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    1 474

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    1 474

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    3 657

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    1 474

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    4

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: Михаил Непомнин
      Не компилируется программа  Ардуино, чтобы измерять напряжение и отправлять в ПК. Помогите , пожалуйста
    • Автор: Kirillius Labutin
      Добрый день.
      Небольшая предыстория: имеется инвертор 12DC -> 220AC с функцией подзарядки АКБ, который обеспечивает питанием оборудование для видеонаблюдения в небольшом магазинчике. Иными словами это некоторое подобие ИБП.
      Планирую сделать модуль для мониторинга инвертора, чтобы удалённо знать о пропадании электропитания и отслеживать степень разряда АКБ.
      Лезть внутрь инвертора не хочу, поэтому наличие внешнего питания я решил определять по силе и направлению тока в кабеле между инвертором и АКБ. Если есть внешнее питание - идёт зарядка и ток, допустим -1,5 Ампер, либо 0 когда АКБ заряжен. Если же внешнее питание пропадает, то инвертор нагружает АКБ и получаем ток +30-35А.
      Вопрос касается измерения такой силы тока, наиболее простым и логичным решением мне показалось использование измерительного шунта и усиление напряжения на нём с помощью операционного усилителя. В интернете нашёл такую схему:
       
      У меня совершенно нет никакого опыта работы с ОУ и я с трудом представляю как они работают. Если я правильно понял, то данная схема на выходе даст либо положительное, либо отрицательное напряжение.
      Поэтому, прошу подсказать каким образом я могу модифицировать данную схему и какие номиналы R и Rш использовать (теоретически максимально возможный ток в цепи 75А), чтобы на выходе получить постоянное напряжение в диапазоне 0-5 Вольт, при этом сам микроконтроллер и ОУ питаются от той же цепи, где производится измерение.
      P.S. Высокая точность не важна. Важно только знать ток разрядки АКБ.
      В общем виде схема примерно такая:

    • Автор: Александр Куксин
      Добрый день, друзья!
      Помогите разобраться... Купил 10 светодиодов прозрачных белого цвета. Проверяю дома на  RLC транзисторметром часть показывает нормально, а часть либо не показывает совсем либо показывает как конденсаторы. Проверяю на мультиметре - все нормально работают. Хотя на RLC транзисторметре они тоже мигнули, но на экране либо конденсатор либо не определено. Протестировал прибор - все работает.
    • 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.
       

  • Сообщения

    • Боюсь, что конкретно в этом - нельзя. У него вторичка закорочена разводным ключом. 
    • И только совковые усилки продают за бутылку @Nem0 Не хорошо в другой теме делать рекламу ! 
    • В стм тоже тактирование или в внутреннего генератора HSI или с внешнего кварца\генератора HSE, сокращение от хай спид интернал\экстернал Вот по системе тактирования https://hubstub.ru/stm32/140-stm32-taktirovanie.html  https://ergoz.ru/programmirovanie-stm32-chast-2-sistema-taktirovaniya-stm32/   Я разбираюсь пока что с STM32f030
    • Кхм, пожалуй стоит заменить на простое и понятное. Для исключения подобных ассоциаций.  Хотя имело в виду совершенно иное - терпимость к новым ошибкам кода пользователя. С ростом сложности промежуточного слоя абстракции - добраться до реальной ошибки становится всё сложнее и сложнее. Дополнительные слои абстракции - это всегда двери в одно направление, как правило их очень легко закрыть, и многократно сложнее открыть. Самый яркий пример это естественно хал. На нём очень легко писать код. Но если что-то сломалось - то проще написать заново, чем разобраться в причине поломки. Чуть более сложное в понимании -  внешние конструкторы настройки периферии и программного кода. Это то что не поддаётся логике и отладке в принципе (нет обратной связи). Это можно использовать или не использовать, и на этом опции заканчивается. Ну так вот, код в CooCox создаётся здесь и сейчас - буквально полностью помещаясь на экран. Там нет длинных ссылок с определениями  и макросами на ещё десятке разных файлов. Оно конечно удобно, когда в конфиге меняется одно значение, и проект полностью перестраивается. Но всё хорошо в меру. В данном случае мера - это один конфиг, а не десяток файлов со сложной взаимосвязью. Рейтинг построен именно по этой методике - количество телодвижений в поиске ошибки.
    • Благодарю, пока наверное самый дельный совет. Главное с чего начать уже есть ). 
    • Дык с avr я так и делаю) А тут меня больше всего смутила настройка тактирования) В авр все просто, внутренняя RC цепочка, внешняя, или кварц. А тут глянул в конфигуратор, и понял что ничего не понял. Мало того, что есть два варианта настройки одновременно, что то типа для высокой частоты одна настройка а для низкой другая, так еще есть какой то выбор Systick или TIMx... вот это пока для меня вообще загадкой осталось))