Детектор сухой (влажной) почвы

Ёмкостный датчик влажности почвы своими руками

В интернет-магазинах за небольшую цену можно приобрести датчик влажности почвы, принцип действия которого основан на измерении сопротивления. Он же резистивный датчик. Чем больше влажность почвы – тем меньше сопротивление, всё просто.

Я тоже купил один такой датчик , но у него есть несколько недостатков:

Маленький размер. Для цветочного горшка, может, и подойдёт, но для измерения влажности в открытом грунте – вряд ли. Ведь он позволит оценить влажность только нескольких сантиметров грунта. Что, если после засухи прошёл кратковременный сильный дождь? Почва вверху (там, где датчик) будет влажная, а внизу – сухая.
Электроды, помещённые в мокрый грунт, при постоянном напряжении на них, должны подвергаться коррозии. Это со временем приведёт к неисправности датчика.

Учитывая эти недостатки, я решил сделать ёмкостный датчик влажности. Представляет собой простой плоский конденсатор, сделанный из двустороннего фольгированного текстолита по лазерно-утюжной технологии.

Рабочий элемент ёмкостного датчика влажности почвы

Для изоляции плата обработана автомобильной грунтовкой и краской из баллончика.

Принцип его работы заключается в том, что ёмкость конденсатора в значительной мере зависит от того, какое вещество находится между его пластинами. “Между” – это если пластины расположены параллельно. Но в данном случае положительные и отрицательные пластины расположены в одной плоскости в виде двух “гребёнок” – так что диэлектриком будет выступать то, что находится рядом с ними.

Формула ёмкости плоского конденсатора

У всех веществ разная диэлектрическая проницаемость. У воздуха она равна почти единице, а у воды – аж 81! И ёмкость датчика, теоретически, может меняться в 80 раз при помещении его из воздуха в воду.

Но измерять ёмкость – задача неблагодарная. Для микроконтроллера (на базе которого я и сделал ранее свою систему автополива) проще измерить частоту.

Поэтому была сварганена простейшая схема генератора частоты (осциллятора) на основе микросхемы SN74HC00. Это – 4 логических элемента «2И-НЕ», или NAND.

Кроме микросхемы, для генератора частоты нужен только два резистора, и один конденсатор – в роли которого и выступает датчик влажности.

Осциллятор на SN74HC00

Я не был уверен в том, что эта схема будет работать идеально, поэтому сделал ещё один осциллятор – на базе стандартного таймера NE555. Он тоже не отличается особой сложностью.

Осциллятор на NE555

Выход осциллятора (или одного, или другого) соединяется с 2-м пином Arduino (digital pin 2). Это, конечно, если для измерения частоты использовать ту программу, что я написал. Потому как там используется внешнее прерывание (interrupt 0), которое привязано именно к pin 2.

Чтобы как-то видеть полученные результаты, присоединил к Ардуино экранчик от Nokia 3110. В программе в комментариях написано, какие пины Ардуино соединять с какими портами LCD.

Вот, собственно, сама программа:

#include<\p>

#define buffer 20

// pin 7 – Serial clock out (SCLK)

// pin 6 – Serial data out (DIN)

// pin 5 – Data/Command select (D/C)

// pin 4 – LCD chip select (CS)

// pin 3 – LCD reset (RST)

//Adafruit_PCD8544 display = Adafruit_PCD8544(7, 6, 5, 4, 3);

Adafruit_PCD8544 display = Adafruit_PCD8544(12, 11, 10, 9, 8);

volatile float freq=0.0;

volatile float frqarr[buffer];

volatile uint8_t farrptr=0;

volatile float avgfreq;

volatile unsigned long pulseDuration;

volatile unsigned long lastpulse;

float tmp;

const int analogInPin = A0;

int AnalogSensorValue = 0;

void setup() {

pinMode(2, INPUT);

display.begin();

display.setContrast(50);

display.setTextSize(2);

display.setTextColor(BLACK);

attachInterrupt(0, _spdint, RISING);

pulseDuration=0;

}

void loop() {

tmp=0;

for(uint16_t i=0; i1000000) pulseDuration=0;

freq = 1000000.0/pulseDuration;

AnalogSensorValue=analogRead(analogInPin);

display.clearDisplay();

display.setCursor(0,0);

display.setTextSize(2);

if(pulseDuration>0){

display.print((int)freq);

display.print(” Hz”);}

else display.print(“No signal”);

display.setCursor(0,20);

display.print((int)avgfreq); //average frequency of last 20 cycles

display.print(” Hz”);

display.setCursor(0,40);

display.setTextSize(1);

display.print(“Analog: “);

display.print(AnalogSensorValue);

display.display();

delay(200);

}

void _spdint()

{

unsigned long time = micros();

pulseDuration = time – lastpulse;

lastpulse=time;

frqarr[farrptr]=1000000.0/pulseDuration;

farrptr++;

if(farrptr>=buffer) farrptr=0;

}

Насыпал в горшок сухой земли, взвесил, закопал в неё датчик влажности и начал мелкими порциями (по 2% от веса земли) добавлять воду, после каждого раза замеряя частоту. То же проделал для купленного аналогового датчика (он был подключен к 0-му аналоговому входу Ардуино).

Процесс можно посмотреть на видео:

Результаты порадовали!

Для более простого их восприятия – сделал в Экселе график:

Результаты испытаний емкостного датчика влажности почвы

Хорошо видно, что после того, как в землю было влито 12% воды, показания резистивного датчика уже не менялись. А вот ёмкостный датчик менял частоту генерации практически до конца!

Чтобы это получше разглядеть – вот график с 12% до полного насыщения почвы водой:

Да, не зря Эксель выбрал для резистивного датчика коричневый цвет, не зря…

Теперь осталось только развести плату осциллятора, впаять 3 детали, засунуть её в герметичную коробку – и можно подключать датчик к системе автополива. Но об этом – в другой раз!

Источник: http://lazyelectronics.com/index.php/ru/item/7-soilmoisturesensor

Стабильный датчик влажности почвы своими руками

Самодельный, стабильный датчик влажности почвы для автоматической поливальной установки

Эта статья возникла в связи с постройкой автоматической поливальной машины для ухода за комнатными растениями. Думаю, что и сама поливальная машина может представлять интерес для самодельщика, но сейчас речь пойдёт о датчике влажности почвы.

Близкие темы.

Самодельный автомат для полива комнатных растений.

Оглавление.

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.

Электрическая схема порогового датчика влажности почвы

В результате изысканий появилась эта схема на одной единственной микросхеме. Подойдёт любая из перечисленных микросхем: К176ЛЕ5, К561ЛЕ5 или CD4001A. У нас эти микросхемы продают всего по 6 центов.

R1 = 22MΩ R2, R9 = 12kΩ R3 = 470kΩ R4 = 30kΩ R5 = 47kΩ R6 = 1MΩ R7 = 5,1MΩR8 = 22MΩ

C1 = 1µF C2 = 1µF C3, C4 = 0,1µF C5 = 10µF DD1 = К561ЛЕ5 R9 = из расчёта 1kΩ на каждый Вольтнапряжения питания.

Датчик влажности почвы представляет собой пороговое устройство, реагирующее на изменение сопротивления переменному току (коротким импульсам).

На элементах DD1.1 и DD1.2 собран задающий генератор, вырабатывающий импульсы с интервалом около 10 секунд.

Конденсаторы C2 и C4 разделительные. Они не пропускают в измерительную цепь постоянный ток, которые генерирует почва.

Резистором R3 устанавливается порог срабатывания, а резистор R8 обеспечивает гистерезис усилителя. Подстроечным резистором R5 устанавливается начальное смещение на входе DD1.3.

Конденсатор C3 – помехозащищающий, а резистор R4 определяет максимальное входное сопротивление измерительной цепи. Оба эти элемента снижают чувствительность датчика, но их отсутствие может привести к ложным срабатываниям.

Не стоит также выбирать напряжение питания микросхемы ниже 12 Вольт, так как это снижает реальную чувствительность прибора из-за уменьшения соотношения сигнал/помеха.

Вернуться наверх к меню.

Как это работает?

Прямоугольные импульсы большой длительности (поз.1), проходя через делитель напряжения, образованного элементами C2, R2, R3, Rпочвы, R4, C3, превращаются в короткие импульсы (поз.2). Эти импульсы через конденсатор С4 поступают на вход элемента DD1.3. Туда же, через резистор R6, поступает некоторый уровень постоянного напряжения (поз.3) с делителя напряжения R5.

Когда общий уровень напряжения на входе DD1.3 (поз.4) достигает порога срабатывания компаратора (отмечено красной точкой), запускается одновибратор на DD1.3, DD1.4. Длительность управляющего импульса на выходе DD1.4 определяется постоянной времени R7, C5.

Вернуться наверх к меню.

Конструкция электродов

Конструкция электродов должна обеспечить возможность измерения влажности почвы возле корней растения. Это особенно актуально для кактусов, полив которых осуществляется мизерным количеством воды.

Для изготовления электродов я сначала выбрал стальную углеродистую проволоку, но она слишком быстро заржавела, и её пришлось заменить на нержавеющею.

Для уменьшения уровня внешних электромагнитных помех, электроды соединяются со схемой экранированным кабелем, оплётка которого подключена к корпусу прибора.

А это детали, из которых были собраны электроды

Винт М3х8.
Гровер М3.
Шайба М3.
Лепесток М3.
Втулка – сталь, Ø8х10мм.
Винт М3х6.
Пластина – стеклотекстолит S = 2мм.
Электрод – нерж. сталь Ø1,6х300мм.

Наверное, можно было бы выбрать и другой способ крепления электродов.

Но, я выбрал такое крепление, чтобы можно было оперативно регулировать глубину погружения тридцатисантиметровых электродов в почву, а кабель, при этом, не создавал слишком большую нагрузку при погружении электродов в неглубокий горшок.

15 Июль, 2011 (13:36) в Сделай сам

Источник: https://oldoctober.com/ru/humidity_sensor/

Схема емкостного датчика влажности почвы

Описанные в литературе датчики дождя и влажности, как правило, основаны на измерении сопротивления между контактами-щупами, помещаемыми в контролируемую среду (например в почву).

В предлагаемой схеме управление нагрузкой осуществляется с помощью генератора частоты звукового диапазона, катушка которого (L1) зарывается в почву.

Прибор реагирует на распространение звуковых волн во влажной и сухой среде.

Влажная почва сделает работу генератора невозможной — произойдет уменьшение амплитуды и срыв колебаний. По величине поглощения энергии в катушке определяется степень влажности почвы.

Индуктивный контроль состояния почвы по сравнению с емкостным методом и методом измерения электрического сопротивления позволяет оперативно реагировать на изменение влажности вокруг катушки L1.

Сопротивление почвы постоянному току между двумя щупами-датчиками изменяется постепенно.

Емкостной метод измерения на дачном участке не эффективен вследствие перемещения по территории людей и животных, являющихся источниками ложных срабатываний. У индуктивного метода также есть свои недостатки.

На’практике установлено, что, кроме влажности, на колебания генератора с помещенной в почву катушкой L1 оказывают влияние частота генератора, глубина, на которой находится катушка, и температура почвы. Длина соединительных проводов от катушки к схеме не должна превышать 1 м. В весенне-летний сезон прибор работает стабильно в режиме 24 часа в сутки.

Метод был предложен в 2001 году журналом «Popular Electronics», однако электрическая схема, приведенная там, при повторении оказалась неработоспособной. Добавив один транзистор и самодельную катушку, удалось реализовать корректно работающий прибор (схема на рис. 2.27).

Рис. 2.27. Электрическая схема датчика влажности почвы на автогенераторе

Размеры катушки позволяют применять прибор на приусадебном участке с любым составом почв в любом климатическом поясе.

А вот для контроля влажности земли, например в цветочном горшке, если только цветок — не пальма, устройство неэффективно, т. к.

оптимальная глубина погружения катушки L1 составляет 45—55 см; цветочный горшок такой глубины оказывается под рукой не всегда. Устройство надежно работает, контролируя влажность почвы, скажем, в теплице.

Транзистор VT2, катушка индуктивности L1 и конденсаторы С2, СЗ образуют автогенератор. Колебания возбуждаются на частоте около 16 кГц.

При сухой почве или размещении катушки L1 вне влажной среды генерация происходит нормально — амплитуда импульсов на коллекторе транзистора VT2 составляет около 3 В.

Резистор R4 вместе с конденсатором С4 пропускают импульсы автогенератора на частоте резонанса. Без него чувствительность прибора недостаточна.

Транзистор VT1, включенный по схеме эмиттерного повторителя, уменьшает влияние нагрузочных цепей на работу генератора. Диоды VD1, VD2 преобразуют импульсы автогенератора в постоянный ток. Последний задает смещение на базе ключевого транзистора ѴТЗ.

Усиленные транзистором ѴТ2 импульсы автогенератора проходят через разделительный конденсатор С5 (он не пропускает постоянную составляющую напряжения), выпрямляются диодами VD1, VD2 и открывают транзистор ѴТЗ — в результате сработает реле и зазвучит сирена.

Устройство сирены на схеме не показано.

Транзистор ѴТЗ включит реле К1, как только выходное напряжение генератора окажется достаточным для открывания этого транзистора. Если амплитуда импульсов автогенератора на коллекторе транзистора ѴТ2 мала (менее 1 В, что свидетельствует о влажной среде вокруг L1), транзистор VT1 не открывается полностью и напряжения смещения на базе ѴТЗ не достаточно для его открытия. Реле обесточено.

В качестве нагрузки прибора рачительный дачник может использовать любую схему звуковой сигнализации или водяной насос с питанием от сети 220 В.

В этом случае контакты реле К1 должны коммутировать мощное реле на соответствующее напряжение, например МКУ-48С, а оно своими контактами будет подавать напряжение на насос.

Диод VD3 препятствует броскам обратного тока через переход «эмиттер-коллектор» ѴТЗ в моменты включения или выключения реле. Чувствительность генератора к изменению влажности почвы устанавливается переменным резистором R3 (типа СП5-3).

Катушка L1 намотана на пластмассовом каркасе длиной 30 см с внешним диаметром 100 мм и содержит 250 витков провода марки ПЭЛ или ПЭВ диаметром 1 мм, намотанного виток к витку. Сверху намотка закрепляется двойным слоем изоляционной ленты.

Элементы устройства закрепляют на монтажную плату длиной 50 х 70 мм. «Начинка» монтируется в любом подходящем металлическом корпусе. Движок переменного резистора через отверстое в корпусе должен быть доступен для корректирующей регулировки извне.

Внутри корпуса размещается источник питания с понижающим трансформатором и стабилизатором КР142ЕН8Б с выходным напряжением 12 В, само устройство и дополнительная схема звуковой сигнализации. Светодиод HL1 индицирует режим «включено». Тумблер S1 подает питание на схему. Корпус прибора должен быть влагонепроницаемым.

На торцевой стенке монтируется разъем РП10-11, который соединяет элементы схемы с питающим сетевым напряжением 220 В, проводами катушки L1 и устройством звукового сигнализатора.

Все постоянные резисторы — типа МЛТ-0,25. Оксидные конденсаторы С8, С9, сглаживающие пульсации напряжения, — типа К50-20. Конденсаторы C1—С7 — типа КМ-6. Реле К1, кроме указанного на схеме, может быть типа РЭС10 (исполнение РС4.524.314), РЭС15 (ХП4.591.

010) или аналогичное слаботочное на напряжение срабатывания 8—10 В. Диодный мост VD4—VD7 — любой маломощный из серий КЦ402, КЦ405. Вместо транзисторов серии КТ3102 можно применить приборы КТ315Б. Переменный резистор можно заменить на СП5-1ВБ.

Стабилизатор D1 устанавливать на радиатор не нужно, поскольку ток, потребляемый схемой, очень мал — 20 (50) мА ‘при выключенном (включенном) реле К1. HL1— любой светодиод.

Трансформатор Т1 — типа TПП277-127/220-50 (необходимо соединить перемычками обмотки 3—7 и 12—13) или любой другой с напряжением на вторичной обмотке 13—17 В.

При исправных деталях устройство начинает работать сразу -после сборки. Работу генератора проверяют на рабочем столе, подключая щуп осциллографа к коллектору транзистора VT2.

Регулировка прибора сводится к установке порога, при котором срывается генерация автогенератора посредством изменения величины сопротивления R3 («чувствительность»).

Делают это при той же температуре среды, при которой прибор будет осуществлять контроль влажности.

Для этого индуктивную катушку L1 помещают в сухую почву (например в глубокий цветочный горшок) на глубину 20—30 см, подают питание на схему прибора с подключенным устройством звуковой сигнализации, изменением сопротивления переменного резистора R3 добиваются включения реле К1 по срабатыванию сирены. Оптимальное положение движка R3 такое, когда устройство будет работать стабильно (реле К1 включаться) при серии из нескольких переключений тумблера SA1.

После установки порога чувствительности переходят ко второму этапу регулировки — увлажняют почву в месте зондирования катушки L1. Принудительное увлажнение сводится к выливанию на испытуемый участок земли 2—3 л воды. Через минуту звуковая индикация прибора должна прекратиться. Регулировка может иметь отличие от указанной методики в зависимости от состава почвы и ее температуры.

Кашкаров А. П. 500 схем для радиолюбителей. Электронные датчики.

Источник: http://nauchebe.net/2012/08/sxema-emkostnogo-datchika-vlazhnosti-pochvy/

Новый датчик влажности почвы Hunter Soil-Clik для систем автополива

Планируя купить систему автоматического полива для орошения своего участка, его владельцы задумываются о том, чтобы эта покупка не вызвала в дальнейшем разочарования и не повлекла за собой еще массу незапланированных расходов.

Рассматриваются различные варианты, способные максимально оптимизировать эксплуатацию всей полив системы и которые бы позволили достичь качественного орошения с наименьшим расходом воды и энергии.

Для достижения таких целей ведущая американская компания по производству автополивочного оборудования Hunter разработала новое и эффективное оборудование, позволяющее обеспечить качественный и экономичный полив растений – погодный датчик из серии Clik.

Теперь, наряду с эффективными датчиками дождя, ветра и мороза на рынке появилось инновационное оборудование, способное оценивать влажность почвы. Этот совершенно новый, надёжный и вместе с тем простой в эксплуатации датчик влажности почвы Soil-Clik гарантированно помогает достичь высокую производительность системы автополива благодаря существенной экономии водопотребления до 50%.

Датчик Soil-Clik включает в себя два компонента: сенсор (контактный датчик), устанавливающийся непосредственно в грунт, и сам модуль, который подключается в клеммное гнёздо контроллера и крепится рядом с ним или на расстоянии не более 2-х метров.

Датчик влажности почвы Soil-Clik в союзе с датчиком дождя и заморозков Solar Sync дают идеальное сочетание для использования их параметров в настройках оптимальных режимов орошения.

Благодаря этим погодным сенсорам появляется возможность регулировать продолжительность полива в зависимости от корректировок с датчиков, либо система вовсе отключается в случае дождя, заморозков или достижения необходимого увлажнения почвы.

Контроллеры Hunter X-Core, Pro-C, I-Core, ICC2 и ACC конструктивно совместимы с датчиком влажности почвы, сигнал от которого размыкает общий провод, идущий к электромагнитным клапанам. Всё это позволяет включать датчик Soil-Clik в любой, даже самый сложный проект автоматической системы полива.

Принцип функционирования датчика очень прост.

По сигналу, поступающему на пульт управления, система оценивает влажность почвы и предотвращает полив тогда, когда почва уже достаточно сырая или когда уровень влажности достиг выставленных в настройках значений предела, требуемых для безопасности корневой системы растений. Для этого на модуле Soil-Clik, который снабжен навигационными клавишами и ЖК-дисплеем, устанавливается требуемый уровень влажности почвы.

Полоски на дисплее обозначают параметры почвенной влаги в виде шкалы от 10 до 100. Самое высокое значение говорит о сухости почвы, из которой растениям с трудом удаётся извлекать влагу. Уровень стрелок указывает на параметр, при котором автополив отключится.

Специалисты советуют перед эксплуатацией для начала настроить средний уровень, руководствуясь прилагаемой таблицей или основываясь на личном опыте.

Понаблюдав за результатами некоторое время, потом уже можно отрегулировать значение, при котором система будет останавливать орошение.

В процессе эксплуатации, когда желаемый уровень влажности достигнет предельного значения, Soil-Clik прервет полив либо через входящий сигнал контроллера с датчика, либо разомкнув общий провод к участку полива, если модуль подключен напрямую к проводке э/м клапанов. Вместе с тем, датчик имеет функцию пропуска показаний, т.е. одним нажатием на соответствующую клавишу модуля можно при необходимости не учитывать параметры, которые должны бы были остановить полив участка.

Контактный датчик (сенсор) Soil-Clik, который регистрирует влажность почвы, необходимо устанавливать непосредственно в грунт с использованием прилагающегося в комплекте провода. Модуль способен считывать информацию с него в радиусе 300 метров от своего нахождения.

Зона для установки сенсора должна иметь наибольшее солнечное освещение и находиться в самой быстропросыхающей части орошаемой территории.

Для того, чтобы полив не прекращался раньше времени, сенсор рекомендуются устанавливать в зоне, полив которой будет осуществляться в последнюю очередь.

Датчик следует располагать в корневой зоне на глубине приблизительно 15 см. Это значение может немного меняться в зависимости от состояния дёрна. Если на участке имеются деревья и кустарники, то необходимо расположить сенсор несколько глубже, учитывая высоту корневой зоны.

Там, где саженцы только что высажены, датчик располагают на глубину половины корневого кома. Важно знать, что датчик нельзя устанавливать в горизонтальном положении, недопустимо отклонение от вертикального положения более чем на 45°.

Модуль имеет простой и удобный интерфейс, легко настраивается, а результаты измерений влажности можно увидеть практически сразу после его установки и настройки.

Как правильно установить контактный датчик в корневой зоне

Перед установкой требуется погрузить датчик в воду на две трети своею нижней частью, замочив его примерно на 30 минут. Нельзя опускать в воду верхний колпачок датчика – то место, где будут подключаться провода.
Используя трубу ПВХ с наружным диаметром 22 мм необходимо проделать вертикальное отверстие в земле на требуемую глубину.
Из родного грунта и воды требуется замесить жидкую грязь и залить ею проделанное отверстие
На дно отверстия следует поместить сенсорный датчик в вертикальном положении. Нельзя наклонять его более чем на 45°
Засыпать датчик родным грунтом и плотно его утрамбовать. Добиться того, чтобы почва находилась в полном контакте с сенсором
Дать время датчику в течение 2-3 дней на акклиматизацию и осуществить полив сначала обычным образом. Позже, выполнив (если требуется) корректировки в настройках, перейти к поливу на основе показаний датчика.

Читайте также: Курс arduino - логика

Датчик влажности почвы имеет высокую точность получаемых результатов и минимально подвержен действию солей, текстуры материала и изменению температуры. Материал, из которого выполнен сенсор, характеризуется высокой прочностью, что позволяет его использовать в различных типах почвы.

В нашей компании Поливтэк можно не только купить систему полива, но и в разделе услуги заказать проект системы автополива любой сложности и на базе оборудования любого из производителей: Hunter, Rain Bird, Irritrol или Toro. Специалисты в короткие сроки выполнят точные расчеты, которые помогут максимально точно рассчитать оптимальный расход и установить непосредственную норму потребления воды растениями на вашем участке.

Источник: https://polivtec.ru/blog/novinka-ot-hunter-innovatsionnyi-datchik-vlazhnosti-pochvy

Влагомер почвы PMS710 – измерит влажность грунта на глубине до 25 см за 1 минуту

Переносной влагомер почвы PMS710 с щуповым выносным датчиком – специализированный измеритель влажности для всех видов грунта, отличный инструмент для “полевых” исследований, как альтернатива длительному лабораторному анализу. Многофакторное исследование почвы включает в себя определение структуры (фракционного состава), пористости, плотности, исследование грунтов на содержание влаги, кислотность, цветность и еще как минимум десяток показателей.

Согласно с ГОСТ 28268-89 для измерения влажности почвы в лабораторных условиях необходим комплект лабораторного оборудования, и принадлежностей:

весы лабораторные с гирями;
сушильный лабораторный шкаф;
эксикатор;
щипцы тигельные, шпатель, стаканчики весовые;
вазелин, хлористый кальций.

Предварительные отобранные образцы почвы подсушиваются по времени от 3 до 8 часов с последующим взвешиванием. Определение влажности почвы термогравиметрическим методом как видим, требует оснащения и организации работы полноценной лаборатории с квалифицированным персоналом.

Плюс к этому необходимо решить логистические вопросы, связанные с транспортировкой образцов.

Все это влечет серьезные финансовые расходы, а самое главное – многочасовые затраты времени

Цифровой влагомер PMS710 сокращает процесс измерения в десятки раз, позволяя за кратчайшее время составить карту распределения влажности почвы по земельному участку.

Влагомер почвы PMS710 – замеры влажности грунта без отбора проб

PMS710 по конструктивным особенностям, методу измерения и типу датчика влажности относится к влагомерам сыпучих материалов, таких как песок, опилки, стружка, цемент.

Это связано со структурой почвы, представляющей собой совокупность элементов различной формы и размеров, связанных между собой и характеризующихся рядом параметров, среди которых плотность, водопроницаемость и влажность.

В зависимости от региона могут преобладать почвы известняковые, засоленные, песчаные, глинистые, супесчаные, черноземные.

На влажность грунтов также оказывает значительное влияние количество растворенных в почвенной влаге солей, что напрямую влияет на электропроводность.

Выносной щуповой датчик влажности

Влагомер для грунта оснащен выносным зондом длиной 280 мм и диаметром 6 мм, что позволяет одновременно решить 4 задачи:

Анализ влажности на глубине.
Самый верхний слой почвы в подавляющем большинстве случаев не отражает среднее значение влажности. За исключением пожалуй ситуации, когда прошел проливной дождь длительностью несколько часов или дней. Но тогда и влажность измерять не имеет смысла.

Почва полностью пропитана водой и при диапазоне 0-50 %, влагомер грунта и сыпучих материалов PMS710 покажет переполнение.

Если же покапал небольшой дождик, в течение короткого времени, то на глубине 2,3-5 см, почва будет сильно увлажнена, а буквально на несколько сантиметров глубже оставаться сухой.

Возможна и обратная картина. Когда после дождя или искусственного полива, светит солнце, высушивая верхний слой, то поверхность будет сухой, а немного глубже – влажной. Об этом хорошо знают дачники и труженики полей.

Когда копнешь лопатой или тяпкой, четкий раздел “влажно-сухо” сразу видно.

Эти моменты необходимо учитывать при измерении влажности почвенных слоев портативным влагомером или в процессе отбора образцов для лабораторного анализа.

Без проникновения сенсора на глубину, о точном значении влажности говорить не приходится.

Зонд достаточной длины позволяет без труда углубляться и получать показания с разных слоев.
Длинее, острее и тоньше.
Влагомер почвы PMS710 оснащен с одной стороны достаточно тонким датчиком с заостренным окончанием, с другой 6 мм – приемлемый минимальный диаметр, чтобы случайно не согнуть.
Кроме того, чем меньше диаметр, тем ниже сопротивление слоев грунта и тем легче погружаться.
Удобство выносного щупа.
В продаже представлены измерители влажности как со встроенным в корпус измерительного прибора датчиком, так и присоединяемым на гибком кабеле, по которому электрический аналоговый сигнал поступает непосредственно в сам влагомер грунта для оцифровки, преобразования в не электрическую величину – значение влажности и отображения на дисплее.

Цифровой влагомер PMS710 снабжен разъемом для подключения выносного зонда, что увеличивает гибкость и удобство наблюдения результатов

Вопрос в том, что при жесткой связи между щупом и измерительным блоком прибора, любой поворот или наклон корпуса приводит к тому, что цифры “уходят” из поля зрения. Это не удобно и может раздражать.

Если рассматривать влагомер древесины, то там с этим еще можно мириться, если конечно доски или готовые изделия из дерева не лежат прямо на полу, в мастерской.

С измерителем влажности почвы ситуация практически однозначная – придется наклоняться или приседать и всматриваться в дисплей на уровне земли. С подсоединяемым датчиком измерительные процедуры на порядок более удобные.

Одной рукой погружаем электрод, а в другой всегда держим влагомер – как раз случай поговорки “видно как на ладони”.
Меньше давление – больше срок службы.
В PMS710 разделены не только функции измерения влажности и наблюдения.
Усилия прилагаются не к самому измерительному прибору, а к рукоятке, в которую встроен щуп, а значит корпус устройства не подвергается силовому воздействию.

Технические особенности

Цифровой измеритель влажности содержит дисплей для отображения текущего/последнего (максимального) значения.

Влагомер для грунта и сыпучих материалов снабжен кнопкой ZERO для первоначального обнуления показаний. PMS710 оснащен функцией температурной коррекции, чтобы уменьшить погрешность за счет автоматического учета разницы температур.

Опция HOLD/MAX очень удобна для измерения влажности сыпучих материалов, к которым относится и почва, чтобы компенсировать :

неоднородность структуры грунта;
градации влажности в зависимости от глубины погружения.

Рекомендация

При включенной функции HOLD/MAX и погруженном щупе, подвигать его по оси, чтобы влагомер почвы “запомнил” самое максимальное значение.
Если же интересует максимум влажности на всем участке, можно пройтись по всем контрольным точкам поля, огорода.

Функция контроля диапазона

Влагомер позволяет задавать верхнюю и нижнюю границу, и если в ходе замеров, показатель влажности выйдет за пределы, загорается сигнальный светодиод.

Дисплей снабжен подсветкой с возможностью отключения.
Присутствует функция автоматического отключения питания.

Особенности измерения влажности грунтов на местности

Влагомеры почвы, а также многофункциональные щуповые анализаторы, измеряющие кислотность, содержание влаги и температуру, подвержены риску повреждения чувствительного элемента при ударе о камни на глубине.
В принципе не только камни, но и железные банки и прочий твердый мусор.

Вывод

Влагомер грунта измеряет очень быстро, поэтому торопиться не надо, медленно опуская сенсор на нужную глубину, поддерживая тактильную обратную связь.
Как только почувствуем, что внутри почвы что-то не дает дальше продвигаться, перемещаемся на 5-10 см или дальше в сторону.

Рекомендация

Для перестраховки, чтобы точно не повредить измерительный прибор, следует поступить по-другому. Взять металлический стержень, например сварочный электрод диаметром 3-4 мм, и погрузить его в предполагаемое место проникновения щупа.

Если свободно прошел, значит камней нет, “путь свободен” и в образовавшееся отверстие, спокойно опускаем зонд. Это метод решает еще одну задачу – облегчает проникновение измерителя влажности в предварительно подготовленное отверстие меньшего диаметра.

Стержень диаметром 5 и более мм использовать нельзя, поскольку щуп не будет плотно “сидеть” в грунте и влагомер будет показывать не достоверное значение.

В целом, плотное облегание всей цилиндрической поверхности щупа оказывает большое влияние на точность показаний прибора для измерения влажности почвы.

Старайтесь погружать сенсор на полную глубину, чтобы обеспечить паспортную точность.

Составление плана участка

Если 6 соток огорода идеально выровнены, отсутствуют впадины и деревья, создающие тень, достаточно сделать несколько замеров и убедиться, что значение влажности с большой долей вероятности будет одинаковое.

Если же присутствуют ямы, естественные впадины, на участке посажен фруктовый сад, то рельеф местности влияет на распределение влаги и в зависимости от площади земельного участка желательно составить карту местности или просто условно, в уме, наметить контрольные точки, куда будет погружаться PMS710. Подготовительная работа необходима, поскольку в низинах, влажность может быть выше, как и под тенью деревьев. Кроме полива и естественных природных осадков (дождя), в некоторых местах, влага в почву попадает из высоко стоящих подземных вод.Также почва является гигроскопичным материалом и впитывает влагу из окружающего воздуха.

Купить влагомер почвы PMS710 можно не только для садов, огородов, полей, но и для теплицы и парника.

15 Ноября 2017 1042

Источник: https://brom.ua/stati/vlagomery-gigrometry/vlagomer-pochvy-pms710-izmerit-vlazhnost-grunta-na-glubine-do-25-sm-za-1-minutu

Мониторинг влажности почвы в теплицах и на полях

2 клика

чтобы увидеть расход воды

Потребление воды наглядно, в личном кабинете. Информация обновляется в реальном времени — полный контроль над ситуацией.

До 40 км

радиус действия базовой станции

Наши станции на открытой местности принимают сигнал на расстоянии до 40 км. Идеально для агрохолдингов с большой площадью угодий.

Точный контроль расхода воды в реальном времени позволяет значительно снизить нецелевое использование ресурса при орошении полей.

Своевременный полив повышает урожай и препятствует нецелевому расходу воды.

Недорогой мониторинг влажности почвы с понятным интерфейсом, в котором разберется даже ребенок.

Контролируйте в реальном времени влажность почвы в теплицах / цехах. Сократите потери продукции до нуля.

Снизьте расход воды на контролируемых объектах. Собирайте данные о поливе всех участков на одном мониторе.

Получайте данные о влажности грунта в реальном времени. Ирригация автоматически включается при сухом грунте.

Получить демо-доступ на почту

Выгружайте отчеты в XLS в виде структурированного списка. Используйте выгрузки для анализа.

EXCEL

Из неё вы узнаете, как новые технологии LPWAN позволят улучшить контроль и сэкономить деньги.

XNB — энергоэффективный беспроводной протокол связи. XNB-устройства способны передавать информацию на десятки километров и при этом работать в течение нескольких лет на одной батарее.

До 10-40 км дальность связи

XNB — дальнобойный протокол. Сеть из нескольких станций покрывает квартал
или небольшой город.

До 10 лет автономной работы

XNB потребляет минимум энергии, устройства работают несколько лет от батареи АА-типа.

До 1 000 000 устройств на станцию

Ширина узкополосного канала XNB — 100 Гц. 5 000 одновременных сессий. До 1 000 000 устройств на станцию в сутки.

Особенность протокола XNB — высокая проникающая способность. Работает там, где не «ловит» GSM.

К датчику влажности подключается модем «СТРИЖ» через имеющийся цифровой интерфейс.

Модем, интегрированный с датчиком влажности грунта, устанавливается в контрольных точках полей или теплиц.

Данные с территории площадью в несколько десятков квадратных километров передаются через базовую станцию в личный кабинет клиента.

На основании полученных данных оператор принимает решение о необходимости полива той или иной территории.

Не имея возможности точно и регулярно измерять влажность почвы, фермеры применяют избыточный полив, когда значительная часть влаги уходит обратно глубоко в землю. Таким образом создается огромная излишняя циркуляция воды, зачастую приводящая к эрозии почвы и потребности вносить дополнительные удобрения.

Экологи оказывают огромное давление на фермеров, но у последних нет действенных способов сохранить высокие урожаи без смены сложившихся практик полива.

Потребность в мониторинге влажности почвы имеет насущную необходимость на фермерских хозяйствах, обеспечивающих полив культур с помощью искусственной ирригации. В зависимости от погодных условий, характеристик почвы, типа растений и фазы их роста требуется различная интенсивность полива.

Решение «СТРИЖ» может быть использовано как для сбора статистических данных о влажности почвы, так и для внедрения системы автоматического полива.

Проконсультирую по «умным» счетчикам, подберу систему учета ресурсов.

Чем ещё я смогу быть вам полезен:

сформирую коммерческое предложение;
рассчитаю цену за точку учета;
помогу сформировать смету;
сориентирую по доставке, установке и поддержке;
расскажу о наших новых предложениях;
отвечу на все возникшие вопросы.

Александр Козин
руководитель проектов

+7 (495) 374-86-80
sale@strij.tech

Источник: https://strij.tech/portfolio/resheniya/selskoe-hozyaistvo/kontrol-vlazhnosti-pochvyi-v-teplitsah-i-na-polyah

Измеритель кислотности, влажности, освещенности

Возможна курьерская доставка: в Москве, в Санкт-Петербурге, в Хабаровске

Описание определителя кислотности, влажности и освещенности почвы (3 в 1)

Измеритель почвы 3 в 1 – универсальный прибор, который предназначен для определения уровня кислотности, влажности и освещенности почвы.

Он позволяет создавать для Ваших любимых растений лучшие условия для роста, помогая корректировать показатели кислотности, влажности и освещенности.

Пользоваться тестером сможет любой – для работы не требуется батареек, в комплекте есть подробная инструкция.

Работа с прибором-измерителем кислотности, освещенности и влажности почвы

Измерение уровня освещенности почвы
- Перевести переключатель в положение LIGHT
- Вставьте щуп в почву около растения
- Направьте встроенную солнечную батарею в сторону источника света
- Не загораживайте солнечную батарею
Определение кислотности почвы(уровень ph)
- Перевести переключатель в положение PH
- Приготовить образец почвы для измерения, в нем не должно быть камней, травы, стекла и прочих материалов.
- Аккуратно очистить наконечник щупа (желательно использовать кусочек полировочной наждачной бумаги), а затем протереть бумажной салфеткой.
- Вставить металлический щуп в почву вертикально до уровня пластикового корпуса. Почву сначала нужно слегка увлажнить чистой водой.
- Прочитать показания стрелочного индикатора не ранее, чем через 60 секунд после его размещения в почве.
Измерение уровня влажности почвы
- Перевести переключатель в положение MOIST
- Вставить металлический наконечник щупа в почву
- Считать показания стрелочного индикатора (влажность почвы):
  - Красная зона (1-3) – сухая или чуть влажная почва. Подходит для таких растений как, кактусы;
  - Зеленая зона (3-8) – слегка влажная или влажная почва. Подходит для большинства комнатных растений: Бегония, Цикламен, Фикус, Молочай, Фикус, Фуксия, Филодендрон, Фиалка, Азалия, Адиантум, Герань и многие другие;
  - Синяя зона (8-10) – очень влажная почва. Не поливайте растение до тех пор, пока уровень влажности не снизится.

Таблица стандартных значений рН (уровня кислотности почвы) для некоторых овощей и фруктов

Растение	Диапазон рН	Оптимальный рН
Спаржа	6.0	6.2
Бобы	5.5	5.8–6.4
Свекла	6.0–6.8	6.2–6.6
Брокколи	6.0–6.8	6.2–6.6
Капуста	6.0–6.8	6.2–6.6
Морковь	5.5–6.8	5.8–6.4
Кукуруза	5.5–6.8	5.8–6.4
Огурцы	5.5–6.8	5.8–6.4
Цикорий	5.0–6.8	5.5–6.4
Горох	5.5–6.8	5.8–6.4
Картофель	5.0–6.8	5.5–6.4
Ревень	5.0–6.8	5.5–6.4
Клубника	5.0–6.8	5.5–6.4
Помидоры	5.5–6.8	5.8–6.4
Арбуз	5.0–6.8	5.5–6.4

А у меня pH нормально показывает ради интереса кислоты добавлял и показания меняются, просто нужно из почвы сделать кашицу сначала, а потом только опускать щупы прибора и ждать не меньше минуты! Техника в руках дикаря – кусок металла…Сергей21.12.2013 03:01
Совершенно не реагирует на кислотность почвы! Я не довольна.Нина

Источник: https://www.planetsad.ru/product/shchup-izmeritel-3-v-1

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:

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:

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.

const int analogInPin = A1; // сенсор const int analogOutPin = 9; // Вывод на светодиод int sensorValue = 0; // считанное значение с сенсора int outputValue = 0; // значение выдаваемое на ШИМ вывод со светодиодом void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { // считываем значение сенсора sensorValue = analogRead(analogInPin); // переводим диапазон возможных значений сесора (400-1023 – установлено экспериметально) // в диапазон ШИМ вывода 0-255 outputValue = map(sensorValue, 400, 1023, 0, 255); // включаем светодиод на заданную яркость analogWrite(analogOutPin, outputValue); // выводим наши цифры Serial.print(“sensor = ” ); Serial.print(sensorValue); Serial.print(“t output = “); Serial.println(outputValue); // задержка delay(2); }

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!

Источник: https://ongroup.ru/ustoychivyy_k_korrozii_datchik_vlazhnosti_pochvy_godnyy_dlya_dachnoy_avtomatiki.html

Датчик влажности почвы

Датчик влажности почвы Digital BLUMAT работает по тому же принципу, что и все капельные системы полива Блюмат – благодаря уникальному керамическому наконечнику, безошибочно определяющему влажность почвы, с той лишь разницей, что датчик влажности почвы Блюмат не управляет процессом полива растений (как Блюмат), а служит прибором, предназначенным для точного измерения уровня влажности или сухости прикорневой системы растений, и является идеальным помощником при создании оптимального режима полива ваших зелёных питомцев.

Достоинства Датчик влажности почвы Блюмат:

Датчик влажности почвы Blumat предназначен для всех видов почв, торфа и гранулированной земли.
Датчик влажности почвы Blumat Digital поможет вам успешно контролировать правильный полив всех видов растений : закрытого и открытого грунта – деревья, кустарники, цветы, овощи и фрукты, а так же комнатных и тепличных культур. Используйте его как в малых, так и в больших по объему контейнерах; оранжереях, зимних садах, а так же для того, чтобы более точно наладить систему капельного полива Блюмат.

Цена 2820 руб.

Как известно, потребность в воде у каждого растения своя. Это зависит от вида растения, его местонахождения, а так же от времени года. Если в летний период таким растениям как : гортензии, азалии, эвкалипт требуется достаточно высокая влажность почвы (80-150мбар), то для других растений, в этот же период, эти показатели будут совсем другими! Не говоря уже о зимнем периоде, когда растения уходят на зимовку. Поэтому, правильно подобранный режим полива – это залог прекрасного самочувствия любого растения при разных обстоятельствах. Но как показывает практика, мы часто поливаем растения наугад или же, при первых признаках увядания, тем самым заставляя наших питомцев испытывать стресс, который ослабляет их иммунную систему и неизбежно приводит к болезням.
Так как же правильно и наиболее точно определить уровень влажности почвы вокруг корней, ведь при сухой земле сверху, снизу может быть влаги предостаточно?

Успешное решение этой проблемы нашли австрийские учёные, которые разработали цифровой датчик влажности Блюмат Digital.
Датчик влажности почвы Blumat Digital возьмет полный контроль над поливом!

Видео Датчика влажности почвы

Создавайте зеленые сотки вместе с нами! Наверх

Источник: http://www.dachka-sad.ru/page/51.html