Czujnik wilgotności gleby

Często można znaleźć w sprzedaży urządzenia, które instaluje się na doniczce i monitoruje poziom wilgotności gleby, w razie potrzeby włączając pompę i podlewając roślinę. Dzięki temu urządzeniu możesz bezpiecznie wyjechać na tydzień na wakacje bez obawy, że Twój ulubiony figowiec uschnie. Jednak cena takich urządzeń jest nieproporcjonalnie wysoka, ponieważ ich konstrukcja jest niezwykle prosta. Po co więc kupować, skoro można zrobić to samemu?

Schemat

Proponuję do montażu schemat prostego i sprawdzonego czujnika wilgotności gleby, którego schemat pokazano poniżej:

Do pączka doniczki wpuszcza się dwa metalowe pręty, co można zrobić na przykład zaginając spinacz do papieru. Należy je wbić w ziemię w odległości około 2-3 centymetrów od siebie. Gdy gleba jest sucha, nie przewodzi dobrze prądu, opór między prętami jest bardzo duży. Kiedy gleba jest wilgotna, jej przewodność elektryczna znacznie wzrasta, a rezystancja między prętami maleje i to właśnie zjawisko leży u podstaw działania obwodu.

Rezystor 10 kOhm i odcinek gleby pomiędzy prętami tworzą dzielnik napięcia, którego wyjście jest podłączone do wejścia odwracającego wzmacniacza operacyjnego. Te.napięcie na nim zależy tylko od tego, jak wilgotna jest gleba. Jeśli umieścisz czujnik w wilgotnej glebie, napięcie na wejściu wzmacniacza operacyjnego będzie wynosić około 2-3 wolty. W miarę wysychania gleby napięcie to wzrośnie i osiągnie wartość 9-10 woltów, gdy gleba jest całkowicie sucha (konkretne wartości napięcia zależą od rodzaju gleby). Napięcie na nieodwracającym wejściu wzmacniacza operacyjnego ustawia się ręcznie za pomocą rezystora zmiennego (10 kOhm na schemacie, jego wartość można zmieniać w zakresie 10-100 kOhm) w zakresie od 0 do 12 woltów. Za pomocą tego rezystora zmiennego ustawiany jest próg reakcji czujnika. Wzmacniacz operacyjny w tym obwodzie pełni funkcję komparatora, tj. porównuje napięcia na wejściach odwracającym i nieodwracającym. Gdy tylko napięcie na wejściu odwracającym przekroczy napięcie na wejściu nieodwracającym, na wyjściu wzmacniacza operacyjnego pojawi się minus zasilania i zaświeci się Dioda LED i tranzystor się otworzy. Tranzystor z kolei aktywuje przekaźnik sterujący pompą wody lub zaworem elektrycznym. Woda zacznie napływać do doniczki, gleba ponownie stanie się wilgotna, jej przewodność elektryczna wzrośnie, a obwód wyłączy dopływ wody.

Płytka drukowana zaproponowana w tym artykule jest zaprojektowana do wykorzystania podwójnego wzmacniacza operacyjnego, na przykład TL072, RC4558, NE5532 lub innych analogów, z których połowa nie jest używana. Tranzystor w obwodzie jest używany o małej lub średniej mocy i strukturze PNP, można zastosować na przykład KT814. Jego zadaniem jest włączanie i wyłączanie przekaźnika, można też zamiast przekaźnika zastosować włącznik z tranzystorem polowym, tak jak ja to zrobiłem. Napięcie zasilania obwodu wynosi 12 woltów.

Pobierz tablicę:

Zespół czujnika wilgotności gleby

Może się zdarzyć, że gdy gleba wyschnie, przekaźnik nie włącza się wyraźnie, ale najpierw zaczyna szybko klikać, a dopiero potem ustawia się w stanie otwartym. Sugeruje to, że przewody łączące płytkę z doniczką wychwytują szum sieciowy, co ma szkodliwy wpływ na działanie obwodu. W takim przypadku nie zaszkodzi wymienić przewody na ekranowane i umieścić kondensator elektrolityczny o pojemności 4,7 - 10 μF równolegle do powierzchni gleby, oprócz pojemności 100 nF wskazanej na schemacie.

Bardzo podobała mi się praca schematu, polecam go powtórzyć. Zdjęcie urządzenia, które złożyłem: