Senzor půdní vlhkosti

V prodeji často najdete zařízení, která jsou instalována na květináči a sledují úroveň vlhkosti půdy, v případě potřeby zapnou čerpadlo a zalévají rostlinu. Díky tomuto zařízení můžete klidně odjet na týden na dovolenou bez obav, že váš oblíbený fíkus uschne. Cena takových zařízení je však nepřiměřeně vysoká, protože jejich konstrukce je extrémně jednoduchá. Tak proč kupovat, když si to můžete vyrobit sami?

Systém

Navrhuji k sestavení schéma zapojení jednoduchého a osvědčeného čidla půdní vlhkosti, jehož schéma je uvedeno níže:

Do pupenu hrnce jsou spuštěny dvě kovové tyče, což lze provést například ohnutím kancelářské sponky. Je třeba je zapíchnout do země ve vzdálenosti asi 2-3 centimetrů od sebe. Když je půda suchá, nevede dobře elektrický proud, odpor mezi tyčemi je velmi vysoký. Když je půda mokrá, její elektrická vodivost se výrazně zvyšuje a odpor mezi tyčemi klesá, právě tento jev je základem činnosti obvodu.

Rezistor 10 kOhm a část zeminy mezi tyčemi tvoří dělič napětí, jehož výstup je připojen k invertujícímu vstupu operačního zesilovače. Tito.napětí na něm závisí pouze na tom, jak je půda vlhká. Pokud umístíte senzor do vlhké půdy, napětí na vstupu operačního zesilovače bude přibližně 2-3 volty. Jak půda vysychá, toto napětí se zvýší a dosáhne hodnoty 9-10 voltů, když je půda zcela suchá (konkrétní hodnoty napětí závisí na typu půdy). Napětí na neinvertujícím vstupu operačního zesilovače se nastavuje ručně proměnným rezistorem (10 kOhm ve schématu, jeho hodnotu lze měnit v rozmezí 10-100 kOhm) v rozsahu od 0 do 12 voltů. Pomocí tohoto proměnného odporu se nastaví práh odezvy snímače. Operační zesilovač v tomto zapojení funguje jako komparátor, tzn. porovnává napětí na invertujících a neinvertujících vstupech. Jakmile napětí z invertujícího vstupu překročí napětí z neinvertujícího vstupu, objeví se na výstupu operačního zesilovače mínus a rozsvítí se Světelná dioda a tranzistor se otevře. Tranzistor zase aktivuje relé, které ovládá vodní čerpadlo nebo elektrický ventil. Do květináče začne proudit voda, půda opět navlhne, zvýší se její elektrická vodivost a okruh vypne přívod vody.

Deska plošných spojů navržená pro tento článek je navržena pro použití duálního operačního zesilovače, například TL072, RC4558, NE5532 nebo jiných analogů, z nichž jedna polovina není použita. Tranzistor v obvodu se používá s nízkým nebo středním výkonem a strukturou PNP, lze použít například KT814. Jeho úkolem je zapínat a vypínat relé, místo relé můžete také použít tranzistorový spínač s efektem pole, jak jsem to udělal já. Napájecí napětí obvodu je 12 voltů.

Stáhněte si desku:

Sestava snímače půdní vlhkosti

Může se stát, že když půda vyschne, relé se nezapne jasně, ale nejprve začne rychle cvakat a teprve poté je nastaveno do otevřeného stavu. To naznačuje, že dráty z desky do květináče zachycují síťový šum, což má škodlivý vliv na činnost obvodu. V tomto případě by neškodilo vyměnit vodiče za stíněné a vedle kapacity 100 nF uvedené ve schématu umístit paralelně s oblastí půdy ještě elektrolytický kondenzátor o kapacitě 4,7 - 10 μF.

Práce schématu se mi moc líbila, doporučuji zopakovat. Foto zařízení, které jsem sestavil: