Содержание
Популярные виды приборов
Порядок и особенности измерения уровня влажности гигрометром зависят от вида используемого лабораторного оборудования. Такие приборы отличаются между собой устройством, принципом работы и рядом других параметров.
По конструкции гигрометры бывают механическими и электронными. Первые имеют циферблат со стрелкой, вторые – дисплей, на который выводится информация.
По принципу действия существуют такие типы приборов:
- пленочные;
- волосные;
- весовые;
- емкостные;
- резистивные;
- керамические;
- конденсационные;
- электролитические;
- психометрические.
Пленочные гигроскопы имеют циферблат со стрелкой. Датчиком выступает специальная пленка. Она состоит из органического материала и соединена со стрелкой.
Под воздействием перепада влажности атмосферного воздуха пленка изменяет свой размер. Это приводит к тому, что стрелка смещается в правую либо левую сторону, показывая результат на циферблате.
Основным элементом волосных приборов является натянутый на рамку со стрелкой обезжиренный человеческий или синтетический волос. Принцип работы устройства схож с пленочными видами гигрометров.
При изменении влажности меняется длина волоса. Это приводит к отклонению стрелки в определенную сторону.
Весовые гигроскопы используются для расчета абсолютной влажности. Они оснащены трубками с гигроскопическим материалом. При прохождении воздушной массы наполнитель впитывает влагу и увеличивается в весе.
Забор пробы осуществляется специальным насосом. Систему взвешивают перед закачкой воздуха и после нее. Абсолютную влажность высчитывают, основываясь на полученных показателях, объеме пропущенной воздушной массы.
Емкостные гигрометры имеют в своем составе оксидный конденсатор. Его емкость изменяется в зависимости от концентрации влаги в воздухе. Такие модели необходимо периодически подвергать калибровке. Это связано с тем, что со временем емкость детектора снижается, что сказывается на точности измерения.
Резистивные гигроскопы работают по принципу изменения уровня влажности в зависимости от электрического сопротивления солей и полимеров. Керамические приборы состоят из циферблата со стрелкой. Датчиком выступает особая керамическая смесь (глина, кремний). Ее электролитическое сопротивление зависит от уровня влажности.
Керамические гигрометры показывают исключительно уровень влажности. Дополнительных функций в них нет. Но они точны и позволяют следить за изменением микроклимата в помещении
Приборы конденсационного типа еще называются гигрометрами Ламбрехта. Принцип действия оборудования базируется на использовании встроенного зеркала. Температура этого элемента изменяется вместе с температурой атмосферного воздуха.
Основным элементом электролитических приборов выступает стеклянная, полистирольная либо другая изоляционная пластина, покрытая слоем электролита. В зависимости от концентрации влаги в воздушной среде изменяется сопротивление электролита.
Конденсационный гигрометр отличается высокой точностью. Но для бытового использования он мало подходит из-за определенных сложностей использования
Психометрические гигрометры измеряют влажность атмосферного воздуха на основе понижения температуры смоченного тела. Они состоят из двух термометров: сухого и увлажненного.
Также оснащается прибор питателем – стеклянной колбой, которая заполняется водой. Расчет проводится исследователем самостоятельно. Помогает определить относительную влажность воздуха гигрометром таблица, прилагаемая к устройству.
Помимо приборов, существуют альтернативные способы измерения влажности. Подробнее – читайте далее.
Схема подключения датчика измерения влажности воздуха, его настройка и установка
В большинстве случаев такие датчики монтируются на твердую поверхность. Корпус может закрепляться на стене винтами (он твердый, прочный и выполнен из огнеупорного пластика). Внутри корпуса гигрометра расположен клеммник с контактами, который используется для подключения (задействуется схема, предоставленная производителем).
Подключение производится кабелем через кабельный ввод, при этом соответствующую гайку обязательно затягивают до упора, чтобы сохранить герметичность корпуса (в большинстве моделей он соответствует классу защиты от внешних воздействий IP65). Также можно использовать экранированный кабель, если предполагается, что устройство будет работать в зоне с высоким уровнем электромагнитных помех. Настройка и калибровка производятся после подключения в «рабочих» условиях.
В компании «Измеркон» можно приобрести датчики влажности, преобразователи температуры и влажности с релейными выходами, с цифровым интерфейсом, с внешними зондами, а также WEB-датчики. Есть модели гигрометров с подключением по Wi-Fi, способные передавать данные через интернет.
Датчик влажности — T1110
Выход: 4-20 мА |
|
Преобразователи температуры и влажности H3020
Выходной сигнал: 2х Реле Точность измерения относительной влажности: 0 до 100 %RH Диапазон рабочей температуры: -30 до +105°C |
|
Преобразователи температуры и влажности H3021P
Выходной сигнал: 2х Реле Точность измерения относительной влажности: 0 до 100 %RH Диапазон рабочей температуры: -30 до +80°C |
Публикации
Все публикации
Видео
Все видео
Связанные продукты
T1110
Датчик влажности с выходом 4 -20 mA.
Датчики H3020 и H3023
Преобразователи температуры и влажности с релейными выходами.
H3021P
Преобразователь температуры и влажности с двумя релейными выходами и внешним зондом, предназначенным для измерения в сре…
- https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/ustrojstva/datchiki-vlazhnosti/
- https://prodatchik.ru/vidy/datchik-vlazhnosti/
- https://izmerkon.ru/podderzhka/publikaczii/datchik-izmereniya-vlajnosti-vozduha.html
Народные советы
Мы решили предоставить несколько самых популярных кислотности земли подручными средствами. Ознакомившись с ними, вы поймете, что пользоваться профессиональным прибором куда удобнее. Надеемся, что народные советы смогут вам пригодиться, если измерителя не окажется под рукой или его батарейка сядет. Все, кто уже используют специализированный измеритель кислотности почвы, знают, насколько неточными бывают его показатели, если батарейку пора сменить.
Итак, что нам поможет?
- Уксус и сода есть в доме у каждой хозяйки, да и на даче эти продукты часто бывают. Итак, чтобы измерить кислотность, возьмите две пробы земли из лунки глубиной в 25 сантиметров, поместите в разные емкости. Одну пробу полейте уксусом. Если пойдет шипение и появятся пузырьки, то это указывает на щелочную реакцию. Теперь разведите столовую ложку соды в стакане воды и полейте этим раствором вторую пробу. Наличие пузырьков и шипения указывает на закисленность. Если обе пробы повели себя хорошо, и реакции на поливы не было, у вас хорошая земля, с нормальным уровнем щелочи и кислоты.
- Нашинкуйте красную капусту и прокипятите ее в воде, пока не получится фиолетовый бульон. В него поместите грунт, взятый из лунки (глубина 25 сантиметров), взболтайте. Если отвар осветлился до розового — повышена кислотность, если изменил цвет до зеленого или синего — повышена щелочь.
- По несколько листов вишни и смородины поместите в небольшое количество кипятка на 15 минут. После этого всыпьте туда грунт. Раствор зеленый — нейтральная почва, синий — закисленная, красный — щелочная.
Все эти показания будут верны, но вам не удастся узнать, насколько закислена почва, или насколько в ней превышает норму щелочь. Именно для точных показаний произведен измеритель кислотности почвы. Помимо этого, он покажет температуру, освещенность и прочие параметры.
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.
Вернуться наверх к меню.
А можно ли обойтись без приборов?
«Народные» способы оценки влажности воздуха
Если говорить про полное отсутствие приборов, то, да, существует парочка методов, правда, очень приблизительной оценки относительной влажности воздуха.
Используют для этих целей обыкновенную свечу. Для проведения «опыта» необходимо полностью исключить сквозняк в помещении, то есть закрыть все окна и двери. Желательно добиться максимально возможной темноты.
Пламя свечи может подсказать об избыточной влажности воздуха.
После того как свеча будет зажжена, следят за ее пламенем.
— Ровное вертикальное пламя с язычком желто-оранжевого цвета и четким границами говорит о нормальном уровне влажности.
— Если пламя «играет», а ареол вокруг язычка принимает малиновый окрас, можно предположить избыточную влажность воздуха.
И на этом – всё…
Второй способ – с использованием стакана охлажденной воды.
Для опыта необходимо набрать стакан обычной воды из-под крана и поместить в холодильник на несколько часов. Требуется, чтобы вода остыла до примерно 5÷6 градусов.
Опыт со стаканом воды
После этого стакан достают, ставят на стол в комнате, где проводится исследование влажности. Сразу следует визуально оценить конденсат, выступивший на его стенках после переноса из холодильника.
Важно, чтобы стакан стоял не ближе 1 метра от окон, стен и отопительных приборов. В таком положении, не допуская сквозняка, его оставляют примерно на 10 минут. После этого можно проводить оценку
После этого можно проводить оценку.
— Если конденсат на внешних стенках высох – это говорит о недостаточной влажности воздуха.
— Конденсат, в принципе, не претерпел особых изменений – влажность можно считать в пределах нормы.
— Конденсат собрался каплями и даже натек на поверхность стола – влажность воздуха в помещении явно повышенная.
Опять же – говорить о точности не приходится. Да и подготовка к опыту, требующая нескольких часов, тоже не привлекает.
Но вообще без приборов иначе и не получится.
Самодельный психрометр из обычного домашнего термометра
Ну а если в распоряжении есть самый обычный стеклянный спиртовой или ртутный термометр, то влажность можно определить с точностью, ничуть не меньшей, чем дают профессиональные приборы.
С помощью обычного термометра модно получить очень точное значение относительной влажности.
Для начала необходимо положить термометр в комнате, где проводится определение влажности, так, чтобы на него не падал прямой солнечный свет. Лучше всего – на столе в затенённом месте ближе к центру помещения. Естественно, сквозняк должен быть исключен. Через 5÷10 минут снимаются и записываются показания температуры в комнате.
После этого колбу термометра обертывают обильно увлажнённой тряпочкой (комнатной температуры!), и кладут на то же место. Спустя 10 минут снимают показания, как для «мокрого» термометра в психрометре. Записывают и их.
Имея на руках два показания термометра, для «сухого» и «мокрого», можно, отыскав психрометрическую таблицу, зайти в нее и определить уровень относительной влажности. А еще лучше – провести более тщательный расчет.
Не пугайтесь, автор не собирается «грузить» вас формулами. Все они уже заложены в предлагаемый вниманию онлайн-калькулятор.
Алгоритм расчета составлен для обычного движения воздуха в доме или квартире, свойственного нормальной работе естественной вентиляции.
В калькуляторе запрашивается еще одна величина – уровень атмосферного давления в миллиметрах ртутного столба. Если есть возможность указать его (дома есть барометр или имеется информация местной метеостанции) – отлично, результаты получатся максимально точными. Если нет, ну что ж, тогда да оставьте нормальное давление, по умолчанию 755 мм рт. ст., и расчет будет вестись от него.
Больше вопросов этот калькулятор вызвать не должен.
Психрометр — устройство, принцип работы
Влажность воздуха в квартире — один из основных показателей домашнего микроклимата. Слишком высокое или низкое содержание влаги в воздухе может доставить дискомфорт и негативно сказаться на самочувствии.
Влажность воздуха — это показатель содержания водяного пара в воздухе. Влажность домашнего воздуха меняется в зависимости от погодных условий и процессов жизнедеятельности людей.
Без специальной аппаратуры определить относительный точный уровень влажности воздуха сложно. Однако не соответствующую норме концентрацию влаги можно определить по сухости кожи и слизистых или скоплению конденсата (точка росы) на окнах и зеркальных поверхностях.
Относительная влажность — содержание водяного пара в воздухе и его взаимодействие с температурой воздуха.
Прибор для измерения влажности воздуха называется гигрометр.
Гигрометр бывает нескольких видов:
- волосяной,
- пленочный,
- весовой,
- конденсационный,
- психрометрический,
- электронный.
Психрометрический гигрометр
Психрометр основан на взаимодействии между собой «сухого» и «влажного» термометров. В приборе установлены два градусника с подкрашенными жидкостями (красного и синего цветов). Одна из этих трубок обмотана хлопчатобумажной тканью, конец которой погружен в резервуар с раствором. Ткань намокает, а затем влага начинает испаряться, тем самым охлаждая «влажный» термометр. Чем ниже влажность воздуха в помещении, тем ниже будут показания термометра.
Чтобы высчитать процент влажности воздуха на психрометре, следует в таблице на приборе найти значение температуры воздуха согласно показаниям градусника и найти разницу значений на пересечении показателей.
Психрометры бывают нескольких видов:
- стационарный. Включает два градусника (сухой и влажный). Работает по принципу, описанному выше. Процент влажности воздуха рассчитывается по таблице.
- аспирационный. От стационарного отличается лишь наличием специального вентилятора, который служит для обдува термометров поступающим потоком воздуха, тем самым ускоряя процесс измерения влажности воздуха.
- дистанционный. Этот психрометр бывает двух видов: манометрическим и электрическим. Вместо ртутных или спиртовых градусников имеет кремниевые датчики. Однако, как и в первых двух случаях, один из датчиков остается сухим, второй — влажным.
Работа психрометра основана на степени охлаждения испарением резервуара «смоченного» термометра при балансе теплообмена и зависящей от количества влаги в вентилируемом потоке воздуха постоянной скорости.
По температуре «смоченного» термометра и температуре воздуха определяют относительную влажность.
Психрометр состоит из двух основных частей — головки 1 и термодержателя 3 (рис. 1).
Внутри головки располагается аспирационное устройство, состоящее из заводного механизма, ключа 2 и вентилятора для психрометра МВ-4-2М; в психрометре М-34-М используется электродвигатель с вентилятором, подключаемый к сети переменного тока напряжением 220 В.
На термодержателе 3 установлены термометры 4, один из которых «смоченный», а другой служит для измерения температуры воздуха.
Термометры защищены от воздействия солнечной радиации как сбоку — планками 5, так и снизу — трубочками 6.
В нижней части термодержателя расположено устройство для регулирования скорости аспирации. Оно состоит из клапана 8, имеющего форму конуса и подпружиненного винта 7. При повороте винта перекрывается определенная часть сечения трубки 9, что приводит к изменению скорости аспирации.
Регулировка скорости до заданной величины проводится на заводе и при необходимости в бюро поверки.
Рис. 1. Схема аспирационного психрометра МВ-4-2М | При вращении вентилятора в прибор всасывается воздух, который обтекает резервуары термометров, проходит по трубке 9 к вентилятору и выбрасывается наружу через прорези в аспирационной головке. К психрометру прилагаются: пипетка для смачивания, состоящая из стеклянной трубочки, вставленной в резиновый баллон с зажимом; щиток (ветрозащита) для защиты аспиратора от влияния ветра; металлический крючок для подвешивания прибора за шарик на аспирационной головке, поверочные свидетельства к термометрам и паспорт. Для вычисления влажности по показаниям термометров используют психрометрические таблицы или вычисляют по формуле. Формулы и вспомогательные таблицы для вычисления абсолютной и относительной влажности представлены в приложении 1 |
Инструкция по установке вентилятора с датчиком влажности (+видео)
Подключать вентилятор с датчиком влажности примерно так же, как и вентилятор без него. Поскольку датчик располагается прямо в корпусе устройства — вентилятор как обычно монтируется в вентиляционное отверстие.
Схема подключения
Рассмотрим самый удобный вариант: прибор одновременно и с датчиком, и с таймером, включающийся одновременно с включением света.
Схема подключения к питанию такая: датчик запитан от L, таймер запитан от N, по проводу Ls запитан пуск при включении света в ванной комнате. Вентилятор в этом случае запускается либо по «команде» от датчика (при достижении уровня влажности выше заданного), либо при включении света.
Если пуск произошел по уровню влажности, после осушения (снижения уровня до минимального порога) вентилятор автоматически выключится.
Если пуск произошел при включении света — когда по Ls пропадает сигнал (свет выключается), начинается отсчет по таймеру. Вытяжка отрабатывает заданное количество минут, после чего отключается.
Если хочется сделать запуск вентилятора отдельной кнопкой (не по включению света, а с выключателя) — на нее отводится отдельный провод, вместо Ls.
Как проверить правильность работы?
Если вентилятор только установили — надо проверить, как он работает. Делается это так:
- Ванная комната закрывается.
- Включается горячий душ.
В небольшом помещении при открытой горячей воде в комнате быстро станет сыро, и вентилятор должен запуститься. Затем надо подождать, пока концентрация влаги опустится до нижнего предела — и прибор должен отключиться.
В идеале (но не обязательно) надо еще и замерить, при каком уровне влажности произойдет включение-выключение — для этого нужен бытовой гигрометр.
Обзор оконных (форточных) вентиляторов: какие они бывают, и чем хороши?
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 .
Troyka-контакты
Датчик подключается к управляющей электронике через три провода.
- Сигнальный (S) — выходной сигнал сенсора. Напряжение на выходе датчика прямо пропорционально уровню измеренной электропроводности: чем выше влажность почвы, тем выше уровень сигнала на выходе датчика и соответственно наоборот. Максимальное выходное значения 75% от напряжения питания. Подключите к аналоговому пину микроконтроллера.
- Питание (V) — соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.
- Земля (G) — соедините с землёй микроконтроллера.
Правила эксплуатации
Правила эксплуатации подразумевают соблюдение требований по безопасности использования и необходимых мер для увеличения срока использования. Поэтому не допускается попадание влаги на внутренние электро– и радиоэлементы прибора. Не допускается эксплуатация прибора в химически агрессивных средах с содержанием кислот, щелочей.
Опасно для человека касание рабочей поверхности элемента руками. Длительное нахождение прибора при высокой относительной влажности может привести к дрейфу его характеристик и ухудшению точности измерений.
Главная
>
Поддержка
>
Публикации
>
Датчик измерения влажности в воздухе
Гигрометр необходим для измерения соответствующих показателей, причем не только в быту, но и в сельском хозяйстве и в промышленности (например, для измерения влажности почвы или для измерения остаточной влажности в древесине в процессе сушки).
В быту датчик контроля влажности воздуха обеспечивает контроль микроклимата, на предприятиях – точность технологических процессов и сохранность оборудования, в сельском хозяйстве – оценку качества почв, их плодородности. Конечно, настройка комнатного датчика от промышленного отличается. Кроме того, отличается и сам способ измерения
Чтобы сделать какие-то выводы или настроить оборудование для совместной работы, важно понимать, какой именно величиной измеряется влажность. И здесь возможно несколько вариантов:
- Абсолютное значение, в граммах на кубометр;
- Относительное значение, в единицах RH;
- В процентах от массы исследуемых образцов, если речь идет о твердых телах, материалах;
- В частях воды на 1000000 частей веса образца или ppm.
Абсолютная влажность или влагоемкость может варьироваться от 0 до 100% (то есть до полного насыщения, теоретически). Большинство бытовых гигрометров измеряют именно ее.
Как это работает
Выходное напряжение датчика варьируется в зависимости от количества воды, содержащейся в почве.
- Если почва влажна – выходное напряжение уменьшается
- Если почва суха – выходное напряжение увеличивается
На выходе будет цифровой сигнал (D0) – LOW или HIGH, в зависимости от содержания воды в почве. То есть, если влажность почвы превысит определенное пороговое значение, модуль вернет значение LOW, а если нет – HIGH. Пороговое значение для цифрового сигнала настраивается при помощи потенциометра.
На выходе может быть и аналоговый сигнал, что позволяет измерять влажность значениями в диапазоне от «0» до «1023».
Методы определения влажности воздуха
Используют специальные приборы для измерения:
- гигрометры;
- психрометры.
Гигрометр – один из измерительных приборов, благодаря которому можно определить уровень влажности.
Есть несколько типов гигрометров:
- волосной;
- весовой;
- конденсационный;
- электронный;
- электролитический;
- пленочный;
- керамический.
Каждый из приспособлений имеет особенный принцип работы. Например, конструкцию волосного гигрометра составляет система U – образных трубок. Они наполнены специальным веществом, которое поглощает водяной пар. С помощью насоса через эту систему подают воздух и определяют его влажность.
Наиболее точным измерителем считается конденсационный гигрометр. Он измеряет количество конденсата, который образуется на стеклянной поверхности после воздействия на нее солнечного луча. Погрешность при работе такого устройства очень низкая.
Психрометр – еще один из измерителей влажности воздуха окружающей среды.
Виды психрометров:
- психрометр Августа (станционный);
- психрометр Ассмана (аспирационный);
- дистанционный психрометр.
Психрометр Августа — один из наиболее известных приборов для измерения влажности. Строение этой конструкции достаточно несложное. Конструкция психрометра состоит из прикрепленных на одном штативе двух одинаковых термометров. Один из них называется сухим, он показывает температуру в помещении.
Второй термометр называют влажным или смоченным. Конец этого термометра в виде чехла обматывают батистовой тканью или марлей, конец которой опускают в резервуар с водой, находящийся на тыльной стороне конструкции психрометра.
Вода с кусочка ткани испаряется, из-за чего температура на влажном термометре снижается до момента, пока термометр не начнет показывать температуру, при которой пар становится насыщенным. В такой момент показываемые на влажном термометре данные будут представлять показатели реальной температуры окружающей среды.
Определения влажности воздуха в определенном помещении с помощью психрометра занимает немного времени. Для этого устройство помещают в место, изолированное от попадания солнечных лучей и посторонних тепловых воздействий на 10 – 15 минут, после чего записывают результаты измерения каждого из термометров прибора.
Шкала термометра поделена от — 25˚ до + 50˚ на интервалы в 0,2 градуса.
Измерение влажности почвы с помощью аналогового выхода
Поскольку модуль предоставляет как аналоговый, так и цифровой выходные сигналы, то для нашего первого эксперимента мы будем измерять влажность почвы, считывая аналоговые показания.
Подключение
Давайте подключим наш датчик влажности почвы к плате Arduino.
Сначала вам нужно подать питание на датчик. Для этого вы можете подключить вывод VCC на модуле к выводу 5V на Arduino.
Однако одной из широко известных проблем с этими датчиками является их короткий срок службы при воздействии влажной среды. При постоянной подаче питания на зонд скорость коррозии значительно увеличивается.
Чтобы преодолеть эту проблему, мы рекомендуем не подавать питание на датчик постоянно, а включать его только тогда, когда вы снимаете показания.
Самый простой способ сделать это – подключить вывод VCC к цифровому выводу Arduino и устанавливать на нем высокий или низкий логический уровень, когда это необходимо.
Кроме того, итоговая мощность, потребляемая модулем (оба светодиода горят), составляет около 8 мА, поэтому можно запитать модуль от цифрового вывода на Arduino.
Итак, давайте подключим вывод VCC модуля к цифровому выводу 7 Arduino, а вывод GND модуля к выводу GND Arduino.
И, наконец, подключите вывод AO модуля к выводу A0 аналого-цифрового преобразователя Arduino.
Схема соединений показана на рисунке ниже.
Рисунок 6 – Подключение датчика влажности почвы к Arduino для считывания показаний на аналоговом выходе
Калибровка
Чтобы получить точные показания с датчика влажности почвы, рекомендуется сначала откалибровать его для конкретного типа почвы, которую вы планируете контролировать.
Различные типы почвы могут по-разному влиять на показания датчика, поэтому ваш датчик в зависимости от типа используемой почвы может быть более или менее чувствительным.
Прежде чем вы начнете хранить данные или запускать события, вы должны увидеть, какие показания вы на самом деле получаете от вашего датчика.
Чтобы отметить, какие значения выводит ваш датчик, когда почва максимально сухая, и когда она полностью насыщена влагой, воспользуйтесь скетчем, приведенным ниже.
Когда вы запустите этот скетч, вы увидите похожие значения в мониторе последовательного порта:
- ~ 850, когда почва сухая;
- ~ 400, когда почва полностью насыщена влагой.
Рисунок 7 – Калибровка датчика влажности почвы
Этот тест может потребовать несколько проб и ошибок. Как только вы получите хороший контроль над этими показаниями, вы сможете использовать их в качестве пороговых значений, если намерены инициировать какое-либо действие.
Финальная сборка
Основываясь на значениях калибровки, программа, приведенная ниже, задает следующие диапазоны для определения состояния почвы:
- <500 – слишком влажная;
- 500-750 – это целевой диапазон;
- >750 – достаточно сухая для полива.
Если все в порядке, вы должны увидеть вывод в мониторе последовательного порта, похожий на приведенный ниже.
Рисунок 8 – Вывод аналоговых показаний датчика влажности почвы
Подключение датчика влажности почвы V1.2 к Arduino
Чтобы подключить датчик к плате нам нужно только три провода, GND, VCC и AOUT. Датчик прост в использовании, поскольку он связывается с платой через аналоговый вывод, и нет необходимости использовать какие-либо библиотеки.
Для чтения данных с нашего датчика мы будем использовать контакт A0, а схема соединения будет следующей:
Первая программа – проверка датчика
Чтобы проверить, работает ли датчик, нам понадобится лишь немного переработанная программа «AnalogReadSerial», которая представлена ниже:
void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { int wilg = analogRead(A0); int wil = map(wilg,310,570, 100, 0); Serial.println(wil); delay(500); }
Программа призвана отобразить данные, полученные с датчика в монитор последовательного порта. Если данные стабильны (допустимы колебания в размере 0.5%), то значит датчик работает.
По умолчанию программа “AnalogReadSerial” возвращает считанное значение на пин A0 в диапазоне 0-1024, но мы внесли небольшую модификацию, которая позволяет отображать данные в диапазоне 0-100. Это позволит оценивать степень влажности почвы в процентах.
Датчик выдает напряжение в диапазоне 0-3В, так что с помощью функции map() мы эффективно выделили только диапазон, который использует датчик.
Результаты, отображаемые на мониторе последовательного порта, приведены ниже:
Работу датчика можно очень легко проверить. Если в мониторе последовательного порта значения сухого датчика составляют 0…2, а погруженного в стакан с водой 98…100, то это значит, что датчик работает правильно!
Вторая программа – автоматический полив
Проверив работу датчика, можно переходить к следующей программе. Это будет простая схема устройства, которая будет автоматически поливать почву в горшке с цветком.
Для этого мы используем Arduino Pro Mini, водяной насос, светодиод и, конечно же, датчик влажности почвы.
В дополнение к ранее упомянутым элементам, для управления насосом потребуется MOSFET-транзистор. Вам понадобится резистор 220 Ом для светодиода и 10 кОм для транзистора, программатор FTDI для загрузки программы в Pro Mini, панель блока питания для макетной платы пластины, к которой мы подключим блок питания.
Зачем нужен отдельный источник питания? Так как насос потребляет гораздо больше энергии, чем может обеспечить нас Arduino и FTDI преобразователь, то питание всего устройства только через порт USB может привести к сгоранию платы, преобразователя или даже материнской платы.
Если мы подобрали все элементы, то можем приступить к построению схемы. Все должно выглядеть, как показано ниже:
Насос должен быть отключен до момента отключения программатора и подключения внешнего источника питания.
Краткое пояснение: датчик подключен к контакту А0, транзистор управления насосом вместе со светодиодом подключен к контакту 11. Программатор для Pro Mini подключен — GND к GND, VCC к VCC, RX к TX и TX к RX.
Когда мы обсудили подключение всех элементов, мы можем перейти к самой программе.
Программа предназначена для включения водяного насоса при падении влажности почвы ниже 60%. О работе насоса будет сигнализировать светодиод, а измерение влажности должно выполняться каждые 30 минут.
Программа, несмотря на небольшое расширение схемы, очень проста и выглядит следующим образом:
void setup() { pinMode(11,OUTPUT);//установка контакта 11 в качестве выходного контакта } void loop() { int wilg = analogRead(A0);//переменная для влажности int wil = map(wilg,310,570, 100, 0);//пересчитать значение в проценты if(wil < 60)//если влажность менее 60% { pinMode(11,HIGH);//насос включается delay(5000);//на 5 секунд pinMode(11,LOW);//насос выключается } else// если нет { pinMode(11,LOW);//насос отключен } delay(1800000);//ждем 30 минут для следующего измерения }
Теперь нам остается проверить всю систему на работоспособность. Проще всего вставить датчик и шланг от помпы в горшок с сухой почвой, и если начнется полив и загорится светодиод, то система и программа работают правильно.
Как видите, построить автоматическую систему полива очень просто, а при расширении всей системы легко добиться автоматического полива большой плантации.