snake1122a

Измерение влажности почвы

12 сообщений в этой теме

snake1122a    0

Требуется создание датчика влажности почвы. В отличие от найденных схем управления, включающих и выключающих поливальные установки или лампочки, хочу получить аналоговый сигнал пропорциональный или хотя бы зависимый от уровня влажности и считывать значение через вывод ардуино.
За основу взял вот эту схему которая базируется на принципе измерения сопротивления переменному току и пытаюсь ее доработать до требуемой задачи.
Опыта разработки аналоговых схем нет.
Вместо цифрового генератора предполагается генерировать сигнал цифровым выводом ардуино (удобно программно управлять временем измерения и если надо, частотой), транзистор должен преобразовывать уровень напряжения ближе к 12 В. Диод должен срезать одну полуволну выходного сигнала, конденсатор С5 преобразовать сигнал в постоянное напряжение, а стабилитрон предохранить аналоговый вход ардуино от возможного перенапряжения.

Как вариант интересно было бы попробовать просто считывать мгновенное значение напряжения, без сглаживания конденсатором С5, но не знаю, насколько это 
возможно
 

Schema01.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
oldmao    1 451

1) R4 и С3 лишние. При сухой земле на выходе будет максимальная амплитуда, а эти детали просто сузят динамический диапазон (разницу напряжения между сухой и сырой землёй).
2) Зачем 12 вольт, когда пяти достаточно? Более того - в идеале напряжение должно быть ниже порога поляризации электродов (для нержавейки примерно 1,4В). Для графитовых электродов пять вольт нормально, тем более если питать не постоянно, а импульсами, например 1 секунду раз в минуту.
3) Между С4 и D1 нужен резистор на общий провод, ориентировочно 47 кОм. Иначе С4 зарядится - и всё, измерение окончилось...
4) С5 нужен обязательно, иначе результат считывания АЦП будет случайным. Точнее, зависящим от кучи трудноучитываемых факторов. И считывать миллисекунд через 200 после подачи напряжения (герц так 400).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
snake1122a    0

Спасибо!

A  какой приблизительно емкости конденсатор можно посоветовать под С5? бОльшую часть остальных деталей можно взять из ссылаемой статьи. Хотя тоже не совсем правильно -- там 12 В. Хотя опять-же таки, делитель напряжения не сильно зависит от напряжения, с учетом того, что там стоит подстроечник?

В №4 идея была, как вариант, если процессор и его ацп достаточно быстрые по сравнению с частотой подаваемого сигнала, просто произвести чтение в тот момент, когда известно, что верхняя полуволна уже на полном максимуме. Ведь сигнал планируется генерировать тем же самым процессором. Когда подал единицу, подождал определенное время -- и считал. Можно поэкспериментировать изменением частоты, посмотреть сигнал на осциллографе, потом посчитывать процессором с разной задержкой. Возможно, это будет даже точнее, так как если конденсатор неправильно подобран, то он может или постепенно перезаряжаться или недозаряжаться? Или там всякие помехи будут сильно влиять?

Изменено пользователем snake1122a

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
oldmao    1 451

Лучше тупо выпрямить и усреднить, избавимся от помех и наводок. Например для 1 кГц С5 = 47 нФ.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
snake1122a    0

Спасибо!

Еще один интересный вопрос возник, в качестве усложнения. А реально ли, вместо подключения цепи напрямую к электроду, подключить ее через аналоговый коммутатор, к разным электродам в разных горшках? Тогда, к примеру, вместо 8 раздельных цепей, подключаемых к 8 аналоговым входам, можно использовать 1 цепь, один аналоговый вход и 4 цифровых для адресации/управления. Чисто теоретически вроде бы выглядит неплохо, да могут оказаться всякие практические ньюансы.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Hambaker    3 548

В каком-то старом номере журнала "Радио" была изящнейшая идея решения самостоятельного изготовления датчика влажности почвы.

Основа её-изменение зависимости диэлектрической проницаемости почвы от влажности.

Сам датчик представлял собой конденсатор из обычного телефонного 4-х жильного плоского провода,герметично изолированного с одной стороны.

Так вот собственная ёмкость этого провода зависела от влажности почвы,в которой он был закопан.

Обычный генератор с таким датчиком в  частотозадающей цепи для дуринки будет несомненно лучше в плане измерений.И коммутации.

Электропроводность у почв разная.У воды тоже. И коррозию электродов от прямого контакта с влажной почвой никто не отменял.

Ёмкостный датчик позволяет эти проблемы легко обойти.

Изменено пользователем Hambaker

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
snake1122a    0

Спасибо!

Насчет емкостного датчика хорошая идея. Схема есть, если хватит терпения и времени, хочу сделать обе и поэкспериментировать. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
snake1122a    0
On 7/28/2017 at 10:03 AM, oldmao said:

например через К561КП2.

А нельзя ли привести наиболее существенные параметры для такой роли? У меня есть возможность заполучить CD74HC4051, но вызывает сложности сравнение параметров.

