В помощь домашнему мастеруВ помощь домашнему мастеру

ЧТО ЗНАЕТЕ ХОРОШЕГО, ТОГО НЕ ЗАБЫВАЙТЕ, ЧЕГО НЕ ЗНАЕТЕ, ТОМУ УЧИТЕСЬ...

Поиск
Текст поиска*
Введите текст для поиска

Датчик влажности почвы

Описанные в литературе датчики влажности почвы, как правило, основаны на измерении сопротивления между контактами — щупами, помещаемыми в контролируемую среду (например, в почву). В предлагаемой схеме (рис. 1) управление нагрузкой осуществляется с помощью генератора частоты звукового диапазона, катушка которого (L1) зарывается в почву. Прибор реагирует на проводимость 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.

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 ч в сутки.
В этом случае устройство надежно работает, контролируя влажность почвы, скажем, в теплице с рассадой огурцов или томатов.

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.

В качестве нагрузки прибора можно 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 VT3 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 отверстие 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.

 

Датчик влажности почвы

Рис. 1. Датчик влажности почвы. Принципиальная схема


Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,25. Оксидные конденсаторы С8, С9, сглаживающие пульсации напряжения, типа К50-20. Конденсаторы С1-С7 типа КМ-6. Реле К1, кроме указанного на схеме, могут быть типа РЭС-10 (исполнение РС4.524.314), РЭС-15 (ХП4.591.010) или аналогичные слаботочные 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 Kl. HL1 — любой светодиод. Трансформатор Т1 типа ТПП277-127/220-50 (необходимо соединить перемычками обмотки 3-7 и 12-13 или любой промышленно изготовленный, с напряжением на вторичной обмотке 13-17 В.

При исправных деталях узел начинает работать сразу после сборки. Работу генератора проверяют на рабочем столе, подключая щуп осциллографа к коллектору транзистора VT2. Регулировка прибора сводится к установке порога срыва генерации автогенератора изменением 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.

На главную>>>