Сообщений в теме: 504

[astruve]

Увеличил схему:

Прикрепленные файлы

•  Сенсор 80 мГц 1-wire.pdf   45.86К   97 Количество загрузок:

[nikr]

На выходе детектора получаю напряжение ВОЗДУХ 3,5-3,9 вольта, ВОДА 0,8-1,2 вольта.
После детектора резистивный делитель перед DS2438.
Эта цепь отвечает за согласование волнового сопротивления самого сенсора и входа АЦП.
Требует очень кропотливой настройки или приблизительный математический расчёт.
Пробовал по-разному, остановился на оптимальных номиналах  Резистор на землю 390 к, резистор на АЦП примерно 470 ом- 1 к.

Здравствуйте Анатолий.

Вы маленько прижали чувствительность сенсора изменив цепочку R1C4. В исходной схеме дельта от 4,2 до 0.6.

Да и R4 изменили наверное зря этим вы уменьшили входное сопротивление операционного усилителя. R2 на  напряжение на входе АЦП вообще не влияет так как выходное сопротивление операционника при данной схеме включения очень низкое. А вот если после R2 привесите конденсатор на землю получится ФНЧ и показания АЦП будут поспокойней.

[UL7AAjr]

Да, номиналы несколько ухудшили характеристики, согласен.

 

Анатолий, у вас правильный обвес для зашиты датчика, но есть небольшая проблема с LP2980. Они достаточно уверенно подыхают при самом небольшом превышении напряжения от максимального, даже кратковременном. У меня так и 16В не всегда выдерживали. Такие стабилизаторы надо защищать от перенапряжения. Я добавил резистор по питанию, и стабилитрон на 13В параллельно входу.

 

Ключевой недостаток данной схемы - сильная нелинейная зависимость выходного напряжения от влажности. Использовать микроконтроллер вместо DS2438 - более гибкое решение. МК может выравнивать нелинейную зависимость и позволяет организовать несколько вариантов протокола обмена. Хороший вариант STM8L101F2U6 (20 ног, корпус 3х3 мм.) 

[astruve]

Здравствуйте Анатолий.

Вы маленько прижали чувствительность сенсора изменив цепочку R1C4. В исходной схеме дельта от 4,2 до 0.6.

Да и R4 изменили наверное зря э...

Добрый день, Николай.

Вы абсолютно правы том, что я слегка понизил чувствительность датчика, кстати я использовал проволочные электроды, а они значительно резче реагируют на изменение влажности в почве. Это подтвердило экспериментально на грядках, попробую по вашим замечаниям изменить R1 500ом-1к, а С4-0,1мкф, А вот по поводу емкости "на землю после R2" не совсем понял. Непосредственно перед входом ОУ, или входом DS2438? А за критику спасибо.

[astruve]

Aнатолий, у вас правильный обвес для зашиты датчика, но есть небольшая проблема с LP2980.

...

Игорь, здравствуйте.

На эти датчики у меня 12V поступает от внешнего стабилизированного источника напряжения. В дальнейшем создание полного автомата полива на Меге128. В заданное е заданное время полива, для каждой зоны должен включаться свой датчик (путем по подачи на разрешающий вход  LP2980 5v). Далее, измеренная влажность сравнивается с калибровочной величиной, записанной в ЕЕПРОМ МК, и в зависимости от результата сравнения MK управляет ЭМК зоны полива. Вот здесь в программе можно и скорректировать(выровнять)  нелинейную  зависимость выходного напряжения от влажности датчика. Это будет полный автомат полива.

А за ваши рекомендации большое спасибо и Вам и Николаю.

Кстати, большое спасибо за ссылку на микро разбрызгиватели и способ их применения. Уже пришли, но проверить сейчас негде: зима и снег.

[UL7AAjr]

Анатолий, вечер добрый.

Идея выбирать датчик подачей разрешения питания - выглядит хорошо и просто. Возможный недостаток - отдельный провод (разрешения) к каждому датчику. Тут, конечно, от конфигурации грядок зависит

 

При записи порогов срабатывания для каждого канала, корректировка нелинейности не понадобится. Достаточно выяснить этот порог для каждого датчика индивидуально, после установки в почву и ожидания просыхания почвы до стадии "пора поливать".

 

В принципе, то, как вы задумали систему, выглядит просто и вполне работоспособно. Уверен, что все получится как надо. 

[UL7AAjr]

Я тут подумал, что пока не наступил огородный сезон (хотя судя по нашей погоде - пора рассаду помидоров запускать), нужно-бы провести сравнительные испытания датчика на кварце 80 МГц и датчика на генераторе с плавающей частотой. Надо как-то подумать, как создать равные условия для испытаний и какие характеристики и как сравнивать. Заодно проверить в тех-же условиях промышленные датчики.

 

Игорь, сравнить наши два варианта, конечно, можно. Но что то мне подсказывает, что будет примерно одно и то же. А вот с промышленными сравнить было бы интересно.

[nikr]

А вот по поводу емкости "на землю после R2" не совсем понял. Непосредственно перед входом ОУ, или входом DS2438? А за критику спасибо.

Добрый вечер Анатолий.
R2 идет с выхода операционника на вход АЦП. С входа АЦП на землю вешаем конденсатор. Получается Г образный ФНЧ. Примерно как в схеме термометра http://gygrosensor.u...r_lm35/1-1-0-11

 

Спасибо большое, Николай. Все понял. По какой формуле рассчитать емкость конденсатора и какую частоту должен отсечь ФНЧ? Какой тип конденсатора лучше использовать?

[nikr]

Лучше емкость подобрать экспериментально, чтобы показания АЦП не прыгали от измерения к измерению. Емкости обычно использую керамику для поверхностного монтажа. Также можно в контроллере использовать программный фильтр, например, Fзап=(1-Kf)Fизм +Kf*Fзап    где 1 > Кf >0 .\\
 
 

Добрый вечер, Николай.
Спасибо за ответ, Керамику обычную или танталовую? И с какой величины емкости лучше начинать "танцевать"?

 
Танталовые это уже электролиты. Я думаю достаточно обычной 1мкф. У меня на фильтре R =470, С=1мкф Lm35  вполне нормально себя вела.

 

Спасибо большое за помощь еще раз. Буду пробовать, о результатах обязательно сообщу.

[UL7AAjr]

Между делом почти собрал контроллер с клапаном для полива цветочных горшков. "Почти" - потому как в последний момент заметил отсутствие RC цепи после шунта на H-мосте. Вернее C есть, а вот R забыл добавить. Придется либо дорожки резать и вставлять, либо переделывать. Но сути конструкции не меняет. Все будет точно так-же.

 

 pot_ctl.jpg   97.99К   4 Количество загрузок:

 

Размер получился 4 х 4 см. На борту три телефонных разъема 4P4C. Один на датчик, а два соединены параллельно. Как-бы вход и выход, для последовательного соединения контроллеров. Клапан работает по принципу пережимания резиновой трубки, ничего сложного делать не стал. После нескольких упрощений и доработок клапан работает надежно. Из электронной начинки: стабилизатор, драйвер RS485, МК STM8L051 и Н-мост с шунтом на землю, для определения момента останова моторчика по току. Пара светодиодов. Один светодиод красно-зеленый для отображения влажности, и один красный - моргает в момент полива. Все как и прежде работает по протоколу Modbus.

 

Есть идея добавить автономный режим работы. Для этого нужно добавить кнопку калибровки. Как только наступит время полива - нажать кнопку, и контроллер запомнит значение влажности при которой необходимо выполнять полив. Повторное нажатие кнопки во время полива - задаст время полива. Неиспользуемые провода, в данном случае, можно приспособить для управления насосом.

 

PS: теперь дело за контроллером насоса и самим насосом. А пока "погоняю" клапан на предмет циклов живучести.

 

[nikr]

Было у меня что то похожее  http://gygrosensor.u...ja_3_4/1-1-0-22  6 каналов в автономных только настройка через компьютер по modbus ну и мониторить сенсоры можно.

 

Игорь, при автономном режиме для горшечных лучше не по времени полива ориентироваться, а по значению сенсора. Все таки водоемкость горшка сильно ограничена по сравнению с грядкой.

[UL7AAjr]

Игорь, при автономном режиме для горшечных лучше не по времени полива ориентироваться, а по значению сенсора. Все таки водоемкость горшка сильно ограничена по сравнению с грядкой.

Длительность полива как раз и настраивается повторным нажатием кнопки (когда хватит поливать). В общем-то человек хотя-бы примерно сумеет определить, что достаточно поливать. Ну если будет мало, то следующий полив быстрее включится.

 

Можно откалибровать и по двум уровням. Не думаю, что алгоритм будет сложным. Например длительное нажатие кнопки - запомнить верхний уровень влажности, короткое нажатие - низкий.

 

Нижний уровень и верхний уровень цвета светодиода можно калибровать автоматически, по значению сенсора в момент включения полива и максимальному значению сенсора (у меня чем больше значение - тем больше влажность).

 

Клапан на контроллере проверил на живучесть. Прогнал 3 тысячи циклов открытия/закрытия. Ничего не повредилось и не отвалилось. Трубка тоже целая. Да, под платкой мотора и на платке контроллера наклеены полоски двустороннего скотча (защитную пленку не снимал). Так трубка обжимается мягко и надежнее.

[mks]

У меня уже давно витает идея конструкция датчика, емкость которого по соображениям должна быть в разы (десятки?) больше предлагаемых в этой теме. Но поскольку конструкция не совсем проста в изготовлении и пока нет схем для отладка, то вопрос к тем, кто уже плотно занимается этой темой: а есть ли смысл повышать емкость датчика? Нравится идея частотного измерителя ввиду бОльшей доступности элементов. Удалось ли в ней минимизировать влияние окружающих объектов на результаты в горшечном применении?

[UL7AAjr]

Увеличивать емкость - значит увеличивать размер. Есть смысл для использование в грядках, так как охватываемый объем почвы увеличивается, сглаживается зависимость от неравномерности почвы. Для цветочных горшков смысла нет.

 

 

Влияние окружающей среды как было так и осталось. Но тут есть нюансы. При обхватывании горшка руками или приближении металлических предметов,  показания влажности увеличиваются у хорошо политого горшка, если земля подсыхает, то показания изменяются не так сильно - это первое. Второе - это то, что временное изменение никак не повлияет на работоспособность в целом, так как изменения происходят в сторону увеличения показаний влажности. Третье  -  вычисление средних показаний в течении длительного времени избавляют от временных наводок.

[UL7AAjr]

Охватываемый объем еще зависит от рабочей частоты датчика. Чем выше частота тем больший слой почвы участвует в измерении.

Николай, вот я так и не понял, в чем тут фокус. Когда я делал прибор для измерения малых емкостей, то убедился, что на разных частотах рассчитанное значение емкости всегда правильное.  Т.е. достоверность показаний зависит только от емкости, частота никак не влияет на точность измерений (разве что на максимальное разрешение прибора).  А этот прибор есть точная копия генераторного датчика на 74LVC1G. Вот и в формуле вычисления емкости плоского конденсатора отсутствует частота. 

 

Кстати. Я этот прибор использую для проверки конфигурации электродов. Замеряю емкость электродов на "воздухе" (паразитная емкость) и в "воде". И,  таким образом, изменяю конфигурацию электродов для получения приемлемого соотношения воздух/вода. Потом использую полученные значения для определения оптимальной частоты датчика. В результате показания датчика соответствуют расчетным. 

[UL7AAjr]

Я как-то пытался понять, почему промышленные датчики используют 80 МГц. Так до конца и не "дорыл", но есть предположение, что на этой частоте диэлектрическая проницаемость воды меньше всего зависит от температуры.

 

Игорь, я эту информацию когда то прочитал в описании работы одного из промышленных датчиков, работающего на разных частотах. Видимо разработчики проводили такое исследование.

[Msapogov]

Осилил за вечер все 58 страниц форума, очень понравилось развитие темы, а самое главное, получились устройства, не хуже промышленных.
Мне очень понравилась идея использовать NRF24L01, с питанием от батарейки. [/size]Для себя много автоматики реализовал на ESP8266, к тому-же есть отличный проект [/size]http://homes-smart.r...na-baze-esp8266, Там как раз есть и прием от беспроводных датчиков NRF24L01, а дальше можно хоть просто на WEB отображать, хоть по MQTT отправлять, хоть логику придумывать. Только с протоколом передачи информации от датчиков [/size]вопрос к Игорю. Больше всего понравилась автономность работы от 3В батарейки.
Возможно ли как-то изменить структуру передаваемых данных по радиоканалу от Вашего устройства. С возможностью указания номера датчика, номера канала, скорости и др параметров для NRF-ки.
http://homes-smart.r...4l01-i-nrf24le1
Например передавать такие параметры, как напряжение батарейки, номер датчика, влажность. Ну а если есть свободные ноги на микроконтроллере, то и управлять ими.
Вот для примера кода на ардуино для Pro-mini есть тут - http://homes-smart.r...o-nrf24lo1#5834
 
Но заставить ее работать с таким потреблением, как у Вас у меня врядли получится.
Вопрос вот в чем, насколько Ваш проект открыт для повторения? 
Возможно-ли как-то по запросу участников форумы сделать изменения в прошивке?
Или с этими вопросами в личную беседу?
Как я понял у Николая все прошивки и схемы выложены тут...

[UL7AAjr]

Михаил, я до сих пор использую как стандарт протокол Modbus. Ничего нового. По регистрам Modbus одноканальные датчики влажности совместимы с датчиками описанными у Николая. 

 

С батарейными датчикам на NRF24L01 протокол другой, ради экономии энергии использовал встроенный в NRF24 протокол передачи пакетов с подтверждением передачи. Впрочем, от этих датчиков я отказался. Их практически невозможно применять в помещениях. Вездесущий WiFi не дает пакетам нормально ходить. Схемотехнически там нет ничего сложного: генератор для измерения влажности, низкопотребляемый МК STM8L и, собственно, NRF24L01. Основное время МК "спит", как и все оборудование (генератор обесточен, NRF тоже в режиме сна). Периодически МК просыпается, замеряет напряжение батареи, включает генератор и замеряет влажность, затем передает пакет по NRF. Затем все уходит в спящий режим. Собственно все. Да, там еще стоят на питании четыре конденсатора керамических по 47uF, иначе передатчик сильно "просаживает" батарейку и пакет не уходит.

 

Так-что этот вариант датчика заброшен. От исходников на ассемблере под STM пользы будет вам наверное никакой. Тем более, что там используются библиотеки, опять-же на ассемблере под STM. 

 

На самом деле нет смысла делать беспроводные датчики для автополива, так как шланги все равно надо подводить. А где шланг, там и провод не сложно прокинуть. Лишнее усложнение и удорожание датчика может быть интересно только для экспериментов.

 

 

PS: выяснил, что тонкие шланги для полива комнатных растений и всевозможные тройники и переходники к ним продаются в зоомагазинах, где аквариумы. У нас цена примерно такая: 1м прозрачного шланга Ф5мм 0.13$, тройники 0.07$.

[nikr]

Игорь, прозрачный быстро зацветет изнутри - черный нужно применять. 5-ка, как я понимаю,  снаружи. Проходное у этой трубки  4мм. Тонковата наверное для магистрали. У меня  магистраль с проходным сечением 6мм.

 

Вот это я не подумал, что зацветет. А 25 м уже купил. По толщине думаю пойдет. Тут вроде поток большой не нужен.
Сейчас выбираю насос для подачи. Я для безопасности решил подачу снизу делать, включать насос по необходимости.  Думаю приспособить от автомобильного омывателя. Может есть какие идеи в этом направлении?

 

Игорь, вариантов полно. Можно автомобильный, можно у китайцев маленький центробежный купить, можно аквариумным компрессором наддувать герметичный бак. У меня на балконе бак на 20л выше уровня почвы в среднем где то на полметра - напора вполне хватает. Если вдруг выльется на балкон не страшно, но такого вроде пока не было. Единственный минус высоко баклажки поднимать при наполнении.

[mks]

+1 за омыватель. Аквариумный фильтр дорого и давал слабый набор. Надувание бака компрессором давало инерционность.

Какой-то бу омыватель легко наполнял литровую банку на высоте 2,3 метра менее минуты.

 Записати21.PNG   31.53К   0 Количество загрузок:

Два раза использовал его летом для ежедневного полива по таймеру и он таки выручал.