Перейти к содержимому

 

Фотография

Самодельный датчик влажности почвы. Часть 1 (до сентября 2014)

приборы

  • Закрытая тема Тема закрыта
Сообщений в теме: 743

#681 nikr

nikr

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 529 сообщений
  • Меня зовут:Николай
  • Пол:
  • Город:Москва

Отправлено 15 June 2014 - 13:00

Светодиоды расположены рядом, можно через ШИМ цвет задавать.

Игорь, можно использовать двуцветный или трехцветный светодиод. Если брать с матовой колбой, то изменение цвета очень хорошо заметно.

Визуально 100 мс по времени хватает заметить вспышку и цвет.  Если моргать один раз в две секунды, то нормально будет?

Моргать можно и раз в 10 секунд и даже реже.

#682 scort

scort

    Новичок

  • Пользователи
  • Pip
  • 20 сообщений
  • Меня зовут:Alex

Отправлено 15 June 2014 - 15:30

На удивление быстро приехали RF детекторы LTC5507. 74AC00 можно запустить на 60МГц. Следовательно нужно попробовать ВЧ датчик. Есть какие идеи по конструкции электродов на такую частоту?

Электроды с вегетроникса пойдут? Насколько я понял из твоих сообщений 74ac00 плохеет от такой частоты, лучше наверное внешний генератор. А детекторы в китае заказывал ?

#683 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 512 сообщений
  • Меня зовут:Игорь
  • Пол:
  • Город:Алма-Ата

Отправлено 15 June 2014 - 17:29

С вегетроникса у меня нету. Нужно размеры хотя-бы примерные, или хорошую фотку с линейкой.

 

74AC00 плохеет, но для экспериментов подойдет, в случае существенного успеха можно поставить активный осциллятор на 80МГц. Тут главное понять, какие преимущества/недостатки у ВЧ систем. А там видно будет. 

 

Детекторы через алиэкспресс заказал две недели назад, как раз когда вегетроникс обсуждали, решил попробовать ВЧ датчик.

 

Игорь, можно использовать двуцветный или трехцветный светодиод. Если брать с матовой колбой, то изменение цвета очень хорошо заметно.

Николай, не нашел я двухцветный SMD, да и в других режимах лучше два раздельных. Я вроде как придумал как заливать светодиоды, чтобы получался двухцветный или два раздельных, сейчас печатки дождусь - попробую. 



#684 scort

scort

    Новичок

  • Пользователи
  • Pip
  • 20 сообщений
  • Меня зовут:Alex

Отправлено 18 June 2014 - 10:36

Общая длинна электродов 93мм, ширина текстолита 7,2мм, электроды по ~2,5мм, зазор примерно 0,2-0,3

Вначале (после схемы) какая-то площадка, причем тестовый пин на ней насколько я помню никуда не звонился, (у тестера провода поломались позже проверю : )

Похоже эта площадка для снижения наводок на схему, и наверное зона детекции датчика размером чуть меньше этой площадки.

Прикрепленные файлы

  • Прикрепленный файл  IMG_5623.JPG   148.04К   4 Количество загрузок:
  • Прикрепленный файл  IMG_5630.JPG   136.02К   5 Количество загрузок:
  • Прикрепленный файл  IMG_5632.JPG   126.63К   5 Количество загрузок:


#685 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 512 сообщений
  • Меня зовут:Игорь
  • Пол:
  • Город:Алма-Ата

Отправлено 20 June 2014 - 13:21

Идея к обсуждению.

 

В общем обкатал я свой четырехканальный сенсор для огорода, который вот этот.

sensor_4ch_garden.jpg
 
Работает хорошо, но все еще есть проблема с "неудачно воткнул".  Подозрения о неправильном размещении тратят нервы и время. Вот и подумал, может делать датчик на 4 канала, но электроды не друг над другом, а четыре разных электрода на одной глубине, но в разных местах? 

 



#686 nikr

nikr

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 529 сообщений
  • Меня зовут:Николай
  • Пол:
  • Город:Москва

Отправлено 21 June 2014 - 21:07

Идея к обсуждению.   В общем обкатал я свой четырехканальный сенсор для огорода, который вот этот.   Работает хорошо, но все еще есть проблема с "неудачно воткнул".  Подозрения о неправильном размещении тратят нервы и время. Вот и подумал, может делать датчик на 4 канала, но электроды не друг над другом, а четыре разных электрода на одной глубине, но в разных местах?

Игорь, может попробовать на большей частоте? Тогда зона детекции увеличится и плотность прилегания к грунту не будет играть большого значения. А на грядку можно и несколько сенсоров воткнуть - они не настолько дорогие получаются, чтобы экономить.

#687 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 512 сообщений
  • Меня зовут:Игорь
  • Пол:
  • Город:Алма-Ата

Отправлено 21 June 2014 - 23:07

Игорь, может попробовать на большей частоте? Тогда зона детекции увеличится и плотность прилегания к грунту не будет играть большого значения. А на грядку можно и несколько сенсоров воткнуть - они не настолько дорогие получаются, чтобы экономить.

Николай, насколько я понял, с увеличением частоты можно уменьшать площадь электродов или увеличивать толщину диэлектрика на электродах. В данном случае пара миллиметров особо не влияет. Разве что увеличение частоты в  пять раз из количества перейдет в качество (в чем я пока сомневаюсь). В огородных делах проблема в большой неоднородности почвы и неравномерности полива. Переставляя сенсор на пару сантиметров, можно получить разницу в 30 единиц (0..255).В цветочном горшке, такого не получалось, почва на порядок однороднее.  Понятно, что можно это игнорировать, все равно все примерно одинаково расти будет. Но еще вот по себе заметил, зная показания датчика в конкретной грядке на втором (считая от верху) уровне, я могу точно сказать, какие значения будут на 1-ом, 3-ем, и 4-ом уровне. Поэтому, зная зависимость, нет смысла в четырех вертикальных каналах.

 

Думаю про датчик в виде коробки 8см х 8см с проволчными электродами в изоляции по углам  и одним, без изоляции (-питания) в центре. Датчик выдает среднее значение по всем 4-м каналам, или среднее по двум каналам после исключения каналов с минимальным и максимальным значением.

 

Николай, а может и в самом деле увеличение частоты приведет к качественному изменению? У вас есть основания это предполагать? Я бы тогда процесс испытаний ускорил.



#688 osetroff

osetroff

    Участник

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 36 сообщений
  • Меня зовут:Андрей

Отправлено 22 June 2014 - 22:39

с проволчными электродами в изоляции по углам и одним, без изоляции (-питания) в центре. 

 

Мысли:

1.Разделить датчик и электроды.

К датчику требования по напряжению без подключенных электродов umax=const.

Электроды выбираются в зависимости от места применения (горшок, огород) и подключаются к датчику.

На электроде измерительная цепь и потенциометры.

При изготовлении электрода тарируем его и заливаем потенциометры термоклеем.

2.Датчик и электрод - одно целое.

Например, внутри теннисного шара датчик, а на поверхности шара электроды.

Вкопав шарик на нужную глубину - получим значение влажности на этой глубине.



#689 nikr

nikr

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 529 сообщений
  • Меня зовут:Николай
  • Пол:
  • Город:Москва

Отправлено 22 June 2014 - 23:15

Игорь, тут экспериментировать надо. Не зря же промышленные датчики делают на частоту 70-80 мГц. По большому счету с ноднородностью почвы и на такой частоте ничего не поделаешь. Тут, скорее всего, хватит калибровки датчика к конкретной почве.



#690 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 512 сообщений
  • Меня зовут:Игорь
  • Пол:
  • Город:Алма-Ата

Отправлено 23 June 2014 - 09:34

Андрей, я все-же склоняюсь к объединению датчика и электродов.
 
Такая конструкция проще в изготовлении, не требует дополнительных  соединительных разъемов. А пара хороших герметичных разъем стоит как весь датчик. Силовой канал управления реле нужно тоже размещать на датчике. Питание всегда делать внешним, стабилизатор ставить внутри. Солнечные батареи нет смысла использовать в каждом датчике, если его силовой ключ управляет реле клапана, то питание по любому подведено. Это вот мысли по технологичности и путям уменьшения стоимости.
 

Не зря же промышленные датчики делают на частоту 70-80 мГц

Да, не зря. Перекопал инет на предмет поиска статей по исследованию диэлектрической проводимости почвы и зависимости от частоты. Статей оказалось достаточно много. Результаты можно подытожить простыми словами: на частотах от 50 МГц до 100 МГц на результаты измерений состав почвы оказывает наименьшее влияние. Больше ничего необычного.

