Ανιχνευτής υγρασίας εδάφους για πότισμα

soil_moisture_alarm
4 5 3 Product


Με το απλό αυτό κύκλωμα γίνεται εύκολη η ανίχνευση υγρασίας στο έδαφος και μπορούμε να έχουμε ειδοποίηση για το πότε χρειάζεται να ποτίσουμε τα φυτά μας. Το κύκλωμα ανιχνεύει την υγρασία στο έδαφος όπου τοποθετούνται δύο ηλεκτρόδια και παρέχει οπτική ειδοποίηση όταν τα επίπεδα υγρασίας είναι χαμηλότερα από μία ορισμένη στάθμη.

Η μέτρηση της υγρασίας βασίζεται στη μέτρηση της αγωγιμότητας του εδάφους μέσω δύο ηλεκτροδίων που τοποθετούνται σε μικρή απόσταση το ένα από το άλλο (τυπικά, 2 με 5 εκατοστά). Όσο το χώμα γίνεται πιο στεγνό (ξηρό) μικραίνει και η αγωγιμότητά του κι αυτό ανιχνεύεται από το κύκλωμα. Για να μην διαβρωθούν τα ηλεκτρόδια μέσω ηλεκτρόλυσης, εφαρμόζουμε τάση AC σε αυτά. Η παραγωγή της AC τάσης γίνεται με έναν ταλαντωτή.

Ανιχνευτής υγρασίας εδάφουςγια πότισμα
Το κύκλωμα του ανιχνευτή υγρασίας για πότισμα

Το κύκλωμα φτιάχνεται με ένα και μόνο ολοκληρωμένο, το 74HC132 που περιέχει εσωτερικά 4 πύλες NAND τύπου Schmitt trigger. Χρησιμοποιούμε την πύλη U1A για να φτιάξουμε έναν ταλαντωτής στα 10ΚΗz. Ο ταλαντωτής είναι ένας κλασσικός ασταθής πολυδονητής. Η συχνότητά του καθορίζεται από την αντίσταση R1 και τον πυκνωτή C1. Έχουμε επιλέξει μία σχετικά μεγάλη τιμή για την R1 προκειμένου να έχουμε πολύ μικρό ρεύμα στο κύκλωμα. Το ίδιο ισχύει και για τις υπόλοιπες αντιστάσεις του κυκλώματος. Όλες έχουν σχετικά μεγάλες τιμές προκειμένου να εξασφαλίσουμε μικρά ρεύματα και κατά συνέπεια ελάχιστη κατανάλωση στο κύκλωμα.

Στην έξοδο του ταλαντωτή παράγεται μία κυματομορφή που δεν είναι αμιγώς AC υπό την έννοια ότι η μέση στάθμη της είναι διάφορη του μηδενός. Το σήμα του ταλαντωτή περιέχει δηλαδή και μία DC συνιστώσα κι αυτό είναι αναμενόμενο δεδομένου ότι το κύκλωμα λειτουργεί με μία και μόνο τάση τροφοδοσίας. Προκειμένου να απορριφθεί η DC συνιστώσα, χρησιμοποιούμε τους πυκνωτές C6 και C5. Ο C6 απορρίπτει οποιαδήποτε DC συνιστώσα στο σήμα του ταλαντωτή ενώ ο C5 απορρίπτει οποιοδήποτε DC offset, προερχόμενο από τις εισόδους 4 και 5 της πύλης U1Β. Έτσι διασφαλίζεται ότι στα ηλεκτρόδια που τοποθετούνται στο έδαφος, υπάρχει μόνο AC κι αυτό είναι απαραίτητο προκειμένου να διασφαλιστεί ότι δεν θα υπάρξουν προβλήματα οξείδωσης λόγω ηλεκτρόλυσης.

Εάν στο χώμα έχει κάποια επαρκής ποσότητα υγρασίας, η AC τάση που καταφθάνει μέσω του εδάφους στις εισόδους της πύλης U1Β επαρκεί για το σκανδαλισμό της πύλης U1Β. Η πύλη U1Β ενισχύει κι αντιστρέφει το σήμα και οδηγεί τη δίοδο D1. Η D1 ανορθώνει το σήμα και φορτίζει τον πυκνωτή C4. Μόλις ο C4 φορτιστεί επαρκώς, η πύλη U1C αποκτά υψηλό δυναμικό και στις δύο εισόδους της κι επομένως χαμηλό δυναμικό στην έξοδο της. Με τη σειρά της, η έξοδος της πύλης U1D παραμένει σε υψηλό δυναμικό και έτσι το ενδεικτικό LED D3 δεν ανάβει όταν υπάρχει επαρκής εργασία στο έδαφος.

Η U1D έχει επίσης συνδεσμολογηθεί σαν ταλαντωτής. Αυτός ενεργοποιείται (ο ακροδέκτης 12 αποκτά υψηλό δυναμικό) όταν το χώμα είναι αρκετά ξηρό και η τάση που προκύπτει στις εισόδους της πύλης U1B είναι πολύ χαμηλή. Το σωστό επίπεδο ενεργοποίησης (μεταξύ ξηρασίας και υγρασίας) μπορεί να ρυθμιστεί με το τρίμερ R8 ανάλογα με το χώμα και την απόσταση που έχουν μεταξύ τους τα ηλεκτρόδια αλλά και αναλόγως των προτιμήσεών μας σχετικά με το επίπεδο υγρασίας που επαρκεί για τα φυτά μας.

Η συχνότητα ταλάντωσης του U1D είναι περίπου 1,5Ηz κι έχει ως αποτέλεσμα να κάνει το LED D3 να αναβοσβήνει όταν η υγρασία στο έδαφος πέσει κάτω από τη στάθμη που έχουμε ορίσει μέσω της R8.

Η D2 μαζί με την R5 μας εξασφαλίζουν ότι το LED παραμένει αναμμένο για το 20% της περιόδου και σβηστό για το 80% της περιόδου του ταλαντωτή. Αυτό εξασφαλίζει χαμηλότερη κατανάλωση ρεύματος και το κύκλωμα θα μπορεί να λειτουργεί πολύ καιρό, τροφοδοτούμενο αποκλειστικά από δύο τυπικές μπαταρίες του 1,5V.

Η κατανάλωση ρεύματος του κυκλώματος όταν ανάβει το LED είναι περίπου 1,4mA και όταν είναι σβηστό το LED είναι περίπου 0,4mA. Με δύο μικρές μπαταρίες των 1,5V (με τυπική χωρητικότητα μπαταριών γύρω στα 3.000mAh) το κύκλωμα μπορεί να λειτουργήσει για 300 ημέρες περίπου.

 

Λίστα με όλα τα σχόλια:
Δεν υπάρχουν σχόλια προς το παρόν.
Βαθμολογία:

Παρακαλούμε κάντε κάποια πρόταση για το προϊόν :

Όνομα χρήστη:
E-mail: