Датчик влажности почвы в системах автоматического полива. Самодельный датчик влажности почвы лучше китайского

Что представляет собой датчик влажности?

Датчик влажности является прибором, который состоит из двух проводов. Осуществляется их подключение к слабому источнику энергии. Если начинает увеличиваться влажность между электродами, происходит снижение сопротивления и снижение силы тока. Если воды становится мало, тогда вырастает сопротивление.

Стоит понимать, что электроды будут пребывать во влажных условиях. По этой причине опытные специалисты советуют включать прибор через ключ. Это снизит негативное влияние коррозии. В другой ситуации вся конструкция находится в выключенном состоянии. Ее включают, когда необходимо проверить влажность. Для этого достаточно нажать на кнопку. 

Зачем нужен данный прибор?

Установление датчиков влажности осуществляют в теплицах и в открытом грунте. С их помощью можно контролировать время полива, а человеку для этого ничего не придется делать, будет достаточно включить прибор. После этого он будет работать без перерывов. Но дачникам стоит следить за состоянием электродов, так как из-за коррозии они могут испортиться. И в тепличных условиях, и в открытом грунте такая система станет отличным помощником.

Такая система показывает результат достаточно точно, если сравнивать ее с другими подобными конструкциями. Нередко человек уже думает, что грунт сухой, хотя прибор покажет сотню единиц влаги. А после того, как почва была полита, эти показатели вырастают до 700 единиц.

Если такой датчик будут применять в открытом грунте, тогда рекомендуется, чтобы верхняя часть была достаточно герметичная. Это не даст искажать показатели. Для этого используется покрытие с помощью водонепроницаемой смолы.

Как работает датчик влажности почвы?

Работа датчика влажности почвы довольно проста.

Вилка в форме зонда с двумя открытыми проводниками действует как переменный резистор (потенциометр), сопротивление которого изменяется в зависимости от содержания воды в почве.

Это сопротивление обратно пропорционально влажности почвы:

• большее количество воды в почве означает лучшую проводимость и приводит к снижению сопротивления;
• меньшее количество воды в почве означает худшую проводимость и приводит к повышению сопротивления.

Датчик выдает выходное напряжение в соответствии с сопротивлением, измеряя которое мы можем определить уровень влажности.

Виды датчиков влажности почвы

1.Ёмкостные датчики относительной влажности;

2.Точки росы;

3.Резистивные;

4.Теплопроводящие абсолютной влажности.

Ёмкостные — востребованы из-за своей конфигурации, которая состоит из тонкоплёночного полимера. Благодаря такой основе ёмкостные датчики востребованы в промышленном оборудование.

Точки росы — модель измерителя, которая работает в минусовые температуры и имеет записывающие устройство, которое упрощает использование.

Резистивные — отличается взаимозаменяемостью что позволяет использовать резисторы для калибровки схемы усиления сигнала на фиксации уровня влажности.

Теплопроводящей датчики абсолютной влажности — преимущества работа в коррозийной среде.

Особенности применения

Выделяют разнообразное использование датчика влажности почвы. Зачастую их конструируют для систем автоматического полива. Датчики делают в горшках для цветков. Они полезны для растений, которые слишком чувствительны к уровню влаги в земле. В случае, если выращиваются суккуленты, тогда используются электроды немаленькой длины. В таком случае будет происходить реакция на перемену влажности у корневище.

Нередко такие датчики применяют, если выращивают фиалки или такие растения, которые имеют хрупкие корни. Если установить датчик, тогда можно знать, когда необходимо осуществлять полив. Такие приборы идеально подходят в том случае, если выращиваются растения в тепличных условиях. Также применяют аналогичный метод конструкции датчика, если необходимо контролировать влажность воздуха. Это особенное полезно для тех растений, которые систематически опрыскивают.

Хозяева на даче могут расслабиться, так как датчик за них решит, когда необходимо поливать растения. В такой способ можно узнать, насколько увлажнен грунт. Это защитит грядки от переизбытка влаги. Существуют и другие случаи, когда люди устанавливают датчики. Они могут помочь следить за увлажненностью грунта в подвале. Некоторые люди устанавливают его в области мойки.

Если начнет протекать труба, автоматическая конструкция моментально об этом расскажет.

В такой способ осуществится своевременный ремонт. Итак, датчик влажности грунта дает возможность за пару суток создать приборы в разнообразных участках и зонах дачной территории. Не обязательно бежать за профессиональной помощью, так как такую конструкцию просто сделать самостоятельно. Для этого достаточно соблюдать определенные правила и последовательность.

Как выбрать датчик влажности почвы

При покупке прибора следует подробно изучать следующие характеристики:

— Точность измерений;

— Из чего изготовлен корпус;

— Размер;

Данные факторы являются основными при выборе и зависят от места предполагаемого использования.

Кроме того, при выборе устройства следует изучать дополнительные функции, которые дают дополнительный комфорт при использовании и способны собирать информацию сразу о нескольких показателях состояние почвы садовых и комнатных растений. Также, можно отметить, что при выборе модели стоит выбирать датчик с электронным дисплеем который более комфортен для использования.

Какие модели датчиков измерения влажности почвы востребованы

Наиболее покупаемой моделью является измеритель влажности МГ-44.

Из преимуществ можно отметить:

— Корпус выполненный из прочного пластика;

— 99 режимов работы;

— Простую и удобную систему работы;

— Измеритель произведён в соотношение цены качества. Простой дизайн модели позволяет быстро разобраться с функциями прибора и опробовать его в действии. Кроме того, стоит отметить, что максимальная погрешность устройства составляет всего 1 %.

Далее по популярности следует отметить Weihuameter TK100.

Данный измеритель почвы подходит как для профессионального, так и для хозяйственного использования к преимуществам модели можно отнести корпус из качественных пластиковых масс, малую погрешность измерения которая составляет 0,5 % и функции, которые являются нужным дополнением при использование в профессиональных теплицах и садовых комплексах.

ANTAST AMF038 — датчик влажности почвы, который используется в минусовых и плюсовых температурах. Прочный и качественный прибор, который показывает отличные результаты и погрешность в 0,5 %.

Что необходимо для изготовления датчика своими руками?

Для того, чтобы сделать датчик самостоятельно, необходимо обзавестись такими инструментами:

1. Двумя электродами. При этом их диаметр должен быть около 3-4 мм.
2. Основанием, которое было изготовлено из текстолита или такого материла, которому не страшна коррозия.
3. Гайками и шайбами.
4. Также будут необходимы и другие вспомогательные инструменты.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Сбор датчика происходит в такой последовательности:

1. Изначально осуществляется прикрепление электродов к основанию. Главное, чтобы оно было защищено от коррозии.
2. После этого на конце электродов вырезается резьба. С обратной стороны они заостряются, чтобы легче было погрузить их в землю.
3. В основании из текстолита делаются отверстия. Далее осуществляется вкручивание электродов в них. Чтобы они закрепились, используются гайки и шайбы.

Необходимо подобрать нужные провода, которые подойдут к шайбам. После этого осуществляется изолирование электродов. Они углубляются в землю на 5-10 сантиметров. Это зависит от того, какая емкость применяется, какие размеры грядки. Чтобы датчик работал, необходима сила тока 35 мА и напряжение, которое составляет 5В. Это зависит от уровня влаги.

В конечном итоге подключается датчик. Для этого используется 3 провода, которые присоединяют к микропроцессору. Специальный контролер предоставит возможность осуществить сочетание прибора с зуммером. После этого подается сигнал, если слишком уменьшается влажность грунта. В некоторых датчиках вместо сигнала меняется свет. 

Распиновка датчика влажности почвы

Датчик влажности почвы очень прост в использовании и содержит только 4 вывода для связи с внешним миром.

Рисунок 5 – Распиновка датчика влажности почвы

AO (аналоговый выход) выдает аналоговый сигнал с напряжением в диапазоне между напряжением питания и 0 В и будет подключен к одному из аналоговых входов нашей платы Arduino.

Вывод DO (цифровой выход) выдает цифровой выходной сигнал со схемы встроенного компаратора. Вы можете подключить его к любому цифровому выводу на Arduino или напрямую к 5-вольтовому реле или подобному устройству.

Вывод VCC подает питание на датчик. Рекомендуется питать датчик напряжением от 3,3 до 5 В. Обратите внимание, что сигнал на аналоговом выходе будет зависеть от того, какое напряжение питания подается на датчик.

Примеры

Выведем показания с датчика в порт. Он подключен в аналоговый пин 0, поэтому читаем как analogRead(0):

void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { Serial.println(analogRead(0)); delay(100); }

Открываем порт и наблюдаем показания.

Прежде чем делать автоматический полив, нужно знать диапазон показаний датчика, изучив значения из монитора порта. У меня получилось так:

Сделаем простую условную конструкцию, которая будет включать бортовой светодиод на плате, если земля слишком сухая:

// порог срабатывания #define DRY_SIGNAL 230 void setup() { // пин светодиода как выход pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); } void loop() { // если земля сухая – включаем светодиод if (analogRead(0) > DRY_SIGNAL) { digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); } else { digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); } delay(500); }

Преимущества датчиков влажности

Прибор имеет ряд положительных сторон и создает благоприятную среду для комнатных и садовых растений. Кроме того, датчик позволяет создавать автоматическую систему полива, которая будет следить за уровнем влаги, что позволит оставлять растения на время отпуска или командировки и не переживать за их полив.

Из достоинств датчиков измерения почвы отмечают:

— Удобство (упрощенная формула автоматического полива освободит время);

— Точность (прибор сам определяет нужный уровень влаги);

— Цена (начинается от 400 рублей);

— Подходить для комнатных, садовых и аграрных культур).

Недостатки автоматических систем полива

Почва неоднородна и отличается по своему составу, поэтому один датчик влажности может показывать разные данные на соседних участках. Кроме того, некоторые участки затемняются деревьями и более влажные, чем те, которые расположены на солнечных местах. Также значительное влияние оказывает приближенность грунтовых вод, их уровень по отношению к горизонту.

Используя автополив для цветов, следует учитывать ландшафт местности. Участок можно разбить на сектора. В каждом секторе установить один или более датчиков влажности и рассчитать для каждого собственный алгоритм работы. Это значительно усложнит систему и вряд ли удастся обойтись без контроллера, но впоследствии почти полностью избавит вас от траты времени на нелепое стояние со шлангом в руках под знойным солнцем. Почва будет наполняться влагой без вашего участия.

Построение эффективной системы автоматизированного полива не может основываться только на показаниях датчиков влажности почвы. Непременно следует дополнительно использовать температурные и световые сенсоры, учитывать физиологическую потребность в воде растений разных видов. Необходимо также учитывать сезонные изменения. Многие компании производящие комплексы автоматизации полива предлагают гибкое программное обеспечение для разных регионов, площадей и выращиваемых сельскохозяйственных культур.

Приобретая систему с датчиком влажности, не поддавайтесь на глупые маркетинговые слоганы: наши электроды покрыты золотом. Даже если это так, то вы лишь обогатите почву благородным металлом в процессе электролиза пластин и кошельки не очень честных бизнесменов.