 

Еще вот интересная вещь, если почва слегка влажная (по научному все вода связана и представляет собой мономерную пленку на поверхности твердых частиц), то результаты измерений будут практически как для абсолютно сухой почвы. Это объясняется сопротивлением молекул связанной воды к поляризации электромагнитным полем. Для нас это означает, что абсолютно сухая и слегка влажная почва будет выдавать одни и те-же значения. Причем, в зависимости от частиц почвы, количество связанной воды может быть достаточно велико. Что вообще не радует. Правда я пока на практике такого не видел. Но стоит иметь в виду.

Игорь, для нас связанная вода как раз и не важна. Растениям она практически не доступна.

Действительно! Вот же как вредно читать на ночь научные труды :)



#691 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 512 сообщений
  • Меня зовут:Игорь
  • Пол:
  • Город:Алма-Ата

Отправлено 24 June 2014 - 19:32

Ладно, пока тишина, очередной "вброс" про огородные датчики.

 

Пару-тройку дней размышлял я над одноуровневым четырехканальным датчиком. В итоге решил, что такой датчик можно не только себе установить, но и друзьям поставить с чистой совестью. Алгоритм обработки как в судействе на фигурном катании, максимум и минимум убираем, по двум оставшимся вычисляем среднее.  Режимы работы по модбас  с возможностью автономного режима (программируются уровни включения/выключения полива, время паузы после полива), предусмотреть команды калибровки (в воде/ на воздухе).

 

Технологически максимально упростить. Не использовать герметичные разъемы (соединительные кабели герметично залиты и "растут" из датчика). В качестве электродов использовать толстый медный провод в изоляции. Минусовой электрод один, не изолированный, по центру. 

 

Датчик нужно сделать привлекательным. Например сделать корпус прозрачным и установить внутри светодиоды.  Примерно вот так (10 см х 10 см)

 

Прикрепленный файл  sens_model.jpg   78.23К   8 Количество загрузок:

 

PS: что-то мне подсказывает, что на этом я,  пожалуй, и остановлюсь :)

 

 

 

 

 



#692 nikr

nikr

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 529 сообщений
  • Меня зовут:Николай
  • Пол:
  • Город:Москва

Отправлено 25 June 2014 - 11:30

Игорь, корпус больно громоздкий выходит. Лучше его крестиком сделать - оригинальней смотреться будет. Я тут как раз к теме корпусов переключился на сборку 3d -принтера, а то промышленные больно дорогие. Можно будет почти любую банку напечатать, да и плоские электроды заливать пластиком будет удобнее. Так же с краниками для воды на сервоприводах можно будет помудрить. В общем должна полезная штука получиться.



#693 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 512 сообщений
  • Меня зовут:Игорь
  • Пол:
  • Город:Алма-Ата

Отправлено 01 July 2014 - 14:54

Николай, да это у меня уже скорее садовый фонарик с функцией датчика влажности. А такой корпус из оргстекла очень просто склеить. Крестиком тоже было-бы хорошо, но как-то возиться с раскройкой не хочется.

 

PS: У китайских water timer внутри оказался моторчик прикрученный к клапану. На холостом ходу потребление 6 мкА. Клапан открывается примерно пол-секунды. С надежностью пока не понятно, но на газоны и огурцы поставил. Посмотрим сколько протянут.



#694 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 512 сообщений
  • Меня зовут:Игорь
  • Пол:
  • Город:Алма-Ата

Отправлено 16 July 2014 - 15:36

В итоге проверил все режимы датчика для горшков. 

 

Работают на "очень хорошо". Особенно приятно, что имеется корректировка нелинейности. Датчик с питанием от батарейки СR2032 пока работает, особого разряда не замечено. А вот самый "продвинутый" вариант с дисплеем 0.66" и протоколом ModBus.

Прикрепленный файл  sens_oled.jpg   71.57К   12 Количество загрузок:

 

В общем, проделанной работой удовлетворен. На базе одной и той-же печатной платы получил несколько разных вариантов датчиков. От простого аналогового, до продвинутого с дисплеем. На этом остановлю разработку датчиков для домашних растений. Займусь вплотную огородным вариантом.

Прикрепленный файл  sens_leds.jpg   69.33К   5 Количество загрузок:

 



#695 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 512 сообщений
  • Меня зовут:Игорь
  • Пол:
  • Город:Алма-Ата

Отправлено 21 July 2014 - 13:28

Игорь, поздравляю с завершением разработки! Пора на сайт выкладывать....

Николай, спасибо. Долгий процесс получился. Сейчас вот последний вариант проверю на пару-тройку поливов и просыханий....
Достаточно футуристично это дело в горшке смотрится :)
Прикрепленный файл  sens_calib.jpg   49.9К   4 Количество загрузок:

#696 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 512 сообщений
  • Меня зовут:Игорь
  • Пол:
  • Город:Алма-Ата

Отправлено 22 July 2014 - 07:32

Игорь, что то проводов больно много к датчику тянется. А если горшков 15.... :umnik:

Николай, да жуткий вид :) Под отладкой пока еще стоит. Это коннекторы от Dupont кабеля. Два на блок питания, два к RS485 адаптеру и еще три к программатору.  А так - одного телефонного четырех-жильного хватит. 
 
PS: Видел на aliexpress клапана с магнитной защелкой. Для переключения импульс 60 мс прямой и обратный используется. Т.е. они ничего не потребляют. Можно использовать на батарейном питании. Может вам такие для горшков подойдут?

 

Игорь, надо попробовать. Ссылочку скиньте на клапана а то на Али товаров немеряно.

Николай, там разные есть. Для поиска используйте "latching valve".

#697 dimmich

dimmich

    Участник

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 28 сообщений
  • Меня зовут:dimmich
  • Пол:
  • Город:Владимир

Отправлено 22 July 2014 - 10:56

Много проводов? Пора внедрять HART протокол ))) 2 провода будет.

Всё равно много? Построить Zigbee сеть  :suicide2: В садовый светильник помимо датчика влажности встроить модуль Zigbee (программатор, даташит на CC2530).



#698 dimmich

dimmich

    Участник

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 28 сообщений
  • Меня зовут:dimmich
  • Пол:
  • Город:Владимир

Отправлено 22 July 2014 - 16:52

Трубочки для ирригации 4/7мм, как я понимаю это внутренний и внешний диаметры указаны.

Тройнички для 4/7мм (продаются только большими количествами)

Микроразбрызгиватель с тройничком, но этот мне кажется лучше подойдёт для горшочков.

Клапан, как я понял для регулировки давления на участках гидросистемы.

Насос недорогой, вот ещё, вот вроде посолидней (но выход 8мм).

Думаю для полива можно применить и насосы от термопотов если цель - подешевле.

C клапанами труднее... 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 последний для воздуха, но параметры неплохие.



#699 nikr

nikr

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 529 сообщений
  • Меня зовут:Николай
  • Пол:
  • Город:Москва

Отправлено 22 July 2014 - 19:45

Dimmich, спасибо за ссылки. У меня пока без электронники на балконе собрана система на капельницах трофиблюмат, хотя датчики на модбас уже воткнул. Магистраль 6/8мм, а трубки самих капельниц 2/3мм. Самым удачным вариантом были бы микроклапана, как раз на капиллярные трубки. В продаже таких мелких пока не нашел. Вот, думаю, на модельных сервах можно сделать пережималку капиллярной трубки. Но до этого руки дойдут, когда 3д принтер закончу. А это только к зиме после дачного сезона получится.... Микроразбрызгиватели тоже интересно, как для повышения влажности воздуха так и для увлажнения листвы - только надо мелкодисперсные.



#700 dimmich

dimmich

    Участник

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 28 сообщений
  • Меня зовут:dimmich
  • Пол:
  • Город:Владимир

Отправлено 23 July 2014 - 10:35

Мне кажется выгодно было бы придумать клапаны на основе вибромоторчиков от сотовых. Они маленькие, низковольтные, дешёвые. Выпрессовать с вала эксцентрик, приделать на ось мотора болтик, а гаечка, двигаясь, будет пережимать трубку. Конечно при изготовлении много других вопросов возникнет, это пока лишь теория.

Изображение





Темы с аналогичным тегами приборы

Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 скрытых пользователей

Copyright © 2024 homecitrus.ru
 

Яндекс цитирования