Bodenfeuchtigkeitssensor

Im Handel finden Sie häufig Geräte, die an einem Blumentopf installiert werden und den Feuchtigkeitsgehalt des Bodens überwachen, bei Bedarf die Pumpe einschalten und die Pflanze gießen. Dank dieses Geräts können Sie sicher eine Woche lang in den Urlaub fahren, ohne befürchten zu müssen, dass Ihr Lieblingsficus verdorrt. Allerdings ist der Preis solcher Geräte unverhältnismäßig hoch, da sie äußerst einfach aufgebaut sind. Warum also kaufen, wenn man es selbst herstellen kann?

Planen

Ich schlage zum Zusammenbau einen Schaltplan eines einfachen und bewährten Bodenfeuchtigkeitssensors vor, dessen Diagramm unten dargestellt ist:

Zwei Metallstäbe werden in die Knospe des Topfes abgesenkt, was beispielsweise durch Biegen einer Büroklammer erfolgen kann. Sie müssen in einem Abstand von etwa 2-3 Zentimetern voneinander in den Boden gesteckt werden. Wenn der Boden trocken ist, leitet er den Strom nicht gut; der Widerstand zwischen den Stäben ist sehr hoch. Wenn der Boden nass ist, erhöht sich seine elektrische Leitfähigkeit deutlich und der Widerstand zwischen den Stäben nimmt ab; dieses Phänomen liegt der Funktionsweise des Stromkreises zugrunde.

Ein 10-kOhm-Widerstand und ein Erdstück zwischen den Stäben bilden einen Spannungsteiler, dessen Ausgang mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist. Diese.Die Spannung hängt nur davon ab, wie feucht der Boden ist. Wenn Sie den Sensor in feuchtem Boden platzieren, beträgt die Spannung am Eingang des Operationsverstärkers etwa 2–3 Volt. Wenn der Boden austrocknet, erhöht sich diese Spannung und erreicht einen Wert von 9–10 Volt, wenn der Boden vollständig trocken ist (spezifische Spannungswerte hängen von der Bodenart ab). Die Spannung am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers wird manuell mit einem variablen Widerstand (10 kOhm im Diagramm, sein Wert kann innerhalb von 10-100 kOhm geändert werden) im Bereich von 0 bis 12 Volt eingestellt. Mit diesem variablen Widerstand wird die Ansprechschwelle des Sensors eingestellt. Der Operationsverstärker in dieser Schaltung arbeitet als Komparator, d. h. Es vergleicht die Spannungen am invertierenden und nichtinvertierenden Eingang. Sobald die Spannung am invertierenden Eingang die Spannung am nichtinvertierenden Eingang überschreitet, erscheint am Ausgang des Operationsverstärkers ein Minus-Stromversorgungssignal und leuchtet auf Leuchtdiode und der Transistor öffnet. Der Transistor wiederum aktiviert ein Relais, das die Wasserpumpe oder das Elektroventil steuert. Wasser beginnt in den Topf zu fließen, die Erde wird wieder feucht, ihre elektrische Leitfähigkeit erhöht sich und der Kreislauf schaltet die Wasserzufuhr ab.

Die für diesen Artikel vorgeschlagene Leiterplatte ist für die Verwendung eines doppelten Operationsverstärkers ausgelegt, zum Beispiel TL072, RC4558, NE5532 oder andere Analoga, eine Hälfte davon wird nicht verwendet. Der Transistor in der Schaltung wird mit niedriger oder mittlerer Leistung und PNP-Struktur verwendet; es kann beispielsweise KT814 verwendet werden. Seine Aufgabe besteht darin, das Relais ein- und auszuschalten; man kann statt eines Relais auch einen Feldeffekttransistorschalter verwenden, wie ich es getan habe. Die Versorgungsspannung der Schaltung beträgt 12 Volt.

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Baugruppe Bodenfeuchtesensor

Es kann vorkommen, dass das Relais beim Austrocknen des Bodens nicht deutlich einschaltet, sondern zunächst schnell zu klicken beginnt und erst danach in den geöffneten Zustand versetzt wird. Dies deutet darauf hin, dass die Drähte von der Platine zum Blumentopf Netzwerkrauschen aufnehmen, was sich nachteilig auf den Betrieb des Schaltkreises auswirkt. In diesem Fall würde es nicht schaden, die Drähte durch abgeschirmte zu ersetzen und zusätzlich zu der im Diagramm angegebenen Kapazität von 100 nF einen Elektrolytkondensator mit einer Kapazität von 4,7 - 10 μF parallel zum Bodenbereich zu platzieren.

Die Arbeit des Schemas hat mir sehr gut gefallen, ich empfehle, es zu wiederholen. Foto des von mir zusammengebauten Geräts: