviet ya kulinganisha mbili ya LM393 ni microcircuit 521CA3.
Picha inaonyesha relay ya unyevu iliyotengenezwa tayari pamoja na kihisi kilichotengenezwa na Wachina kwa $1 pekee.
Chini ni toleo la kraftigare, na sasa ya pato la 10A kwa voltage mbadala ya hadi 250 V, kwa $ 3-4.
Mifumo ya otomatiki ya umwagiliaji
Ikiwa una nia ya mfumo kamili wa kumwagilia kiotomatiki, basi unahitaji kufikiria juu ya ununuzi wa kidhibiti kinachoweza kupangwa. Ikiwa eneo ni ndogo, basi inatosha kufunga sensorer 3-4 za unyevu kwa aina tofauti za umwagiliaji. Kwa mfano, bustani inahitaji kumwagilia kidogo, raspberries hupenda unyevu, na tikiti zinahitaji maji ya kutosha kutoka kwa udongo, isipokuwa wakati wa kavu sana.
Kulingana na uchunguzi wako mwenyewe na vipimo vya vitambuzi vya unyevu, unaweza takriban kuhesabu ufanisi wa gharama na ufanisi wa usambazaji wa maji katika maeneo. Wasindikaji hukuruhusu kufanya marekebisho ya msimu, wanaweza kutumia usomaji wa mita za unyevu, na kuzingatia mvua na wakati wa mwaka.
Sensorer zingine za unyevu wa udongo zina vifaa vya interface RJ-45 kwa uunganisho wa mtandao. Firmware ya processor inakuwezesha kusanidi mfumo ili itakujulisha kuhusu haja ya kumwagilia kupitia mitandao ya kijamii au ujumbe wa SMS. Hii ni rahisi katika hali ambapo haiwezekani kuunganisha mfumo wa kumwagilia otomatiki, kwa mfano, kwa mimea ya ndani.
Rahisi kutumia kwa mfumo wa umwagiliaji otomatiki vidhibiti na pembejeo za analogi na za mawasiliano zinazounganisha vitambuzi vyote na kusambaza usomaji wao kupitia basi moja hadi kwenye kompyuta, kompyuta kibao au simu ya mkononi. Viimilisho vinadhibitiwa kupitia kiolesura cha WEB. Vidhibiti vya kawaida vya ulimwengu wote ni:
- MegaD-328;
- Arduino;
- Mwindaji;
- Toro.
Hivi ni vifaa vinavyonyumbulika vinavyokuruhusu kurekebisha vizuri mfumo wako wa kumwagilia kiotomatiki na kuukabidhi udhibiti kamili wa bustani yako.
Mpango rahisi wa umwagiliaji wa umwagiliaji
Mfumo rahisi zaidi wa umwagiliaji wa umwagiliaji una sensor ya unyevu na kifaa cha kudhibiti. Unaweza kufanya sensor ya unyevu wa udongo na mikono yako mwenyewe. Utahitaji misumari miwili, kupinga 10 kOhm na chanzo cha nguvu na voltage ya pato ya 5 V. Inafaa kutoka kwa simu ya mkononi.
Microcircuit inaweza kutumika kama kifaa ambacho kitatoa amri ya kumwagilia LM393. Unaweza kununua kitengo kilichotengenezwa tayari au kukusanyika mwenyewe, basi utahitaji:
- 10 kOhm resistors - pcs 2;
- 1 kOhm resistors - pcs 2;
- 2 kOhm resistors - pcs 3;
- upinzani wa kutofautiana 51-100 kOhm - 1 pc.;
- LEDs - pcs 2;
- diode yoyote, sio nguvu - 1 pc.;
- transistor, nguvu yoyote ya wastani ya PNP (kwa mfano, KT3107G) - 1 pc.;
- capacitors 0.1 μ - 2 pcs.;
- microcircuit LM393 - kipande 1;
- relay na kizingiti cha uendeshaji cha 4 V;
- bodi ya mzunguko.
Mchoro wa mkutano umewasilishwa hapa chini.
Baada ya kusanyiko, unganisha moduli kwa usambazaji wa umeme na sensor ya kiwango cha unyevu wa mchanga. Unganisha kijaribu kwenye pato la kilinganishi LM393. Kutumia upinzani wa ujenzi, weka kizingiti cha majibu. Baada ya muda, itahitaji kurekebishwa, labda zaidi ya mara moja.
Mchoro wa mzunguko na pinout ya kulinganisha LM393 imewasilishwa hapa chini.
Otomatiki rahisi zaidi iko tayari. Inatosha kuunganisha actuator kwenye vituo vya kufunga, kwa mfano, valve ya umeme ambayo inawasha na kuzima maji.
Waendeshaji otomatiki wa umwagiliaji
actuator kuu kwa ajili ya umwagiliaji automatisering ni valve elektroniki na bila kudhibiti mtiririko wa maji. Ya mwisho ni ya bei nafuu, rahisi kudumisha na kusimamia.
Kuna cranes nyingi zinazodhibitiwa na wazalishaji wengine.
Ikiwa kuna shida na usambazaji wa maji katika eneo lako, nunua valves za solenoid na sensor ya mtiririko. Hii itazuia solenoid kuwaka ikiwa shinikizo la maji linashuka au usambazaji wa maji umekatwa.
Hasara za mifumo ya umwagiliaji moja kwa moja
Udongo ni tofauti na hutofautiana katika muundo wake, hivyo sensor moja ya unyevu inaweza kuonyesha data tofauti katika maeneo ya jirani. Aidha, baadhi ya maeneo yana kivuli cha miti na ni mvua kuliko yale yaliyo katika maeneo ya jua. Ukaribu wa maji ya chini ya ardhi na kiwango chake kuhusiana na upeo wa macho pia una athari kubwa.
Wakati wa kutumia mfumo wa umwagiliaji wa kiotomatiki, eneo la eneo hilo linapaswa kuzingatiwa. Tovuti inaweza kugawanywa katika sekta. Sakinisha vitambuzi vya unyevunyevu moja au zaidi katika kila sekta na uhesabu kanuni zake za uendeshaji kwa kila moja. Hii itachanganya sana mfumo na hakuna uwezekano kwamba utaweza kufanya bila mtawala, lakini baadaye itakuokoa kabisa kutokana na kupoteza muda kwa kusimama na hose mikononi mwako chini ya jua kali. Udongo utajazwa na unyevu bila ushiriki wako.
Kujenga mfumo mzuri wa umwagiliaji wa otomatiki hauwezi kutegemea tu usomaji wa sensorer za unyevu wa mchanga. Ni muhimu kuongeza joto na sensorer za mwanga na kuzingatia hitaji la kisaikolojia la maji ya mimea ya aina tofauti. Mabadiliko ya msimu lazima pia kuzingatiwa. Kampuni nyingi zinazozalisha mifumo ya otomatiki ya umwagiliaji hutoa programu rahisi kwa mikoa, maeneo na mazao tofauti.
Wakati ununuzi wa mfumo na sensor ya unyevu, usianguke kwa itikadi za kijinga za uuzaji: elektroni zetu zimefunikwa na dhahabu. Hata kama hii ni hivyo, basi utaboresha udongo tu na chuma bora katika mchakato wa electrolysis ya sahani na pochi za wafanyabiashara wasio waaminifu sana.
Hitimisho
Nakala hii ilizungumza juu ya sensorer za unyevu wa mchanga, ambayo ni sehemu kuu ya udhibiti wa umwagiliaji wa moja kwa moja. Kanuni ya uendeshaji wa mfumo wa umwagiliaji wa umwagiliaji, ambayo inaweza kununuliwa tayari-kufanywa au kukusanyika mwenyewe, pia ilijadiliwa. Mfumo rahisi zaidi una sensor ya unyevu na kifaa cha kudhibiti, mchoro wa mkutano wa DIY ambao pia uliwasilishwa katika nakala hii.