Как работает датчик влажности почвы

Датчик влажности почвы

Выходом датчик влажности почвы — аналоговый сигнал. Модуль подключается к управляющей плате к аналоговым пинам. Для удобства работы с модулем используйте Troyka Shield.

Примеры работы

Пример работы для Arduino

Пример программы для Iskra JS

Элементы платы

Контакты подключения 3-проводного шлейфа

Принципиальная и монтажная схемы

Характеристики

Максимальная глубина погружения в почву: 40 мм
Максимальный потребляемый ток: 50 мА
Напряжение питания: 3,3–5 В

Ресурсы

Датчик влажности почвы в магазине.

Если не указано иное, содержимое этой вики предоставляется на условиях следующей лицензии: CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 4.0 International

Производные работы должны содержать ссылку на http://wiki.amperka.ru, как на первоисточник, непосредственно перед содержимым работы.
Вики работает на суперском движке DokuWiki.

продукты/moisture-sensor.txt · Последние изменения: 2017/02/13 16:53 — igor

Инструменты страницы

• Показать исходный текст
• История страницы
• Ссылки сюда
• Наверх

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:

0–3,5 В при питании 5 В:
0–2 В при питании 3,3 В.

На показания датчика также влияют следующие факторы:

Степень погружения датчика в почву.
Тип почвы, её химические и физические свойства.
Наличие и количество примесей в воде.

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.

// любой GPIO пин с поддержкой АЦП constexpr auto pinSensor = A0; void setup() { // открываем Serial-порт Serial.begin(9600); } void loop() { // считываем данные с датчика влажности почвы int valueSensor = analogRead(pinSensor); // выводим данные в Serial-порт Serial.println(valueSensor); // ждём 100 мс delay(100); }

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

0–300: сухая почва;
300–600: влажная почва;
600–750: датчик в воде.

Патч для XOD

Создайте новый патч
Добавьте в патч ноду analog-sensor и установите ей в инспекторе PORT значение A0 .
Добавьте ноду watch и подключите её к ноде analog-sensor к пину VAL .
Прошейте платформу Arduino с режимом отладки.

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

0–0,3: сухая почва;
0,3–0,6: влажная почва;
0,6–0,75: датчик в воде.

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.

// выводим показания датчика на пине A0 каждые 100 мс setInterval(function() { var valueSensor = analogRead(A0) * 100; print('Value sensor: ', Math.round(valueSensor), '%'); }, 100);

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

0–30%: сухая почва;
30–60%: влажная почва;
60–75%: датчик в воде.

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.

# библиотека для работы со временем и задержками import time # библиотека для работы с расширителем портов GPIO Expander на плате Troyka Cap import gpioexp # создаём объект для работы с расширителем портов exp = gpioexp.gpioexp() # пин к которому подключен датчик влажности почвы # любой GPIO пин платы расширения Troyka Cap pinSensor = 3 while True: # считываем состояние датчика влажности почвы valueSensor = exp.analogRead(pinSensor) * 100 # выводим показания датчика print('Value sensor: ', round(valueSensor), ' %') # ждём 100 мс time.sleep(0.1)

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

0–30%: сухая почва;
30–60%: влажная почва;
60–75%: датчик в воде.

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.

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.

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

Ёмкостный сенсор влажности почвы пригодиться для создания систем автоматического полива растений. Датчик не даст засохнуть комнатным цветкам и флоре на огороде.

Принцип работы

Ёмкостный датчик выполнен в виде штыря, которым погружается в грунт на расстояние до 80 мм. На штыре в виде дорожек расположены два электрода, но в отличии от резистивной модели, электроды ёмкостного сенсора защищены токоизолирующей маской и неподвержены коррозии.

Внутри ёмкостного датчика находится RC-генератор на таймере 555, частота которого зависит от ёмкости между двумя электродами, которые выполняю роль конденсатора. Изменение влажности грунта сказывается на его диэлектрических свойствах и меняет ёмкость, что приводит к повышению или понижению выходного сигнала датчика. Итоговое напряжение пропорционально степени влажности почвы.

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.

// любой GPIO пин с поддержкой АЦП constexpr auto pinSensor = A0; void setup() { // открываем Serial-порт Serial.begin(9600); } void loop() { // считываем данные с датчика влажности почвы int valueSensor = analogRead(pinSensor); // выводим данные в Serial-порт Serial.println(valueSensor); // ждём 100 мс delay(100); }

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

Как работает датчик влажности почвы

Система регулирования влажностью почвы является достаточно сложной и практичной. Среди частных огородников и предпринимателей, специализирующихся на сельском хозяйстве, распространен вопрос, как работает датчик влажности почвы. На самом деле, данный элемент идеально подходит для формирования механизмов автоматического полива растительных культур и выступает в качестве незаменимого помощника для ухода за растениями в помещениях и открытом грунте.

Специфика прибора

Изучая вопрос, как обычно работает датчик влажности почвы, стоит ознакомиться с базовым набором его технических параметров. Речь идет о следующих моментах, которые нужно учесть в обязательном порядке:

1. Отметка напряжения питания, Вольт;
2. Уровень напряжения на выходе датчика, аналогичная единица измерения;
3. Максимальное значение потребляемого тока;
4. Глубина, на которую система погружается в почвенный слой;
5. Температурный режим функционирования;
6. Размерные и весовые характеристики.

Активация

Традиционно комплект содержит кабель, предназначенный для моментального и комфортного подключения к общей системе. На выходе происходит подключение к аналоговому входу. Для активации модуля применяется два способа, все зависит от сложившихся обстоятельств.

1. Применение шлейфа проводного типа, непосредственно к контроллеру.
2. Использование другого типа шлейфа с тремя проводами.

Входное напряжение в плане питания предполагает подачу на выводы датчика. Система может быть подключена к постоянному режиму, хотя также она может управляться отдельно. Питание осуществляется за счет невысокого потребления электроэнергетического ресурса, который в несколько раз меньше в сравнении с аналогичными датчиками влажности.

Детали о модуле

Изучая вопрос, как работает датчик влажности почвы, следует ознакомиться с нюансами функционирования модуля. Следует отметить, что электропроводность почвы пребывает в прямой и непосредственной зависимости от уровня влажности. Погружение датчика происходит непосредственно в грунт. Дистанция составляет до 45 мм. Измеряется электропроводность почвы между контактами. Напряжение на выходе влияет на уровень электропроводности, которая была измерена. Чем выше отметка влажности, тем больше уровень сигнала.

Почему следует обратиться к нам?

Узнать, как работает датчик влажности почвы, можно на официальном сайте нашей организации. Фирма предлагает внушительный спектр товаров и мероприятия по их установке. Она гарантирует высокий уровень исполнения позиций и доступные расценки на них. Также при желании и необходимости можно получить консультацию специалиста и принять окончательное решение самостоятельно. В каталоге представлены позиции с детальными описаниями, ценовыми диапазонами и отзывами реальных пользователей.

Что влияет на показания прибора?

Рассматривая вопрос, как работает датчик влажности почвы, следует ознакомиться с набором параметров, оказывающих влияние на показания устройства:

1. Степень, с которой осуществляется погружение в почву;
2. Тип грунта, в частности – свойства физического и химического характера;
3. Наличие примесей в жидкости, используемой для полива, а также их объем.

Это далеко не все параметры, однако они являются основными. Теперь понятно, как работает датчик влажности почвы, и каким образом его можно использовать, чтобы получить достижение желаемого результата и сделать это в рекордно короткий отрезок времени.