Стабильный датчик влажности почвы своими руками

Сделай сам своими руками О бюджетном решении технических, и не только, задач.

Самодельный, стабильный датчик влажности почвы для автоматической поливальной установки

Эта статья возникла в связи с постройкой автоматической поливальной машины для ухода за комнатными растениями. Думаю, что и сама поливальная машина может представлять интерес для самодельщика, но сейчас речь пойдёт о датчике влажности почвы. https://oldoctober.com/

Самые интересные ролики на Youtube

Пролог.
Электрическая схема порогового датчика влажности почвы.
Как это работает?
Конструкция электродов.

Пролог.

Конечно, прежде чем изобретать велосипед, я пробежался по Интернету.

Датчики влажности промышленного производства оказались слишком дороги, да и мне так и не удалось найти подробного описания хотя бы одного такого датчика. Мода на торговлю «котами в мешках», пришедшая к нам с Запада, уже похоже стала нормой.

Описания самодельных любительских датчиков в сети хотя и присутствуют, но все они работают по принципу измерения сопротивления почвы постоянному току. А первые же эксперименты показали полную несостоятельность подобных разработок.

Собственно, это меня не очень удивило, так как я до сих пор помню, как в детстве пытался измерять сопротивление почвы и обнаружил в ней. электрический ток. То есть стрелка микроамперметра фиксировала ток, протекающий между двумя электродами, воткнутыми в землю.

Эксперименты, на которые пришлось потратить целую неделю, показали, что сопротивление почвы может довольно быстро меняться, причём оно может периодически увеличиваться, а затем уменьшаться, и период этих колебаний может быть от нескольких часов до десятков секунд. Кроме этого, в разных цветочных горшках, сопротивление почвы меняется по-разному. Как потом выяснилось, жена подбирает для каждого растения индивидуальный состав почвы.

Вначале я и вовсе отказался от измерения сопротивления почвы и даже начал сооружать индукционный датчик, так как нашёл в сети промышленный датчик влажности, про который было написано, что он индукционный. Я собирался сравнивать частоту опорного генератора с частотой другого генератора, катушка которого одета на горшок с растением. Но, когда начал макетировать устройство, вдруг вспомнил, как однажды попал под «шаговое напряжение». Это и натолкнуло меня на очередной эксперимент.

И действительно, во всех, найденных в сети самодельных конструкциях, предлагалось замерять сопротивление почвы постоянному току. А что, если попытаться измерить сопротивление переменному току? Ведь по идее, тогда вазон не должен превращаться в “аккумулятор”.

Собрал простейшую схему и сразу проверил на разных почвах. Результат обнадёжил. Никаких подозрительных поползновений в сторону увеличения или уменьшения сопротивления не обнаружилось даже в течение нескольких суток. Впоследствии, данное предположение удалось подтвердить на действующей поливальной машине, работа которой была основана на подобном принципе.

Электрическая схема порогового датчика влажности почвы.

В результате изысканий появилась эта схема на одной единственной микросхеме. Подойдёт любая из перечисленных микросхем: К176ЛЕ5, К561ЛЕ5 или CD4001A. У нас эти микросхемы продают всего по 6 центов.

Датчик влажности почвы представляет собой пороговое устройство, реагирующее на изменение сопротивления переменному току (коротким импульсам).

На элементах DD1.1 и DD1.2 собран задающий генератор, вырабатывающий импульсы с интервалом около 10 секунд. https://oldoctober.com/

Конденсаторы C2 и C4 разделительные. Они не пропускают в измерительную цепь постоянный ток, которые генерирует почва.

Резистором R3 устанавливается порог срабатывания, а резистор R8 обеспечивает гистерезис усилителя. Подстроечным резистором R5 устанавливается начальное смещение на входе DD1.3.

Конденсатор C3 – помехозащищающий, а резистор R4 определяет максимальное входное сопротивление измерительной цепи. Оба эти элемента снижают чувствительность датчика, но их отсутствие может привести к ложным срабатываниям.

Не стоит также выбирать напряжение питания микросхемы ниже 12 Вольт, так как это снижает реальную чувствительность прибора из-за уменьшения соотношения сигнал/помеха.

Я не знаю, может ли длительное воздействие электрических импульсов оказать вредное воздействие на растения. Данная схема была использована только на стадии разработки поливальной машины.

В реальной конструкции автомата для полива растений я использовал другую схему, которая генерирует всего один короткий измерительный импульс в сутки, приуроченный ко времени полива растений.

Как это работает?

Прямоугольные импульсы большой длительности (поз.1), проходя через делитель напряжения, образованного элементами C2, R2, R3, Rпочвы, R4, C3, превращаются в короткие импульсы (поз.2). Эти импульсы через конденсатор С4 поступают на вход элемента DD1.3. Туда же, через резистор R6, поступает некоторый уровень постоянного напряжения (поз.3) с делителя напряжения R5.

Когда общий уровень напряжения на входе DD1.3 (поз.4) достигает порога срабатывания компаратора (отмечено красной точкой), запускается одновибратор на DD1.3, DD1.4. Длительность управляющего импульса на выходе DD1.4 определяется постоянной времени R7, C5.

Конструкция электродов.

Конструкция электродов должна обеспечить возможность измерения влажности почвы возле корней растения. Это особенно актуально для кактусов, полив которых осуществляется мизерным количеством воды.

Для изготовления электродов я сначала выбрал стальную углеродистую проволоку, но она слишком быстро заржавела, и её пришлось заменить на нержавеющею.

Для уменьшения уровня внешних электромагнитных помех, электроды соединяются со схемой экранированным кабелем, оплётка которого подключена к корпусу прибора.

А это детали, из которых были собраны электроды.

Винт М3х8.
Гровер М3.
Шайба М3.
Лепесток М3.
Втулка – сталь, Ø8х10мм.
Винт М3х6.
Пластина – стеклотекстолит S = 2мм.
Электрод – нерж. сталь Ø1,6х300мм.

Наверное, можно было бы выбрать и другой способ крепления электродов. Но, я выбрал такое крепление, чтобы можно было оперативно регулировать глубину погружения тридцатисантиметровых электродов в почву, а кабель, при этом, не создавал слишком большую нагрузку при погружении электродов в неглубокий горшок.

Датчик влажности почвы (резистивный): инструкция по использованию и примеры

Используйте резистивный сенсор влажности почвы для создания систем автоматического полива растений. Датчик подойдёт для ухода за комнатными цветками и флоре на огороде. Не дайте своим растениям засохнуть!

Принцип работы

Датчик для измерения влажности почвы выполнен в виде вилки с двумя электродами, которыми погружается в грунт на расстояние до 40 мм. При подключении питания на электродах создаёться напряжение. Если почва сухая, её сопротивление велико и через датчик между электродами течёт слабый ток. Если земля влажная — её сопротивление становится меньше, а ток датчика между электродами соответственно увеличивается. По итоговому аналоговому сигналу можно судить о степени увлажнения почвы.

Максимальное напряжение на выходе S не превышает 75% от напряжения питания модуля V , т.е. сигнальный диапазон датчика равен:

На показания датчика также влияют следующие факторы:

Электроды датчика покрыты золотом, чтобы предотвратить пассивную коррозию, когда он выключен. Избавиться от электролитической коррозии, вызванной протекающим током, невозможно, поэтому сенсор резистивного типа рекомендуется запитывать через силовой ключ. То есть, включать его только на время измерений, чтобы максимально продлить ресурс. В плане эксплуатации это доставляет неудобство, поэтому рекомендуем обратить внимания на ёмкостный датчик влажности почвы, который в силу своего исполнения неподвержен корозии.

Пример работы для Arduino и XOD

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим платформу из серии Arduino, например Arduino Uno.

Схема устройства

Подключите датчик влажности почвы к аналоговому пину A0 платформы Arduino. Для коммуникации понадобятся соединительные провода «мама-папа».

Для быстрой сборки и отладки устройства возьмите плату расширения Troyka Shield, которая одевается сверху на Arduino Uno методом бутерброда. Для коммуникации используйте трёхпроводной шлейф «мама-мама», который идёт в комплекте с датчиком.

Код для Arduino IDE

Прошейте платформу Arduino скетчем приведённым ниже.

После загрузки скетча, в Serial-порт будут выводиться текущие показания сенсора в 10-битном диапазоне.

Патч для XOD

После загрузки прошивки, в отладочной ноде watch будут выводиться текущие показания сенсора в диапазоне от 0 до 0,75:

Пример для Espruino

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим платформы из серии Espruino, например Iskra JS.

Схема устройства

Подключите датчик влажности почвы к аналоговому пину A0 платформы Iskra JS. Для коммуникации понадобятся соединительные провода «мама-папа».

Для быстрой сборки и отладки устройства возьмите плату расширения Troyka Shield, которая одевается сверху на Iskra JS методом бутерброда. Для коммуникации используйте трёхпроводной шлейф «мама-мама», который идёт в комплекте с датчиком.

Исходный код

Прошейте платформу Iskra JS скриптом приведённым ниже.

После загрузки скрипта, в консоль будут выводиться текущие показания сенсора в диапазоне от 0 до 75%.

Пример для Raspberry Pi

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим одноплатные компьютеры Raspberry Pi, например Raspberry Pi 4.

Схема устройства

К сожалению в компьютере Raspberry Pi нет встроеенного аналого-цифрового преобразователя. Используйте плату расширения Troyka Cap, которое добавит малине аналоговые пины.

Подключите датчик влажности почвы к Raspberry Pi через плату расширения Troyka Cap к 3 пину. Для коммуникации используйте трёхпроводной шлейф «мама-мама», который идёт в комплекте с датчиком.

Программная настройка

Исходный код

Запустите скрипт на малине приведённым ниже.

После загрузки скрипта, в консоль малины будут выводиться текущие показания сенсора в диапазоне от 0 до 75%.

Элементы платы

Измерительные электроды

Датчик построен на основе транзисторного усилителя тока. Для измерения влажности почвы на датчике расположены два электрода, которые для проведения измерений необходимо воткнуть в почву. Электроды подключены в цепь между коллектором (точка SP) и базой (точка SN) встроенного транзистора на плате MMBT2222ALT1G.

При изменении влажности почвы, меняется сопротивление между базой и коллектором, к которому подключен положительный полюс источника питания. Соответственно меняется и протекающий ток от коллектора через эмиттер на землю. В результате изменяется и выходное аналоговое напряжение сенсора (точка OUT). Подробности найдёте на принципиальной схеме датчика.

Troyka-контакты

Датчик подключается к управляющей электронике через три провода.

Датчик влажности почвы своими руками: сборка устройства и сфера использования

Датчик влажности почвы

Автор: Игорь Тюгай aka UL7AAjr
Опубликовано 18.06.2013
Создано при помощи КотоРед.

Целью данной разработки являлось создание датчика влажности почвы для использования в автоматических поливных системах. Основными условиями при разработке являлись следующие критерии:

Дешевизна
Надежность
Легкость повторения
Простая настройка
Наглядная индикация.

В итоге получилась следующая схема.

Датчик питается от 5..12В и имеет один дискретный выход. Выход содержит высокий потенциал (“1”) если влажность почвы упала ниже заданной и низкий потенциал (“0”), если влажность почвы выше заданной. Датчик обладает некоторой инерцией и свойством гистерезиса для исключения случайных переключений в момент, когда влажность почвы очень близка к заданной.

Для индикации состояния датчик использует сдвоенный красно-зеленый светодиод изменяющий цвет свечения. Зеленый – влажность выше заданной. Красный – влажность ниже заданной. В процессе просыхания почвы цвет светодиода будет плавно изменятся с зеленого на желтый и при достижении заданного порога произойдет переключение на красный.

В качестве сенсора используются два электрода углубленные в почву на глубину замера. Можно использовать велосипедные спицы изолированные на глубину замера термообсадной трубкой.

Принцип работы схемы следующий. На элементе U1A собран генератор прямоугольных импульсов с частотой

1Кгц. Через подстроечный резистор R2 импульсы поступают на вход U1B, причем амплитуда импульсов будет зависеть от влажности почвы, которая будет шунтировать передаваемый сигнал через конденсатор C2. Кроме того, поступающие импульсы будут иметь уже не прямоугольную, а скорее пилообразную форму из-за сглаживания конденсатором C2. В результате на выходе U1C получатся прямоугольные импульсы со скважностью, зависящей от влажности почвы. Эти импульсы преобразуются в постоянное напряжение (D1, C3) которое поступает на вход U1D. При этом конденсатор C3 определяет инерционность схемы и обеспечивает защиту от помех, а благодаря гистерезисным свойствам входов U1, обеспечивается небольшой диапазон между переключениями выходного сигнала. Транзистор Q3 является инвертирующим и согласующим звеном с исполнительной схемой.

Правильно собранный датчик в настройках не нуждается. В случае использования другой микросхемы, вероятна необходимость изменения номиналов R1 C1 для получения частоты генерации

Читайте также: Грибы Тольятти

Регулировка уровня порогового значения влажности производится при подключенных контактах сенсора, погруженных в политую почву с необходимой влажностью. Подстроечный резистор R2 следует установить в положение, когда горит зеленая часть светодиода, а красная часть начинает слегка светиться.

Конструктивно датчик выполнен на односторонней печатной плате размером 32 x 36 мм, и может быть размещен в стандартной телефонной розетке с двумя выходами.

Печатная плата и схема размещения.

*** Печатная плата изображена как “вид сверху” (вид сквозь текстолит). Если используется ЛУТ, то просто распечатать и катать, зеркалить не надо. Отверстия под диод, потенциометр и светодиод d0.8 мм, остальные d0.5мм.

*** При монтаже возникнут неудобства с размещением электролитического конденсатора C3, изначально, использовался керамический конденсатор, который не обеспечивал необходимой инерционности. Конденсатор C3 следует впаивать в последнюю очередь.

Из своего опыта эксплуатации могу сказать следующее. Датчик следует питать стабильным напряжением. Я использовал один стабилизатор 7805 на 4 датчика. Датчик достаточно чувствительный, т.е. диапазон изменения влажности от заданной, при котором производится переключение датчика, составляет

10% (а может еще меньше). По этой причине датчик будет “хотеть” поливать часто, но по чуть-чуть. Я подключил датчики к контроллеру и делаю паузу после каждого полива на 20 мин, чтобы дать влаге впитаться и заодно остудить насос. Недостатком датчика является ощутимый разброс диапазона гистерезиса у разных датчиков, что обусловлено различными характеристиками элементов.

Датчик влажности почвы своими руками в домашних условиях

Решением проблемы станет автоматическая система, позволяющая добиться того, чтобы грунт на вашем участке сохранял требуемую степень влажности на протяжении всего вашего отсутствия. Главной составляющей частью любого автополива является датчик влажности почвы.

Понятие датчика влажности

Датчик влажности ещё имеет другие названия. Его называют влагомером или сенсором влажности.

Как видно на фото датчиков влажности почвы, такое устройство представляет собой прибор, состоящий из двух проводов, подключённых к слабому источнику электроэнергии.

При росте влажности между электродами сила тока и сопротивление снижаются и наоборот, если воды в грунте становится недостаточно, данные показатели увеличиваются. Устройство включается простым нажатием кнопки.

Следует учитывать, что электроды будут находиться во влажной почве. Поэтому включение прибора рекомендуется осуществлять через ключ. Такой приём уменьшит отрицательное воздействие коррозии.

Как это работает?

Вернуться наверх к меню.

Зачем необходим данный прибор

Влагомеры устанавливают не только на открытом грунте, но и в теплицах. Контроль времени полива – вот для чего используют датчики влажности почвы. Вам не понадобиться ничего делать, лишь включить устройство. После оно будет работать без вашего участия.

Однако огородникам и садоводам следует отслеживать состояние электродов, поскольку они могут подвергнуться коррозионному разрушению и в результате выйти из строя.

Виды датчиков влажности почвы

Рассмотрим, какие бывают датчики влажности почвы. Их принято делить на:

Емкостные. Их конструкция схожа с воздушным конденсатором. В основе работы лежит изменение диэлектрических свойств воздуха в зависимости от его влажности, которое вызывает увеличение или снижение ёмкости.

Резистивные. Принцип их действия заключается в изменении сопротивления гигроскопического материала в зависимости от того, сколько влаги в нём содержится.

Психометрические. Принцип работы и схема устройства таких датчиков будут посложнее. В основе лежит физическое свойство потери тепла при испарении. Прибор состоит из сухого и влажного детектора. По разнице температур между ними и судят о количестве водяных паров в воздухе.

Аспирационные. Данный вид во многом схож с предыдущим, отличие составляет вентилятор, который служит для нагнетания воздушной смеси. Аспирационные приборы определения влажности используют в местах со слабым или прерывистым движением воздуха.

Какой датчик влажности выбрать зависит от каждого конкретного случая. На выбор прибора влияют и особенности установленной у вас системы автоматического полива и ваши финансовые возможности.

Схемы

Найдено: 4,459 Вывод: 1-10

Схемы Питание Texas Instruments LM5116

Rajkumar Sharma electronics-lab.com В статье мы рассмотрим конструкцию модуля, представляющего собой мощный неизолированный понижающий DC-DC преобразователь с выходным напряжением 5 В и выходным током до 7 А (Рисунок 1). Основные отличительные …

50V to 5V/7A Synchronous Buck (Step-down) Converter

Rajkumar Sharma electronics-lab.com This module is a non-isolated 7 A DC-DC converter. The module can convert any DC voltage between 7 V to 50 V to a 5 V DC with load current up to 7 A (Figure 1). The project has been designed around LM5116 Wide …

Миллиомметр с ЖК-индикатором на Arduino своими руками

Схемы Arduino ·

У каждого радиолюбителя, инженера, разработчика есть различного рода измерительные приборы. Это могут быть как сложные многофункциональные приборы промышленного изготовления, так и простые вольтметры, амперметры, измерители емкости аккумуляторов, …

Arduino based Milliohm Meter with LCD display

Emmanuel Odunlade electronics-lab.com One of the best things about being a maker is the ability to make your own tools. We have covered the development of several electronics tools in past, from voltmeters to battery testers. For today’s …

Генератор с независимой регулировкой ширины и частоты импульсов

Схемы Генераторы Texas Instruments LM555

Журнал РАДИОЛОЦМАН, январь 2020 Davinder Oberoi EDN Автоколебательный мультивибратор является популярным источником прямоугольных импульсов, полезным для многих приложений, таких как схемы синхронизации и звуковые извещатели. Один из наиболее …

Generator has independent pulse width, frequency

Davinder Oberoi EDN A common circuit in electronics is the square-wave, astable multivibrator (one-shot), which is useful for various purposes, such as timing circuits and audible alarms. The most common way to generate the desired square wave is …

Монитор токового шунта в положительном полюсе нагрузки уменьшает ошибку

Схемы Измерения ·

Питание Analog Devices AD8603

Журнал РАДИОЛОЦМАН, январь 2020 Marián Štofka EDN Схема на Рисунке 1 является альтернативой монитору токового шунта, описанному в предыдущей статье [ 1 ]. В той схеме использовалась микросхема AD8212 компании Analog Devices с внешним …

High-side current-shunt monitor offers reduced error

Marián Štofka EDN The circuit in Figure 1 is an alternative to a high-side current monitor in a recent Design Idea (Reference 1). That monitor uses the Analog Devices AD8212 and an external high-voltage bipolar PNP transistor. The …

Схемы Интерфейсы Broadcom HCPL-181

Журнал РАДИОЛОЦМАН, январь 2020 Михаил Шустов, г. Томск Предложены варианты схем реализации оптоэлектронных реверсивных каналов передачи цифровой и аналоговой информации Реверсивные каналы передачи данных позволяют производить передачу аналоговой …

Схема простого FSK модулятора

Схемы Цифровые ON Semiconductor NL27WZ14

Журнал РАДИОЛОЦМАН, январь 2020 Shyam Tiwari EDN При необходимости создания компактной телеметрической системы возникает проблема разработки небольшого легкого устройства с минимальным числом компонентов. Сопряжение с последовательными данными из …

Circuit makes simple FSK modulator

by Shyam Tiwari EDN The need for a compact telemetry system poses a challenge for designing a small, light, low-component-count system. Interfacing serial data from the microprocessor is also difficult because most low-cost RF transmitters do not …

Делаем высокочувствительный детектор электромагнитного поля

Схемы Arduino ·

Измерения
·
Начинающим
·
Применение микроконтроллеров

Mirko Pavleski Arduino.cc Простой в сборке, но высокочувствительный, детектор электромагнитного поля на Arduino Это простое устройство способно обнаруживать даже очень слабые электромагнитные поля. Относительная напряженность поля отображается в …

DIY Ultra Sensitive EMF Detector

Mirko Pavleski Arduino.cc A simple to build, but very sensitive electromagnetic field detector. This is a simple device capable of detecting very weak electromagnetic fields (Figure 1). The relative field intensity is displayed on the LCD display …

Монитор токового шунта компенсирует ошибки

Схемы Аналоговая схемотехника ·

Измерения Analog Devices AD8212

Журнал РАДИОЛОЦМАН, январь 2020 Chau Tran и Paul Mullins, Analog Devices EDN Иногда бывает необходимо измерить токи нагрузки до 5 А при наличии синфазного напряжения, достигающего 500 В. Для этого можно воспользоваться высоковольтным монитором …

Current monitor compensates for errors

Chau Tran and Paul Mullins, Analog Devices EDN You sometimes need to measure load currents as large as 5 A in the presence of a common-mode voltage as high as 500 V. To do so, you can use Analog Devices’ AD8212 high-voltage current-shunt …

Силовой модуль 20 А/40 В для управления бесколлекторными электродвигателями

Схемы Силовая электроника ON Semiconductor STK984-090A

Rajkumar Sharma Electronics-lab.com Проект, рассмотренный в статье, выполнен на микросхеме STK984-090A компании ON Semiconductor, которая представляет собой интегральный инвертор с номинальным током 20 А и напряжением питания до 40 В (Рисунок 1). …

20A/40V Integrated Power Module for DC Brushless Motors (BLDC)

Rajkumar Sharma Electronics-lab.com This project is based on STK984-090A from ON Semiconductor which is a fully-integrated inverter with current rating 20 A and supply voltage 40 V DC (Figure 1). It has been designed to drive the Brushless DC …

Делаем пульсоксиметр и фотоплетизмограф на микроконтроллере ATtiny85

Схемы Arduino ·

Измерения
·
Медицина
·
Применение микроконтроллеров ATtiny85 SSD1306 MAX30102

Jeff Magee create.arduino.cc Примечание: прибор не предназначен для использования в медицинских целях. Устройство позволяет измерять частоту пульса, уровень кислорода в крови и динамический график сердечного ритма фотоплетизмограмму. …

ATtiny85 Pulse Oximeter and Photoplethysmograph

Jeff Magee It is emphasised that this should not be used for medical purposes. Displays your pulse rate, blood oxygen level and a moving graph of each heart beat, the photoplethysmogram (PPG). About this project This project implemented on an …

Датчик влажности почвы: принцип работы и сборка своими руками

Датчик влажности

Датчики влажности также называют иногда влагомерами или сенсорами влажности. Почти все предлагаемые на рынке влагомеры почвы измеряют влажность резистивным способом. Это не совсем точный метод, потому что он не учитывает электролизные свойства измеряемого объекта. Показания прибора могут быть разными при одной и той же влажности грунта, но с разной кислотностью или содержанием солей. Но огородникам-экспериментаторам не столь важны абсолютные показания приборов, как относительные, которые можно настроить для исполнительного устройства подачи воды в определенных условиях.

Суть резистивного метода заключается в том, что прибор измеряет сопротивление между двумя проводниками, помещенными в грунт на расстоянии 2-3 см друг от друга. Это обычный омметр, который входит в любой цифровой или аналоговый тестер. Раньше такие инструменты называли авометрами.

Также существуют приборы со встроенным или выносным индикатором для оперативного контроля над состоянием почвы.

Легко сделать замер разницы проводимости электрического тока перед поливом и после полива на примере горшка с домашним растением алоэ. Показания до полива 101.0 кОм.

Показания после полива через 5 минут 12.65 кОм.

Но обычный тестер лишь покажет сопротивление участка почвы между электродами, но не сможет помочь в автополиве.

Подключение датчика к системе, калибровка

Здесь надо уже вам написать, как все это подключить к OWS. Основные мысли: Читаем показатели с DS2706. В данной реализации они всегда будут отрицательными в диапазоне от -2,56 вольт до 0. То есть для преобразования в проценты используем выражение dblMoisture = ((dblMoisure — MOIS_OFFSET) * MOIS_COEFF)/(-2.56)*100 Две константы используем при калибровке. Рекомендуется калибровка: 1. Снимаем гипсовый датчик. Это эмулирует состояние «0%-сухо». Снимаем показания вольт, преобразуем в проценты и присваиваем константе MOIS_OFFSET 2. Замыкаем вывода на датчик перемычкой. Это эмулирует состояние «100%-влажно». Делим 2,56 на полученное значение (по модулю) и записываем в константу MOIS_COEFF.

Принцип действия автоматики

В системах автополива обычно действует правило «поливай или не поливай». Как правило, никто не нуждается в регулировании силы напора воды. Это связано с использованием дорогостоящих управляемых клапанов и других, ненужных, технологически сложных, устройств.

Почти все предлагаемые на рынке датчики влажности, помимо двух электродов, имеют в своей конструкции компаратор. Это простейший аналого-цифровой прибор, который преобразует входящий сигнал в цифровую форму. То есть при установленном уровне влажности вы получите на его выходе единицу или ноль (0 или 5 вольт). Этот сигнал и станет исходным для последующего исполнительного устройства.

Для автополива наиболее рациональным будет использование в качестве исполнительного устройства электромагнитного клапана. Он включается в разрыв трубы и может также использоваться в системах микро-капельного орошения. Включается подачей напряжения 12 В.

Для простых систем, работающих по принципу « датчик сработал — вода пошла», достаточно использование компаратора LM393. Микросхема представляет собой сдвоенный операционный усилитель с возможностью получения на выходе командного сигнала при регулируемом уровне входного. Чип имеет дополнительный аналоговый выход, который можно подключить к программируемому контроллеру или тестеру. Приблизительный советский аналог сдвоенного компаратора LM393 — микросхема 521СА3.

На рисунке представлено готовое реле влажности вместе с датчиком в китайском исполнении всего за 1$.

Ниже представлен усиленный вариант, с выходным током 10А при переменном напряжении до 250 В, за 3-4$.

Паяем электронику

Измерить сопротивление в гипсовом блоке на самом деле не так просто, как кажется. Если подать постоянный ток на электроды в соленой воде, то как известно начнется химическая реакция. Тоже происходит в гипсовом датчике и он через некоторое время начинает показывать неправильные результаты. Поэтому нужен переменный ток. Схема ниже представляет собой преобразователь частоты в вольты где частота зависит от уровня влажности. U1 – простой осциллятор. Сопротивление гипсового датчика определяет частоту осциллятора. Больше влаги в датчике – меньше сопротивление. Меньшее сопротивление позволяет С4 заряжаться быстрее повышая частоту. И наоборот. Чем меньше влаги в датчике, тем больше сопротивление и частота меньше. Гипсовый датчик защищен от любого постоянного тока конденсаторами С5 и С6. Для преобразования частоты в вольтаж, который может быть измерен в сети 1-wire измеряется ток осциллятора. Как и во многих CMOS ток пропорционален «активности» в цепи, которая в данном случае выражается в частоте. Большая частота – больший ток. Ток преобразуется в вольтаж через резистор R2. U2 – это микросхема мониторинга заряда батареи DS2760. В нашем случае он используется только как АЦП. Перепады вольтажа измеряются через резистор R2 и преобразовываются в микросхеме в значения, которые можно прочитать по сети 1-wire. Данная схема не работает на паразитном питании, и на нее нужно подавать отдельно от 7V до 18V.

Системы автоматизации полива

Если вас интересует полноценная систем автополива, то необходимо задуматься о приобретении программируемого контроллера. Если участок небольшой, то достаточно установить 3-4 датчика влажности для разных типов полива. Например, сад нуждается в меньшем поливе, малина любит влагу, а для бахчи достаточно воды из почвы, за исключением чрезмерно засушливых периодов.

На основании собственных наблюдений и измерений датчиков влажности можно приблизительно рассчитать экономичность и эффективность подачи воды на участках. Процессоры позволяют вносить сезонные корректировки, могут использовать показания измерителей влажности, учитывают выпадение осадков, время года.

Некоторые датчики влажности почвы оснащены интерфейсом RJ-45 для подключения к сети. Прошивка процессора позволяет настроить систему так, что она будет оповещать о необходимости полива через социальные сети или SMS-сообщением. Это удобно в тех случаях, когда невозможно подключить автоматизированную систему полива, например, для комнатных растений.

Для системы автоматизации полива удобно использовать контроллеры с аналоговыми и контактными входами, которые соединяют все датчики и передают их показания по единой шине к компьютеру, планшету или мобильному телефону. Управление исполнительными приборами происходит через WEB-интерфейс. Наиболее распространены универсальные контроллеры:

MegaD-328;
Arduino;
Hunter;
Toro.

Это гибкие устройства, позволяющие точно настроить систему автополива и доверить ей полный контроль над садом и огородом.

Простая схема автоматизации полива

Простейшая система автоматизации полива состоит из датчика влажности и управляющего устройства. Можно изготовить датчик влажности почвы своими руками. Понадобится два гвоздя, резистор с сопротивлением 10 кОм и источник питания с выходным напряжением 5 В. Подойдет от мобильного телефона.

В качестве прибора, который выдаст команду к поливу можно использовать микросхему LM393. Можно приобрести готовый узел или собрать его самостоятельно, тогда понадобятся:

резисторы 10 кОм – 2 шт;
резисторы 1 кОм – 2 шт;
резисторы 2 кОм – 3 шт;
переменный резистор 51-100 кОм – 1 шт;
светодиоды – 2 шт;
диод любой, не мощный – 1 шт;
транзистор, любой средней мощности PNP (например, КТ3107Г) – 1 шт;
конденсаторы 0.1 мк – 2 шт;
микросхема LM393 – 1 шт;
реле с порогом срабатывания 4 В;
монтажная плата.

Схема для сборки представлена ниже.

После сборки подключите модуль к блоку питания и датчику уровня влажности почвы. На выход компаратора LM393 подсоедините тестер. С помощью построечного резистора установите порог срабатывания. Со временем нужно будет его откорректировать, возможно, не один раз.

Принципиальная схема и распиновка компаратора LM393 представлена ниже.

Простейшая автоматизация готова. Достаточно подключить к замыкающим клеммам исполнительное устройство, например, электромагнитный клапан, включающий и отключающий подачу воды.

Как это работает?

Вернуться наверх к меню.

Исполнительные устройства автоматизации полива

Основным исполнительным устройством автоматизации полива является электронный клапан с регулировкой потока воды и без. Вторые дешевле, проще в обслуживании и управлении.

Хорошо зарекомендовали себя клапаны производства американской компании Hunter. Для разных целей используются клапаны c проходным диаметром 1, 1.5, и 2 дюйма с наружной или внутренней резьбой.

Существует множество управляемых кранов и других производителей.

Если на вашем участке случаются проблемы с подачей воды, приобретайте электромагнитные клапаны с датчиком потока. Это предотвратит выгорание соленоида при падении давления воды или прекращении водоснабжения.

Недостатки автоматических систем полива

Почва неоднородна и отличается по своему составу, поэтому один датчик влажности может показывать разные данные на соседних участках. Кроме того, некоторые участки затемняются деревьями и более влажные, чем те, которые расположены на солнечных местах. Также значительное влияние оказывает приближенность грунтовых вод, их уровень по отношению к горизонту.

Используя автоматизированную систему полива, следует учитывать ландшафт местности. Участок можно разбить на сектора. В каждом секторе установить один или более датчиков влажности и рассчитать для каждого собственный алгоритм работы. Это значительно усложнит систему и вряд ли удастся обойтись без контроллера, но впоследствии почти полностью избавит вас от траты времени на нелепое стояние со шлангом в руках под знойным солнцем. Почва будет наполняться влагой без вашего участия.

Построение эффективной системы автоматизированного полива не может основываться только на показаниях датчиков влажности почвы. Непременно следует дополнительно использовать температурные и световые сенсоры, учитывать физиологическую потребность в воде растений разных видов. Необходимо также учитывать сезонные изменения. Многие компании производящие комплексы автоматизации полива предлагают гибкое программное обеспечение для разных регионов, площадей и выращиваемых сельскохозяйственных культур.

Приобретая систему с датчиком влажности, не поддавайтесь на глупые маркетинговые слоганы: наши электроды покрыты золотом. Даже если это так, то вы лишь обогатите почву благородным металлом в процессе электролиза пластин и кошельки не очень честных бизнесменов.

Даная ветвистая (Danae racemosa)

Син.: даная кистевидная, иглица ветвистая, александрийский лавр.

Даная ветвистая – многолетний вечнозелёный полукустарник с уплощёнными листовидными стеблями (филлокладиями) и ярко-оранжевыми плодами. Реликтовое растение с давних пор применяется в народной медицине и используется для изготовления венков. В России данаю можно увидеть на побережье Чёрного моря и в ботанических садах.

Применение
Классификация
Ботаническое описание
Распространение
Заготовка сырья
Химический состав
Фармакологические свойства
Применение в народной медицине
Историческая справка

В медицине

Даная ветвистая не используется в официальной медицине России.

Противопоказания и побочные действия

Поскольку даная ветвистая малоизученное растение, любые лечебные средства на его основе не рекомендованы к употреблению. Применение категорически противопоказано детям, беременным и кормящим женщинам.

В растениеводстве

Это красивое растение известно с древнейших времён, оно существует уже несколько тысяч лет, а культивировать его начали ещё с XVIII века. Сейчас данаю ветвистую выращивают в Крыму, на Кавказе, в ботанических садах Санкт-Петербурга, Ялты, Тбилиси и Сухуми, а также как горшечное растение на частных территориях. Особенно красив кустарник осенью, когда среди плотных блестящих «листьев» появляются крупные красные или оранжевые плоды, которые иногда сохраняются до весны.
Наиболее подходящее для данаи ветвистой место – участок у воды. Однако выращивание кустарника в саду возможно только в южных регионах, при температуре меньше -5°C растение может погибнуть. В более северных районах данаю разводят в холодных оранжереях или сажают в контейнеры и горшки, а на зиму переносят в помещение. Растение не любит яркий свет, во избежание выгорания филлокадий следует держать его в полутени. Подкармливать минеральными удобрениями и умеренно поливать данаю нужно только в период активного роста, в остальном она менее притязательна. Кустарник можно размножать как семенами, так и делением корневищ. Однако в первом случае результат не всегда оправдывает ожидания, а первых всходов придётся ждать 1-2 года.

В других областях

С древних времён красивый кустарник использовали для изготовления букетов, гирлянд и венков. Некоторые исследователи даже считают, что именно из данаи ветвистой, а не из лавра плели те самые венки, которыми во времена Античности награждали лучших ораторов, спортсменов и поэтов. Учитывая, что данаю часто называют александрийским венком, а её стебли гибкие и вечнозелёные, это вполне вероятно. Однако доказательств этой теории не существует, итальянское название александрийского венка, lauro alessandrino, применяется и к другим похожим растениям с зелёными листьями и красными ягодами.

Классификация

Даная ветвистая (лат. Danae racemosa) – единственный представитель рода Даная (лат. Danae) подсемейства Нолиновые (лат. Nolinoídeae), семейства Спаржевые (лат. Asparagaceae).

Ботаническое описание

Даная ветвистая – вечнозелёный кустарник высотой 0,5 – 1 м с коротким ползучим корневищем и отходящими от него толстыми шнуровидными придаточными корнями. Многочисленные прямостоячие стебли со временем изгибаются, образуя округлую крону. Листья данаи ветвистой практически редуцированы, они находятся под землёй или на верхней части растения, представляя собой небольшие белые, быстро опадающие чешуйки. Функцию листьев выполняют уплощённые побеги, филлокладии. По форме они продолговатые, ланцетовидные, заострённые, в длину достигают 5-9 см, а в ширину 1-2 см. Цвет блестящий, ярко-зелёный. В пазухах верхних филлокладий образуются редкие кисти из 6-9 мелких белых сростнолепестных цветков. Цветки растения сначала двуполые, а затем становятся однополыми, причём женские цветки отличаются от мужских меньшим количеством и укороченной кистью. Цветоножки данаи ветвистой немного короче самих цветков, околоцветник мясистый, кувшинчатый, с шестью небольшими зубчиками равной длины. Андроцей состоит из 6 сросшихся тычинок с 2-гнёздными пыльниками по бокам. Гинецей из 3 плодолистиков, образующих 3-гнёздную или 1-гнёздную сидячую завязь с неполными перегородками. В каждом гнезде содержится 2 семязачатка. Плод растения – крупная шаровидная красная ягода с 1-2 семенами. Даная ветвистая цветёт в мае-июле, а плодоносит в октябре.

Распространение

Зона естественного произрастания данаи ветвистой – Южная Турция, Северный Иран, Северо-Восточная Сирия, Юго-Восточное Закавказье, Западная Азия и Греция. Чаще всего она встречается в лесах, горах и на скалистых берегах рек. В России даная культивируется в декоративных целях, её разводят в нескольких ботанических садах и на побережье Чёрного моря. Некоторые выращивают редкий кустарник в собственных оранжереях и садах. Кустарник внесён в Красную книгу Азербайджана как реликтовый исчезающий вид.

Заготовка сырья

Вечнозелёные филлокладии данаи ветвистой заготавливают для использования в народной медицине.

Химический состав

Химический состав данаи ветвистой недостаточно изучен.

Фармакологические свойства

В ходе лабораторного эксперимента на крысах было установлено, что гидрометанольный экстракт и флавоноиды, полученные из данаи ветвистой, обладают антиноцицептивными, то есть обезболивающими свойствами.

Применение в народной медицине

С древних времён и по сей день настой или отвар филлокладий данаи используют в народной медицине в качестве слабительного, противовоспалительного и противопростудного средства. Не так давно лондонские учёные расшифровали папирус, возраст которого почти 2000 лет. Выяснилось, что в Древнем Египте даная ветвистая считалась хорошим средством от похмелья. Чтобы снять его симптомы, египтяне плели венки из растения и носили их на шее.

Историческая справка

Название редкого кустарника связано с дочерью аргосского царя Акрисия. Согласно древнегреческому мифу, царю предсказали смерть от руки собственного внука. Во избежание появления внука он заключил свою дочь Данаю в медную башню, куда не было доступа никому из мужчин. Однако Даная родила от Зевса, проникшего в башню в виде золотого дождя. Мальчика назвали Персеем. Когда Персей вырос, царь Полидект замыслил насильно взять себе в жёны Данаю, но Даная ему отказала. Однако Полидект был настырен, и Персей вынужден был заступиться за мать. В ответ Полидект задумал погубить Персея, с этой целью решил послать его за головой горгоны Медузы (в мифах древности её голова расценивалась как «абсолютное оружие», поскольку все, кто встречался с нею взглядом, превращались в камень). Так Персей отправился путешествовать, совершая подвиги. Он убил Медузу (но голова её досталась не Полидекту, а богине Афине, которая и украсила ею свой щит), освободил Андромеду, дочь эфиопского царя Кефея, которую обрекли в жертву морскому чудовищу во искупление некой вины её матери — Кассиопеи.

Совершив свои подвиги, Персей решил принять участие в спортивных состязаниях, а его дед Акрисий, который избегал встречи с внуком, влекомый любопытством, тайно прибыл на стадион и находился в толпе болельщиков. Персей метнул диск, но неудачно, так как залетев в толпу болельщиков, диск убил Акрисия, попав ему в голову.

Литература

1. Грудзинская И. А. Семейство Аронниковые (Araceae) // Жизнь растений. В 6-ти томах// Т. 6. Цветковые растения / Под ред. Тахтаджяна А. Л.. — М.: Просвещение, 1982. — С. 165. — 484 с.

2. Род 285. Даная — Danae // Флора СССР: в 30 т. / гл. ред. В. Л. Комаров. — М.—Л.: Изд-во АН СССР, 1935. — Т. IV / ред. тома В. Л. Комаров. — С. 443—447. — 760, XXX с. — 5175 экз.

Даная

Даная — выращивание в саду

Даная — невысокий кустарник из семейства Спаржевые. Растение относится к реликтовым. Ареал данаи довольно оскудел. И если миллионы лет назад, согласно некоторым источникам, они занимали огромные территории, сегодня они растут в Сирии, Иране, Турции, редко, но встречается в Азербайджане.

Подробнее о цветке

Растение имеет толстое горизонтально расположенное корневище, придаточные отростки которого вырастают гораздо длиннее его. Многочисленные прямостоячие стебли с возрастом начинают изгибаться, образуя округлую аккуратную крону. Часть листочков прячется под землей, а другая светлая быстро опадает и выглядит как чешуйки. Густая изящная вечнозеленая листва является филлокладиями, то есть уплощением веточек.
Период цветения приходится на май и июнь. Небольшие желтовато-белые цветочки появляются в пазухах на верхних лжелистьях. Цветы видоизменяются. У одних остаются тычинки, а у других пестики, поэтому появляются мужские и женские растения. Наибольшего пика декоративности даная достигает осенью, когда покрывается оранжевыми либо ярко-красными плодами.

Уход за цветком

Даная не является прихотливой культурой, но не отличается морозостойкостью, поэтому выращивается либо в открытом грунте, либо в кадках.

Освещение

Растение предпочитает рассеянный свет. Данаю лучше всего высаживать в легкой полутени деревьев с раскидистой и негустой кроной.

Температура

Способна выдерживать лишь незначительные морозы. Если температура понижается ниже – 5 градусов по Цельсию, даная погибает.

Влажность

Предпочитает умеренную влажность и сырой климат, поскольку нередко растет у водоемов и становится отличным украшением прудов, фонтанов.

Полив

В садовой культуре данаю лучше всего выращивать в слегка влажной почве. Допускать пересыхания земли нельзя. Если растение содержится в оранжерее или заносится на зимовку в помещение, полив не прекращают, но проводят редко.

Грунт

Культура отлично растет в любой садовой земле, кроме песчаной почвы.

Обрезание

Даная не требует проведения обрезки, но старые побеги после зимовки рекомендуется убирать.

Подкормка

Комплексные минеральные удобрения вносят с начала весны и вплоть до самой осени. Периодичность подкормки составляет раз в три-четыре недели. Лучше всего удобрения вносить одновременно с поливом.

Пересадка

Если зимние температуры позволяют, то пересаживают с целью рассаживания только взрослые кустики, а молодые не трогают. Процедуру проводят исключительно ранней весной и только методом перевалки. Это касается и пересадки из одной емкости в другую и в открытый грунт. Позже пересадку проводить нельзя, поскольку велика вероятность повреждения молодых веточек, которые восстановятся только через год.

Размножение

Выращивание данаи из семян — не самый лучший способ размножения. Первые всходы могут появиться только через год, но обычно уходит больше времени. Если решено попробовать эту методику, семена извлекают из вызревшего плода и высаживают в смесь из торфа и перлита с заглублением на 1 см.
Оптимальным вариантом размножения считается деление корневищем. Процедуру проводят до начала вегетационного периода, то есть ранней весной. На каждой части обязательно должно быть как минимум по одной почке и собственные корни.

Болезни и вредители данаи

Декоративная зеленая культура редко доставляет какие-либо проблемы в выращивании.

Болезни

Единственным врагом данаи является сильный мороз, от которого она погибает. Вредны для цветка и прямые лучи солнца, обжигающие листья.

Вредители

Даная может привлечь к себе внимание:

мучнистого червеца;
щитовки.

С вредителями борются посредством обработки инсектицидов.

Сорта данаи для выращивания в саду

В культуре (холодных оранжереях и садах) рекомендуется выращивать данаю ветвистую (она же игольчатая). Диаметр этого растения составляет полметра, а высота 40 см. Взрослые экземпляры в возрасте пяти лет достигают пика своего роста. Их диаметр равен полтора метра, а высота 120 см. Осенью кустики украшают оранжево-красные блестящие ягодки.

1. Можно ли оставлять данаю зимовать, если организовать укрытие?
В регионах, где температура опускается ниже 5 градусов мороза, растение выращивают в контейнерах или кадках, которые заносят в помещение, а с наступлением весны выносят в сад. Укрытие не спасет данаю от замерзания.
2. Почему на данае не появляются плоды?
Культура относится к двудомным. Чтобы завязались плоды, рядом должны быть высажены и мужские, и женские экземпляры.
3. На данае желтеют листья?
Если растение старше трех лет, это естественный процесс, поэтому пожелтевшие старые листики просто удаляют. Желтизна молодой листвы — результат выгорания на солнце.