Vdd(Max)(V)    6
Supply Range(Max)    10
Vdd(Min)(V)    2
Input/Ouput Voltage(Min)(V)    -6
 

Если я правильно понимаю, Vdd это диапазон напряжения питания, 5В вписывается, Supply я думал, что максимальное коммутируемое напряжение, но что тогда Input/Ouput Voltage ?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
oldmao    1 451

У CD74HC4051 возможно как однополярное питание 2...6 вольт, так и двуполярка +/-6 вольт. Логические уровни управления - как для 3-х или 5-вольтовой TTL логики (в зависимости от напряжения питания). То есть если использовать то же питание, что и у ардуинки, то проблем быть не должно.
 

1 час назад, snake1122a сказал:

что тогда Input/Ouput Voltage ?

Коммутируемое напряжение (с любого из входов на выход). Оно просто не должно вылезать за рамки напряжения питания, в данной схеме это выполняется.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
kotwlf    3

Как правильно сказал Hambaker электроды будут корродировать и показания очень быстро "поплывут". Не тратьте на это время, пробуйте сразу емкостной датчик.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ваша публикация должна быть проверена модератором

Гость
Вы не авторизованы. Если у вас есть аккаунт, пожалуйста, войдите.
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Восстановить форматирование

  Разрешено не более 75 смайлов.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

Загрузка...

  • Похожие публикации

    • Автор: Странный
      Есть горстка бумажно-масляных конденсаторов, ещё советских, МБГП-2. Стал проверять, обнаружил завышенные показания, для 4 мкФ дал 5 с фигом при допуске 10%. Не критично, но возник вопрос - с какого? Мерил LC100-A, в его точности есть сомнения,но как правило он наоборот занижает. Есть два варианта. Первый - так как данный измеритель работает по принципу включения кондея в контур с дальнейшим анализом сдвига частоты, можно предположить, что паразитная индуктивность повлияла на показания, частично скомпенсировав реактивное сопротивления кондея, всё-таки намотано там солидно. Второй вариант - изменения ёмкости из-за старения кондея.  Я знаю пор потерю ёмкости со временем, но возможно ли увеличение? Может изменение проницаемости масла при его подсыхании или ещё чего...
    • Автор: imol
      Добрый день. Сразу оговорюсь, что не имею профильного образования в электронике и, в частности, в оптике.
       
      Имеем некую измерительную систему, основанную на оптоволоконной паре. В системе присутствует фотодиодный компонент фирмы HoneyWell, выполненный в едином корпусе вместе с оптическим входом ST. Сигнал с него мы оцифровываем и обрабатываем по специальным алгоритмам.
      А теперь суть проблемы. Фотодиод имеет пиковую чувствительность в инфракрасном диапазоне. Возникла задача заменить фотодиод с пиком чувствительности в другом оптическом диапазоне (типа - https://www.chipdip.ru/product/bpw21r). Таким образом появилась проблема как-то спозиционировать его на один из оптических входов (ST или FC), которого, в отличие от предыдущего фотодиода HoneyWell, здесь нет. В связи с этим мы обращаемся с просьбой, помочь нам балбесам в этой области, решить эту задачу. Учитывая, что  форм-фактор найденного фотодиода очень распространен (в отличие от предыдущего решения HoneyWell), я предполагаю, что существует некое стандартное решение (компоненты: корпуса, разъемы, линзы, коллиматоры и т. п.) для организации вывода на фотоприемник оптоволоконного сигнала через какой-либо оптический коннектор (желательно FC или ST).
      Буду признателен за любое пояснение, ссылку.
       

    • Автор: green_whale
      Доброго времени суток.
      Собственно, сразу к делу. Необходимо измерить вч напряжение (частота порядка 20кГц, максимальная амплитуда 75мВ) с помощью микроконтроллера (скорее всего будет использоваться Arduino).
      Форма входного сигнала - пила (возрастает от минимального значения до максимального). Сигнал однополярный.
      Измерить нужно именно максимальное значение входящего сигнала. Измерение должно быть весьма точным (желательно, чтобы погрешность не превышала 1-2%).
      Есть пару идей :
      1. Сгладить сигнал, используя пиковый детектор (сможет ли сигнал такой частоты и формы зарядить конденсатор?).
      2. Использовать цап для генерации постепенно снижающегося напряжения и аналоговый компаратор.

      Надеюсь, кто-нибудь уже решал подобную проблему и сможет помочь советом или схемой.
    • Автор: Wyfinger
      Всем привет.
      Существуют ли готовые модули для измерения мгновенных значений тока и напряжения (ток до 100 А, напряжение до 250 вольт)?
      Т.е. измерять нужно с частотой 1000-5000 герц, точность 14-16 бит, связь по SPI лучше всего.
      Вообще нужно хотя-бы 4 канала по току и 4 по напряжению. Но лучше, чтобы можно было на одну шину ставить несколько модулей, расширяя количество каналов.
      Обрабатывать данные собираюсь на STM32F104 (хотя с ним никогда не работал) или Arduino Due, но это не важно.
      Понятно что можно взять АЦП и шунт или делитель напряжения, но хотелось бы готовый модуль и уже с оптической развязкой.
      Подскажите если кто сталкивался.
       
    • Автор: serg6953
      Какие лучше применить миниатюрные датчики, чтобы круглосуточно в реальном времени контролировать в воздухе примеси - окись углерода, двуокись углерода, окислы серы, сероводород, метан, бутан? Внутри помещения и снаружи, с формированием долговременных архивов и возможностью графической визуализации информации.