Senzor pôdnej vlhkosti
V predaji často nájdete zariadenia, ktoré sú inštalované na kvetináči a monitorujú úroveň vlhkosti pôdy, v prípade potreby zapínajú čerpadlo a zalievajú rastlinu. Vďaka tomuto zariadeniu môžete pokojne odísť na týždeň na dovolenku bez strachu, že váš obľúbený fikus zvädne. Cena takýchto zariadení je však neprimerane vysoká, pretože ich dizajn je mimoriadne jednoduchý. Tak prečo kupovať, ak si to môžete vyrobiť sami?
Schéma
Navrhujem na zostavenie schémy zapojenia jednoduchého a osvedčeného snímača pôdnej vlhkosti, ktorého schéma je uvedená nižšie:
Dve kovové tyče sú spustené do púčika hrnca, čo sa dá urobiť napríklad ohnutím kancelárskej sponky. Treba ich zapichnúť do zeme vo vzdialenosti asi 2-3 centimetre od seba. Keď je pôda suchá, nevedie dobre elektrický prúd, odpor medzi tyčami je veľmi vysoký. Keď je pôda vlhká, jej elektrická vodivosť sa výrazne zvyšuje a odpor medzi tyčami klesá; práve tento jav je základom činnosti obvodu.
Rezistor 10 kOhm a časť pôdy medzi tyčami tvoria napäťový delič, ktorého výstup je pripojený na invertujúci vstup operačného zosilňovača. Tie.napätie na ňom závisí len od toho, aká je pôda vlhká. Ak umiestnite snímač do vlhkej pôdy, napätie na vstupe operačného zosilňovača bude približne 2-3 volty. Keď pôda vysychá, toto napätie sa zvýši a dosiahne hodnotu 9-10 voltov, keď je pôda úplne suchá (konkrétne hodnoty napätia závisia od typu pôdy). Napätie na neinvertujúcom vstupe operačného zosilňovača sa nastavuje manuálne pomocou variabilného odporu (10 kOhm v diagrame, jeho hodnota sa dá meniť v rozsahu 10-100 kOhm) v rozsahu od 0 do 12 voltov. Pomocou tohto variabilného odporu sa nastaví prah odozvy snímača. Operačný zosilňovač v tomto obvode funguje ako komparátor, t.j. porovnáva napätia na invertujúcich a neinvertujúcich vstupoch. Akonáhle napätie z invertujúceho vstupu prekročí napätie z neinvertujúceho vstupu, na výstupe operačného zosilňovača sa objaví mínusový zdroj a rozsvieti sa Dióda vyžarujúca svetlo a tranzistor sa otvorí. Tranzistor zase aktivuje relé, ktoré ovláda vodné čerpadlo alebo elektrický ventil. Do črepníka začne tiecť voda, pôda opäť navlhne, zvýši sa jej elektrická vodivosť a okruh vypne prívod vody.
Doska plošných spojov navrhovaná pre tento článok je navrhnutá tak, aby používala duálny operačný zosilňovač, napríklad TL072, RC4558, NE5532 alebo iné analógy, z ktorých jedna polovica sa nepoužíva. Tranzistor v obvode sa používa s nízkym alebo stredným výkonom a štruktúrou PNP; možno použiť napríklad KT814. Jeho úlohou je zapnúť a vypnúť relé, namiesto relé môžete použiť aj tranzistorový spínač s efektom poľa, ako som to urobil ja. Napájacie napätie obvodu je 12 voltov.
Stiahnite si tabuľu:
Zostava snímača pôdnej vlhkosti
Môže sa stať, že keď pôda vyschne, relé sa nezapne jasne, ale najskôr začne rýchlo cvakať a až potom sa nastaví do otvoreného stavu. To naznačuje, že vodiče z dosky do kvetináča zachytávajú sieťový šum, čo má škodlivý vplyv na činnosť obvodu. V tomto prípade by nebolo na škodu vymeniť vodiče za tienené a paralelne s pôdou umiestniť elektrolytický kondenzátor s kapacitou 4,7 - 10 μF, okrem kapacity 100 nF uvedenej v schéme.
Práca schémy sa mi veľmi páčila, odporúčam ju zopakovať. Foto zariadenia, ktoré som zostavil:
