Nie wszyscy właściciele ogrodów i sadów mają możliwość codziennego dbania o swoje nasadzenia. Niemniej jednak bez terminowego podlewania nie można liczyć na dobre zbiory.

Rozwiązaniem problemu będzie układ automatyczny, co pozwala zapewnić, że gleba w Twojej okolicy utrzyma wymagany stopień wilgotności podczas Twojej nieobecności. Głównym elementem każdego automatycznego nawadniania jest czujnik wilgotności gleby.

Koncepcja czujnika wilgotności

Czujnik wilgotności ma również inne nazwy. Nazywa się to miernikiem wilgotności lub czujnikiem wilgotności.

Jak widać na zdjęciu czujników wilgotności gleby, takie urządzenie to urządzenie składające się z dwóch przewodów podłączonych do słabego źródła energii elektrycznej.

Wraz ze wzrostem wilgotności między elektrodami zmniejsza się siła i rezystancja prądu i odwrotnie, jeśli w glebie nie ma wystarczającej ilości wody, wskaźniki te rosną. Urządzenie włącza się za pomocą prostego naciśnięcia przycisku.

Należy pamiętać, że elektrody będą znajdować się w wilgotnej glebie. Dlatego zaleca się włączenie urządzenia za pomocą klawisza. Ta technika zmniejszy negatywne skutki korozji.

Dlaczego to urządzenie jest potrzebne?

Wilgotnościomierze są instalowane nie tylko na otwarta przestrzeń ale także w szklarniach. Kontrolowanie czasu podlewania jest tym, do czego służą czujniki wilgotności gleby. Nie musisz nic robić, wystarczy włączyć urządzenie. Potem będzie działać bez twojego udziału.

Jednak ogrodnicy i ogrodnicy powinni monitorować stan elektrod, ponieważ mogą one ulec korozyjnemu zniszczeniu iw rezultacie ulec awarii.

Rodzaje czujników wilgotności gleby

Zastanów się, jakie są czujniki wilgotności gleby. Zazwyczaj dzielą się na:

Pojemnościowy. Ich konstrukcja jest podobna do skraplacza powietrza. Praca polega na zmianie właściwości dielektrycznych powietrza w zależności od jego wilgotności, co powoduje wzrost lub spadek pojemności.

Rezystancyjny. Zasada ich działania polega na zmianie rezystancji materiału higroskopijnego w zależności od tego, ile zawiera wilgoci.

psychometryczny. Zasada działania i schemat urządzenia takich czujników będą bardziej skomplikowane. Opiera się na własność fizyczna straty ciepła przez parowanie. Przyrząd składa się z detektora suchego i mokrego. Różnica temperatur między nimi służy do oceny ilości pary wodnej w powietrzu.

Dążenie. Ten typ jest pod wieloma względami podobny do poprzedniego, różnica polega na wentylatorze, który służy do pompowania mieszanki powietrza. Przyrządy aspiracyjne do określania wilgotności stosuje się w miejscach o słabym lub przerywanym ruchu powietrza.

Wybór czujnika wilgotności zależy od konkretnego przypadku. Na wybór urządzenia mają również wpływ cechy zainstalowanego systemu automatycznego nawadniania oraz możliwości finansowe.

Materiały potrzebne do stworzenia czujnika własnymi rękami

Jeśli zdecydujesz się samodzielnie wykonać miernik wilgotności, musisz przygotować:

• elektrody o średnicy 3-4 mm - 2 szt .;
• podstawa tekstolitu;
• nakrętki i podkładki.

Instrukcje produkcyjne

Jak zrobić czujnik wilgotności gleby własnymi rękami? Oto krótki samouczek:

• Krok 1. Przymocuj elektrody do podstawy.
• Krok 2. Nacinamy nitki na końcach elektrod i ostrzymy je na odwrotnej stronie dla łatwiejszego zanurzenia w glebie.
• Krok 3. Wykonujemy otwory w podstawie i wkręcamy w nie elektrody. Jak elementy złączne używać nakrętek i podkładek.
• Krok 4. Wybieramy właściwe przewody które pasują do krążków.
• Krok 5. Odizoluj elektrody. Pogłębiamy je w ziemi o 5 - 10 cm.

Notatka!

Czujnik wymaga: prądu 35 mA i napięcia 5 V. Na koniec podłączamy urządzenie za pomocą trzech przewodów, które podłączamy do mikroprocesora.

Sterownik umożliwia połączenie czujnika z brzęczykiem. Następnie podawany jest sygnał, jeśli ilość wilgoci w glebie gwałtownie spadnie. alternatywny sygnał dźwiękowy może być żarówka

Czujnik wilgotności gleby to bez wątpienia niezbędna rzecz w gospodarstwie domowym. Jeśli masz domek lub ogród, to koniecznie zadbaj o jego zdobycie. Co więcej, urządzenie wcale nie jest konieczne do zakupu, ponieważ możesz to łatwo zrobić samodzielnie.

Zdjęcie czujników wilgotności gleby

Notatka!

Notatka!

Moduł składa się z dwóch części: sondy kontaktowej YL-69 i czujnika YL-38, dołączone są przewody do podłączenia Pomiędzy dwiema elektrodami sondy YL-69 powstaje niewielkie napięcie. Jeśli gleba jest sucha, opór jest wysoki, a prąd będzie mniejszy. Jeśli ziemia jest mokra, opór jest mniejszy, prąd jest nieco większy. Na podstawie końcowego sygnału analogowego można ocenić stopień zawilgocenia. Sonda YL-69 jest połączona z sondą YL-38 za pomocą dwóch przewodów. Czujnik YL-38 oprócz wyprowadzeń do podłączenia do sondy posiada cztery piny do podłączenia do sterownika.

• Vcc – zasilanie czujnika;
• GND - masa;
• A0 - wartość analogowa;
• D0 to cyfrowa wartość poziomu wilgotności.

Specyfikacje modułów

• Napięcie zasilania: 3,3-5 V;
• Pobór prądu 35mA;
• Wyjście: cyfrowe i analogowe;
• Rozmiar modułu: 16×30 mm;
• Rozmiar sondy: 20×60 mm;
• Waga całkowita: 7,5g

Przykład użycia

• Płyta Arduino Uno
• Czujnik wilgotności gleby
• 8 diod LED
• Deska do chleba
• Łączenie przewodów.

FAQ

• Sprawdzić obecność i biegunowość zasilania czujnika YL-38 (3,3 - 5 V).

• Ustaw próg za pomocą potencjometru. Sprawdź połączenie sondy YL-38 z sondą YL-69.

• Sprawdź połączenie sondy YL-38 z sondą YL-69.

• Sprawdź, czy sonda jest w ziemi.

Pozbędzie się monotonnej, powtarzalnej pracy, a czujnik wilgotności gleby pomoże uniknąć nadmiaru wody - złożenie takiego urządzenia własnymi rękami nie jest takie trudne. Z pomocą ogrodnikowi przychodzą prawa fizyki: wilgoć w glebie staje się przewodnikiem impulsów elektrycznych, a im jej więcej, tym mniejszy opór. Kiedy wilgotność spada, opór wzrasta, co pomaga śledzić optymalny czas podlewania.

Konstrukcja czujnika wilgotności gleby składa się z dwóch przewodów podłączonych do słabego źródła zasilania, w obwodzie musi znajdować się rezystor. Gdy tylko ilość wilgoci w przestrzeni między elektrodami wzrośnie, rezystancja maleje, a prąd wzrasta.

Wilgoć wysycha - opór wzrasta, siła prądu maleje.

Ponieważ elektrody będą znajdować się w wilgotnym środowisku, zaleca się włączanie ich za pomocą przycisku, aby zmniejszyć szkodliwe skutki korozji. W normalnych godzinach system jest wyłączony i rozpoczyna sprawdzanie wilgotności dopiero po naciśnięciu przycisku.

Czujniki wilgotności gleby tego typu mogą być instalowane w szklarniach - zapewniają automatyczne sterowanie nawadnianiem, dzięki czemu system może funkcjonować w ogóle bez ingerencji człowieka. W takim przypadku system będzie zawsze działał, ale stan elektrod będzie musiał być monitorowany, aby nie stały się bezużyteczne z powodu korozji. Podobne urządzenia można zainstalować na grządkach i trawnikach w plenerze – pozwolą na błyskawiczne otrzymanie niezbędnych informacji.

W tym przypadku system jest znacznie dokładniejszy niż zwykłe odczucie dotykowe. Jeśli ktoś uzna ziemię za całkowicie suchą, czujnik wskaże do 100 jednostek wilgotności gleby (przy ocenie w systemie dziesiętnym), zaraz po podlaniu wartość ta wzrasta do 600-700 jednostek.

Następnie czujnik pozwoli kontrolować zmianę wilgotności gleby.

Jeżeli czujnik ma być używany na zewnątrz, zaleca się staranne uszczelnienie jego górnej części, aby zapobiec zniekształceniu informacji. Aby to zrobić, można go pokryć wodoodporną żywicą epoksydową.

Konstrukcja czujnika jest montowana w następujący sposób:

• Główna część - dwie elektrody, których średnica wynosi 3-4 mm, są przymocowane do podstawy wykonanej z tekstolitu lub innego materiału zabezpieczonego przed korozją.
• Na jednym końcu elektrod należy przeciąć nić, z drugiej strony są one spiczaste dla wygodniejszego zanurzenia w ziemi.
• W płycie tekstolitowej wierci się otwory, w które wkręca się elektrody, należy je przymocować za pomocą nakrętek i podkładek.
• Przewody wychodzące należy umieścić pod podkładkami, po czym elektrody są izolowane. Długość elektrod, które zostaną zanurzone w ziemi to około 4-10 cm, w zależności od zastosowanego pojemnika lub otwartego złoża.
• Do działania czujnika wymagane jest źródło prądowe 35 mA, układ wymaga napięcia 5V. W zależności od ilości wilgoci w glebie zakres zwracanego sygnału będzie wynosił 0-4,2 V. Ubytek rezystancji pokaże ilość wody w glebie.
• Czujnik wilgotności gleby podłączony jest 3 przewodami do mikroprocesora, w tym celu można dokupić np. Arduino. Sterownik pozwoli Ci podłączyć system do buzzera, który zaalarmuje, gdy wilgotność gleby będzie zbyt niska, lub do diody LED, której jasność oświetlenia będzie się zmieniać wraz ze zmianą czujnika.

Takie domowe urządzenie może stać się elementem automatycznego nawadniania w systemie Smart Home np. z wykorzystaniem sterownika MegD-328 Ethernet. Interfejs sieciowy pokazuje poziom wilgotności w systemie 10-bitowym: zakres od 0 do 300 oznacza, że ​​grunt jest całkowicie suchy, 300-700 - gleba ma wystarczającą wilgotność, powyżej 700 - ziemia jest mokra i nie ma podlewania wymagany.

Konstrukcja, składająca się ze sterownika, przekaźnika i baterii, jest chowana do dowolnej odpowiedniej obudowy, do której można dostosować dowolne plastikowe pudełko.

W domu użycie takiego czujnika wilgotności będzie bardzo proste i jednocześnie niezawodne.

Zastosowanie czujnika wilgotności gleby może być bardzo różnorodne. Najczęściej stosowane są w systemach automatycznego i ręcznego podlewania roślin:

1. Można je montować w doniczkach, jeśli rośliny są wrażliwe na poziom wody w glebie. W przypadku sukulentów, takich jak kaktusy, konieczne jest przyjmowanie długich elektrod, które będą reagować na zmiany poziomu wilgotności bezpośrednio u nasady. Można je również stosować do innych kruchych roślin. Podłączenie do diody LED pozwoli dokładnie określić, kiedy nadszedł czas na przewodzenie.
2. Są niezbędne do organizacji podlewania roślin. Na podobnej zasadzie montuje się również czujniki wilgotności powietrza, które są potrzebne do uruchomienia systemu zraszania roślin. Wszystko to automatycznie zapewni podlewanie roślin i normalny poziom wilgotności powietrza.
3. Na wsi zastosowanie czujników pozwoli ci nie pamiętać o czasie podlewania każdego łóżka, sama elektrotechnika powie ci o ilości wody w glebie. Zapobiegnie to nadmiernemu podlewaniu, jeśli ostatnio padał deszcz.
4. Korzystanie z czujników jest bardzo wygodne w niektórych innych przypadkach. Na przykład pozwolą ci kontrolować wilgotność gleby w piwnicy i pod domem w pobliżu fundamentu. W mieszkaniu można go zainstalować pod zlewem: jeśli rura zacznie kapać, automatyka natychmiast to zgłosi i będzie można uniknąć zalania sąsiadów i późniejszych napraw.
5. Prosty czujnik pozwoli w ciągu zaledwie kilku dni w pełni wyposażyć wszystkie problematyczne obszary domu i ogrodu w system ostrzegawczy. Jeśli elektrody są wystarczająco długie, można je wykorzystać do kontrolowania poziomu wody np. w sztucznym zbiorniku wodnym.

Samodzielna produkcja czujnika pomoże wyposażyć dom w automatyczny system sterowania przy minimalnych kosztach.

Fabryczne podzespoły można łatwo kupić online lub w specjalistycznym sklepie, większość urządzeń można zmontować z materiałów, które zawsze znajdą się w domu miłośnika elektryczności.

Więcej informacji można znaleźć w filmie.

Dioda LED włącza się, gdy rośliny wymagają podlewania
Bardzo niski pobór prądu z baterii 3V

Schemat:

Lista komponentów:

Przeznaczenie urządzenia:

Obwód jest zaprojektowany tak, aby dawał sygnał, jeśli rośliny potrzebują podlewania. Dioda LED zaczyna migać, gdy gleba w doniczce jest zbyt sucha i gaśnie, gdy wilgotność wzrasta. Rezystor trymerowy R2 pozwala dostosować czułość obwodu do różnych rodzajów gleby, rozmiarów doniczek oraz rodzajów elektrod.

Rozwój obwodu:

To małe urządzenie od 1999 roku jest wielkim hitem wśród entuzjastów elektroniki. Jednak korespondując z wieloma krótkofalowcami na przestrzeni lat, zdałem sobie sprawę, że należy wziąć pod uwagę niektóre krytyczne uwagi i sugestie. Układ został udoskonalony poprzez dodanie czterech rezystorów, dwóch kondensatorów i jednego tranzystora. Dzięki temu urządzenie stało się łatwiejsze w konfiguracji i bardziej stabilne w działaniu, a jasność świecenia została zwiększona bez użycia superjasnych diod LED.
Przeprowadzono wiele eksperymentów z różnymi doniczkami i różnymi czujnikami. I choć, jak łatwo sobie wyobrazić, doniczki i elektrody bardzo się od siebie różniły, to rezystancja między dwiema elektrodami zanurzonymi w glebie na 60 mm w odległości około 50 mm zawsze mieściła się w przedziale 500… 1000 omów przy suchej glebie i 3000 ... 5000 omów na mokro

Działanie obwodu:

Chip IC1A i związane z nim R1 i C1 tworzą generator fali prostokątnej o częstotliwości 2 kHz. Poprzez regulowany dzielnik R2/R3 impulsy podawane są na wejście bramki IC1B. Kiedy rezystancja między elektrodami jest niska (tj. jeśli w doniczce jest wystarczająco dużo wilgoci), kondensator C2 bocznikuje wejście układu IC1B do masy, a na wyjściu układu IC1B stale występuje wysoki poziom napięcia. Bramka IC1C odwraca wyjście IC1B. W ten sposób wejście IC1D jest zablokowane w stanie niskim, a dioda LED jest odpowiednio wyłączona.
Kiedy gleba w doniczce wysycha, rezystancja między elektrodami wzrasta, a C2 przestaje zakłócać przepływ impulsów na wejście IC1B. Po przejściu przez IC1C impulsy 2 kHz wchodzą na wejście blokujące oscylatora zamontowanego na chipie IC1D i otaczających go elementach. IC1D zaczyna generować krótkie impulsy, włączając diodę LED przez tranzystor Q1. Migające diody LED sygnalizują konieczność podlania rośliny.
Baza tranzystora Q1 jest zasilana rzadkimi impulsami krótkich impulsów ujemnych o częstotliwości 2 kHz, odciętych od impulsów wejściowych. W rezultacie dioda LED miga 2000 razy na sekundę, ale ludzkie oko odbiera takie częste błyski jako stałą poświatę.

Uwagi:

• Aby zapobiec utlenianiu elektrod, są one zasilane impulsami prostokątnymi.
• Elektrody są wykonane z dwóch kawałków odizolowanego drutu jednożyłowego o średnicy 1 mm i długości 60 mm. Możesz użyć drutu używanego do okablowania.
• Elektrody muszą być całkowicie zanurzone w ziemi w odległości 30 ... 50 mm od siebie. Materiał elektrod, wymiary i odległość między nimi na ogół nie mają większego znaczenia.
• Pobór prądu na poziomie około 150 µA przy wyłączonej diodzie i 3 mA przy włączonej diodzie na 0,1 sekundy co 2 sekundy, pozwala na wieloletnią pracę urządzenia na jednym zestawie baterii.
• Przy tak małym poborze prądu po prostu nie ma potrzeby stosowania wyłącznika zasilania. Jeśli jednak istnieje chęć wyłączenia obwodu, wystarczy zewrzeć elektrody.

• 2 kHz z wyjścia pierwszego generatora można sprawdzić bez sondy lub oscyloskopu. Możesz je po prostu usłyszeć, jeśli podłączysz elektrodę P2 do wejścia wzmacniacza niskiej częstotliwości z głośnikiem, a jeśli masz starożytną słuchawkę o wysokiej impedancji TON-2, możesz obejść się bez wzmacniacza.
• Obwód jest zmontowany czytelnie zgodnie z instrukcją i działa w 100%!!! ...więc jeśli nagle „NIE DZIAŁA”, oznacza to po prostu niewłaściwy montaż lub części. Szczerze mówiąc, do niedawna nie wierzyłem, że to „działa”.
• Pytanie do ekspertów!!! Jak można zmieścić pompę o stałym napięciu 12 V o zużyciu 0,6 A i początkowym 1,4 A jako urządzenie uruchamiające?!
• Sobos GDZIE się zmieścić? Czym zarządzać?... Sformułuj pytanie JASNO.
• W układzie tym (pełny opis http://www..html?di=59789) wskaźnikiem jego działania jest dioda LED, która zapala się, gdy masa jest "sucha". Istnieje wielka chęć automatycznego włączenia pompy irygacyjnej (stałe 12 V przy zużyciu 0,6 A i rozruchu 1,4 A) wraz z włączeniem tej diody LED, jak zmienić lub „dokończyć” obwód, aby to zrealizować.
• ...może ktoś ma jakieś przemyślenia?!
• Zainstaluj optoprzekaźnik lub optotriak zamiast diody LED. Dawkę wody można regulować za pomocą timera lub lokalizacji czujnika/punktu nawadniania.
• To dziwne, zmontowałem układ i działa dobrze, ale tylko dioda „jeśli potrzebne jest podlewanie” w pełni migocze z częstotliwością około 2 kHz, a nie pali się ciągle, jak twierdzą niektórzy forumowicze. Co z kolei zapewnia oszczędności przy korzystaniu z baterii. Istotne jest również to, że przy tak niskim zasilaniu elektrody w gruncie ulegają niewielkiej korozji, zwłaszcza anoda. I jeszcze jedno, przy pewnym poziomie wilgotności dioda LED zaczyna ledwo świecić i może to trwać przez długi czas, co nie pozwoliło mi użyć tego obwodu do włączenia pompy. Myślę, że aby niezawodnie załączyć pompę, potrzebny jest jakiś wyznacznik impulsów o określonej częstotliwości pochodzących z tego obwodu i dających „polecenie” sterowania obciążeniem. Proszę SPECJALISTÓW o zaproponowanie schematu wykonania takiego urządzenia. Chcę wdrożyć automatyczne podlewanie w kraju na podstawie tego schematu.
• Bardzo obiecujący schemat w swojej "ekonomicznej" formie, który trzeba dopracować i zastosować na działkach ogrodowych lub np. w pracy, co jest bardzo ważne w weekend czy wakacje, a także w domu do automatycznego podlewania kwiatów.
• zawsze mieściło się w granicach 500…1000 omów przy suchej glebie i 3000…5000 omów przy mokrej glebie - w sensie - wręcz przeciwnie!!??
• Umyję to gówno. Z biegiem czasu na elektrodach osadzają się sole i system nie działa na czas. Kilka lat temu zrobiłem to, zrobiłem to tylko na dwóch tranzystorach według schematu z magazynu MK. Wystarczyło na tydzień, a potem przesunięto. Pompa działała i nie wyłączała się, wypełniając kwiat. Spotkałem obwody prądu przemiennego w sieci, więc myślę, że należy je wypróbować.
• Dobry dzień!!! Jak dla mnie każdy pomysł na stworzenie czegoś jest już dobry. - Co do instalacji systemu w kraju - radziłbym włączyć pompę przez przekaźnik czasowy (w wielu sklepach elektrotechnicznych to kosztuje grosze) ustawić wyłączanie po jakimś czasie od włączenia. Tak więc, gdy twój system się zatnie (cóż, wszystko może się zdarzyć), pompa wyłączy się po czasie, który z pewnością wystarczy do nawadniania (wybierz to empirycznie). - http://tuxgraphics.org/electronics/201006/automatic-flower-watering-II.shtml Oto dobra rzecz, nie zbudowałem tego obwodu specjalnie, użyłem tylko połączenia z Internetem. Trochę usterka (nie fakt, że moje uchwyty są bardzo proste), ale wszystko działa.
• Zebrałem schematy podlewania, ale nie dla tego, które jest omawiane w tym wątku. Zmontowane działają jeden, jak wspomniano powyżej, jeśli chodzi o czas załączenia pompy, drugi, co jest bardzo obiecujące, jeśli chodzi o poziom w studzience, w której woda jest pompowana bezpośrednio do studzienki. Dla roślin jest to najlepsza opcja. Ale istotą pytania jest dostosowanie określonego schematu. Tylko dzięki temu, że anoda w ziemi prawie nie ulega zniszczeniu, jak przy realizacji innych schematów. Proszę więc o powiedzenie mi, jak śledzić częstotliwość impulsów, aby włączyć siłownik. Problem dodatkowo pogarsza fakt, że dioda LED może „tlić się” przez ledwie określony czas, a następnie włączać się tylko w trybie pulsacyjnym.
• Odpowiedź na zadane wcześniej pytanie, w sprawie finalizacji schematu regulacji wilgotności gleby, otrzymałam na innym forum i przetestowałam na 100% skuteczność :) Jeśli ktoś jest zainteresowany, proszę pisać prywatnie.
• Dlaczego taka poufność, a nie od razu podać link do forum. Tutaj na przykład na tym forum http://forum.homecitrus.ru/index.php?showtopic=8535&st=100 problem jest praktycznie rozwiązany na MK, ale na logice został rozwiązany i przetestowany przeze mnie. Tylko w celu zrozumienia konieczne jest czytanie „książki” od początku, a nie od końca. Piszę to z góry dla tych, którzy po przeczytaniu fragmentu tekstu zaczynają wypełniać się pytaniami. :eek:
• Link http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=1&t=63260 nie został podany od razu, ponieważ nie zostałby uznany za reklamę.
• dla [B]Vell65
• http://oldoctober.com/en/automatic_watering/#5
• To etap już zaliczony. Problem rozwiązuje inny schemat. Jako informacja. Dolny poprawiony obwód ma błędy, rezystancje się palą. Drukowanie w tej samej witrynie zostało zakończone bez błędów. Podczas testowania schematu zidentyfikowano następujące niedociągnięcia: 1. Włącza się tylko raz dziennie, gdy pomidory już zwiędły, a o ogórkach lepiej w ogóle milczeć. I właśnie wtedy, gdy świeciło słońce, potrzebowali nawadniania kropelkowego [B] pod korzeń, ponieważ rośliny w ekstremalnym upale odparowują dużą ilość wilgoci, zwłaszcza ogórki. 2. Nie ma zabezpieczenia przed fałszywą aktywacją, gdy np. w nocy fotokomórka jest oświetlona reflektorami lub piorunem, a pompa załącza się, gdy rośliny śpią i nie potrzebują podlewania, a nocne załączenie pompy nie nie przyczyniają się do zdrowego snu domowników.
• Usuwamy fotoczujnik, zobacz pierwszą wersję obwodu, w której go nie ma, wybieramy elementy tymczasowego obwodu generatora impulsów według własnego uznania. Mam R1 \u003d 3,9 Mama. R8, czyli 22m nie. R7=5,1 Mama. Następnie pompa włącza się, gdy gleba wyschnie, na chwilę, aż czujnik zostanie zamoczony. Wziąłem urządzenie jako przykład automatycznej maszyny do podlewania. Wielkie dzięki dla autora.

Przyrząd służący do pomiaru poziomu wilgotności nazywa się higrometrem lub po prostu czujnikiem wilgotności. W życiu codziennym wilgotność jest ważnym parametrem i często nie tylko dla najzwyklejszego życia, ale także dla różnych urządzeń, rolnictwa (wilgotność gleby) i wielu innych.

W szczególności nasze samopoczucie w dużej mierze zależy od stopnia wilgotności powietrza. Szczególnie wrażliwe na wilgoć są osoby uzależnione od pogody, a także osoby cierpiące na nadciśnienie, astmę oskrzelową, choroby układu krążenia.

Przy dużej suchości powietrza nawet zdrowi ludzie odczuwają dyskomfort, senność, swędzenie i podrażnienie skóry. Często suche powietrze może wywoływać choroby układu oddechowego, zaczynając od ostrych infekcji dróg oddechowych i ostrych infekcji wirusowych dróg oddechowych, a nawet kończąc na zapaleniu płuc.

W przedsiębiorstwach wilgotność powietrza może wpływać na bezpieczeństwo produktów i urządzeń, aw rolnictwie wpływ wilgotności gleby na żyzność itp. jest jednoznaczny. czujniki wilgotności - higrometry.

Niektóre urządzenia techniczne są wstępnie kalibrowane do ściśle wymaganej ważności, a czasami w celu dostrojenia urządzenia ważne jest posiadanie dokładnej wartości wilgotności w otoczeniu.

Wilgotność można zmierzyć za pomocą kilku możliwych wielkości:

Aby określić wilgotność zarówno powietrza, jak i innych gazów, pomiary wykonuje się w gramach na metr sześcienny, gdy mówimy o bezwzględnej wartości wilgotności lub w jednostkach RH, gdy mówimy o wilgotności względnej.

Do pomiarów wilgoci w ciałach stałych lub cieczach odpowiednie są pomiary wyrażone w procentach masy badanych próbek.

Aby określić zawartość wilgoci w słabo mieszających się cieczach, jednostką miary będzie ppm (ile części wody znajduje się w 1 000 000 części masy próbki).

Zgodnie z zasadą działania higrometry dzielą się na:

pojemnościowy;

rezystancyjny;

termistor;

optyczny;

elektroniczny.

Higrometry pojemnościowe w najprostszej postaci to kondensatory z powietrzem jako dielektrykiem w szczelinie. Wiadomo, że stała dielektryczna powietrza jest bezpośrednio związana z wilgotnością, a zmiany wilgotności dielektryka prowadzą do zmian pojemności kondensatora powietrznego.

Bardziej złożona wersja pojemnościowego czujnika wilgotności ze szczeliną powietrzną zawiera dielektryk, którego stała dielektryczna może się znacznie zmieniać pod wpływem wilgoci. Takie podejście sprawia, że ​​jakość czujnika jest lepsza niż tylko z powietrzem między płytkami kondensatora.

Druga opcja dobrze nadaje się do wykonywania pomiarów zawartości wody w ciałach stałych. Badany przedmiot umieszcza się między okładkami takiego kondensatora, np. przedmiotem może być tablet, a sam kondensator jest podłączony do obwodu oscylacyjnego i do generatora elektronicznego, podczas gdy mierzona jest częstotliwość drgań własnych powstałego obwodu , a pojemność uzyskana przez wprowadzenie badanej próbki jest „obliczana” ze zmierzonej częstotliwości.

Oczywiście ta metoda ma też pewne wady, np. jeżeli wilgotność próbki będzie poniżej 0,5% będzie niedokładna, dodatkowo mierzona próbka musi być oczyszczona z cząstek o dużej stałej dielektrycznej, a kształt próbki podczas pomiarów jest również ważna, nie powinna się zmieniać w trakcie badania.

Trzecim typem pojemnościowego czujnika wilgotności jest pojemnościowy higrometr cienkowarstwowy. Zawiera podłoże, na którym osadzone są dwie elektrody grzebieniowe. Rolę płytek pełnią w tym przypadku elektrody grzebieniowe. W celu kompensacji termicznej do czujnika wprowadza się dodatkowo dwa dodatkowe czujniki temperatury.

Taki czujnik zawiera dwie elektrody, które są osadzane na podłożu, a na same elektrody nakładana jest warstwa materiału, który wyróżnia się jednak dość niską rezystancją, która jednak znacznie się zmienia w zależności od wilgotności.

Odpowiednim materiałem w urządzeniu może być tlenek glinu. Tlenek ten dobrze absorbuje wodę ze środowiska zewnętrznego, przy czym jego rezystywność znacznie się zmienia. W rezultacie całkowita rezystancja obwodu pomiarowego takiego czujnika będzie w znacznym stopniu zależała od wilgotności. Tak więc wielkość przepływającego prądu wskaże poziom wilgotności. Zaletą czujników tego typu jest ich niska cena.

Higrometr termistorowy składa się z pary identycznych termistorów. Nawiasem mówiąc, przypominamy sobie, że jest to nieliniowy element elektroniczny, którego rezystancja silnie zależy od jego temperatury.

Jeden z termistorów wchodzących w skład obwodu jest umieszczony w szczelnej komorze z suchym powietrzem. A drugi jest w komorze z otworami, przez które dostaje się do niej powietrze o charakterystycznej wilgotności, której wartość trzeba zmierzyć. Termistory są połączone w obwód mostka, napięcie jest przykładane do jednej z przekątnych mostka, a odczyty są pobierane z drugiej przekątnej.

W przypadku, gdy napięcie na zaciskach wyjściowych jest zerowe, temperatury obu elementów są sobie równe, a więc wilgotność jest taka sama. W przypadku uzyskania na wyjściu napięcia niezerowego świadczy to o występowaniu różnicy wilgotności w komorach. Tak więc na podstawie wartości napięcia uzyskanego podczas pomiarów określa się wilgotność.

Niedoświadczony badacz może mieć słuszne pytanie, dlaczego temperatura termistora zmienia się, gdy wchodzi on w interakcję z wilgotnym powietrzem? Ale chodzi o to, że wraz ze wzrostem wilgotności woda zaczyna parować z obudowy termistora, podczas gdy temperatura obudowy spada, a im wyższa wilgotność, tym intensywniejsze parowanie i tym szybciej termistor się ochładza.

4) Optyczny czujnik wilgotności (kondensacji).

Ten typ czujnika jest najdokładniejszy. Działanie optycznego czujnika wilgotności opiera się na zjawisku związanym z pojęciem „punktu rosy”. W momencie, gdy temperatura osiąga punkt rosy, faza gazowa i ciekła znajdują się w równowadze termodynamicznej.

Tak więc, jeśli weźmiesz szkło i zainstalujesz je w ośrodku gazowym, w którym temperatura w czasie badania jest wyższa od punktu rosy, a następnie rozpoczniesz proces chłodzenia tego szkła, to przy określonej wartości temperatury rozpocznie się kondensacja wody tworząc się na powierzchni szkła, ta para wodna zacznie przechodzić w fazę ciekłą. Ta temperatura będzie tylko punktem rosy.

Temperatura punktu rosy jest więc nierozerwalnie związana i zależy od takich parametrów jak wilgotność i ciśnienie w otoczeniu. Dzięki temu mając możliwość pomiaru ciśnienia i temperatury punktu rosy, łatwo będzie określić wilgotność. Ta zasada jest podstawą działania optycznych czujników wilgotności.

Najprostszy obwód takiego czujnika składa się z diody świecącej na lustrzanej powierzchni. Lustro odbija światło, zmieniając jego kierunek i kierując je do fotodetektora. W takim przypadku lustro może być ogrzewane lub chłodzone za pomocą specjalnego urządzenia do precyzyjnej kontroli temperatury. Często takim urządzeniem jest pompa termoelektryczna. Oczywiście na lusterku zainstalowany jest czujnik temperatury.

Przed rozpoczęciem pomiarów temperatura lustra jest ustawiana na wartość, o której wiadomo, że jest wyższa niż temperatura punktu rosy. Następnie przeprowadza się stopniowe chłodzenie lustra. W momencie, gdy temperatura zacznie przekraczać punkt rosy, krople wody natychmiast zaczną skraplać się na powierzchni lustra, a wiązka światła z diody załamie się przez nie, rozproszy, co doprowadzi do zmniejszenia prąd w obwodzie fotodetektora. Poprzez sprzężenie zwrotne fotodetektor współdziała z regulatorem temperatury lustra.

Tak więc na podstawie informacji otrzymanych w postaci sygnałów z fotodetektora regulator temperatury będzie utrzymywał na powierzchni lustra temperaturę dokładnie równą punktowi rosy, a czujnik temperatury odpowiednio wskaże temperaturę. Tak więc przy znanym ciśnieniu i temperaturze można dokładnie określić główne wskaźniki wilgotności.

Optyczny czujnik wilgotności charakteryzuje się najwyższą dokładnością nieosiągalną dla innych typów czujników oraz brakiem histerezy. Wadą jest najwyższa cena ze wszystkich plus duże zużycie energii. Ponadto konieczne jest upewnienie się, że lustro jest czyste.

Zasada działania elektronicznego czujnika wilgotności powietrza polega na zmianie stężenia elektrolitu pokrywającego dowolny materiał elektroizolacyjny. Istnieją takie urządzenia z automatycznym ogrzewaniem w odniesieniu do punktu rosy.

Często punkt rosy mierzy się nad stężonym roztworem chlorku litu, który jest bardzo wrażliwy na minimalne zmiany wilgotności. Dla maksymalnej wygody taki higrometr jest często dodatkowo wyposażony w termometr. To urządzenie ma wysoką dokładność i niski błąd. Jest w stanie mierzyć wilgotność niezależnie od temperatury otoczenia.

Popularne i proste higrometry elektroniczne w postaci dwóch elektrod, które po prostu wbija się w glebę, kontrolując jej wilgotność pod względem stopnia przewodnictwa, w zależności od tej właśnie wilgotności. Takie czujniki są popularne wśród fanów, ponieważ można łatwo ustawić automatyczne podlewanie łóżka ogrodowego lub kwiatu w doniczce, w przypadku braku czasu lub braku możliwości ręcznego podlewania.

Przed zakupem czujnika zastanów się, co będziesz musiał mierzyć, wilgotność względna lub bezwzględna, powietrze lub gleba, jaki ma być zakres pomiaru, czy histereza jest ważna i jaka dokładność jest potrzebna. Najdokładniejszy czujnik jest optyczny. Zwróć uwagę na stopień ochrony IP, zakres temperatur pracy, w zależności od konkretnych warunków, w których czujnik będzie używany, czy parametry są dla Ciebie odpowiednie.