Jump to content
snake1122a

Измерение влажности почвы

Recommended Posts

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

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).

Share this post


Link to post
Share on other sites

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?

Edited by snake1122a

Share this post


Link to post
Share on other sites

Приглашаем на вебинар «Новинки и уникальные решения Molex. На что обратить внимание и почему»

15 апреля приглашаем на вебинар, который будет интересен разработчикам и инженерам-схемотехникам, интересующимся тенденциями рынка, новыми перспективными решениями для соединений «провод-провод», «провод-плата», «плата-плата». Для инженеров КИПиА и IT будут освещены уникальные решения Molex для «удлинения» интерфейсов HDMI, DisplayPort и USB даже в условиях сильного зашумления, а также семейство бесконтактных датчиков Contrinex. Помимо этого, будет уделено внимание дальнейшему развитию направления антенн, где Molex имеет ряд интересных и уникальных решений.

Подробнее

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Как снизить потери при включении силового ключа: простая схема управления скоростью нарастания

Снижение потерь на переключения в силовых электронных системах, например, в приводах, зачастую противоречит требованиям ЭМС и ограничивается таким параметром как скорость нарастания напряжения. Простой способ решения, предлагаемый Infineon – параллельное использование двух традиционных драйверов.

Читать статью

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.

Edited by Hambaker

Не можешь-научим! Не хочешь-не надо!P.S. А достанешь-заБАНят!

Решительный шаг вперёд-как правило результат хорошего пинка сзади.

Не тратьте силы, возьмите молоток побольше!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо!

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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 ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You are posting as a guest. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

  • Similar Content

    • By 1 111
      Здравствуйте форумчане! Проверьте пожалуйста данную принципиальную схему на ошибки

    • By Артем Тёмов
      Всех приветствую на данном форуме, ребята понимающие в данной области (что связанно с датчиками осевого вращения по  x y осям) прошу помочь разобраться что же в данном случаи более подходит и что конкретно? Вот изображение с вопросом . Нам нужно получать с датчика данные такие: на сколько градусов повернулась втулка, на скольки градусах остановилась, и всё это сохранялось в памяти для дальнейшей считки данных. 
    • By Михаил Непомнин
      Не компилируется программа  Ардуино, чтобы измерять напряжение и отправлять в ПК. Помогите , пожалуйста
    • By 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:

    • By 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.
×
×
  • Create New...