Перейти к содержимому

 

Фотография

Самодельный датчик влажности почвы. Часть 2

приборы

  • Авторизуйтесь для ответа в теме
Сообщений в теме: 492

#21 scort

scort

    Новичок

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

Отправлено 16 Сентябрь 2014 - 15:05

Почва сохнет очень долго, времени много уходит.

 Вообще странно, что графики такие разные.

 

Надо растения которые воду литрами пьют, огурцы помидоры какие-нить.

графики еще плавают из-за капилярного распределения оно тоже очень медленное.

это как перелить с вытеканием из дренажа, а потом бац и через 20 минут оно опять в горшок уходит.



#22 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 18 Сентябрь 2014 - 12:16

Есть две новости. 
 
1. Датчик 80МГц на основе измерительной цепи от вегетроникса запустить не смог. Вроде все правильно, а работать не хочет.
 
2. Изменил схему измерительной цепи и запустил на 80МГц. Что понравилось, можно сказать, что не реагирует на касание горшка рукой. Если переустановить несколько раз, показания изменяются мало, т.е. меньше зависимость от плотности контакта. Характеристики еще не снимал, надо по-человечески его сделать и поиграть с номиналами. Сейчас на воздухе 2.8В в воде ~0.6В. Питание 3.3В.
 
Пока он выглядит вот так
Прикрепленный файл  80MHz_sensor.jpg   117К   10 Количество загрузок:

На сколько это увеличит стоимость сенсора?

На пару долларов. Тут проблема не столько в цене, сколько в доступности деталей. Генераторы на 80MHz заказывать надо.

#23 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 18 Сентябрь 2014 - 19:04

Игорь, а диоды наши или BAR43? Надо будет тоже генераторы заказать - поиграться. То что на плотность контакта не реагирует этого и следовало ожидать. При высокой частоте зона измерения увеличивается.

Николай, диоды BAV70. Это как BAV99 только включены встречно. Что-то у меня с шотки беда какая-то, не хотят работать как положено и все.  А эти всегда выручают. Я завтра постараюсь схемку в порядок привести и выложить. 
 
Генераторы брал вот эти
http://www.ebay.com/...=item20cf69f24a
 
Еще операционники AD8605 rail-to-rail в корпусе SOT23-5.

А есть ли необходимость в такой чувствительности, точности?

Если про AD8605, то это скорее для уверенности, что если что-то идет не так, то операционник ни при чем. Можно что-то подешевле потом поставить.

#24 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 18 Сентябрь 2014 - 20:47

Константин, процесс улучшения характеристик бесконечен. В принципе и на 4-16мГц датчики вполне работоспособны.

Тут еще добавлю, что для огорода лучше низкочастотные использовать, а вот для цветочных горшков - высокочастотные. Это связано с размерами и охватываемым объемом почвы. Я в огороде вообще до 100 КГц частоту опускал для электродов из больших пластин.
 
Простая зависимость: низкочастотные датчики лучше работают с большими электродами, а высокочастотные с маленькими.

#25 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 19 Сентябрь 2014 - 14:52

Сделал нормальную плату. Датчик не завелся. Ерунда какая-то. Зря решил паять бессвинцовым припоем, возможно с непривычки перегрел что-то или закоротил. В общем разбираться надо.
 
PS: как вы им вообще паяете? Ни разу так с пайкой не мучился:(

Игорь, у бессвинцового вроде температура плавления градусов на 20-30 выше и следовательно перегреть детали проще. Я обычным пользуюсь в проволоке 1мм.



#26 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 22 Сентябрь 2014 - 18:01

С трудом запустил второй экземпляр датчика на 80 МГц. Недостаток схемы в необходимости точного подбора номиналов. Повторяемость никакая. Решил вернуться к классике.

 

После некоторых мучений получил первую, стабильно работающую схему на 80 МГц. Спаял на всякий случай две штуки (нормальным припоем). Обе запустились сразу. Динамический диапазон не самый лучший, но стабильный. На воздухе 2.2 В в воде 1.1 В. График практически линейный, коррекция не нужна. Как и говорил выше, к наводкам устойчивость высокая. Это компенсирует небольшой динамический диапазон.

 

Прикрепленный файл  HS-80MHz.jpg   96,1К   4 Количество загрузок:

 

 

Конструкция электродов: две полоски фольги на текстолите, полоски шириной 3 мм на расстоянии 3 мм друг от друга. Длина 90 мм. Верхний слой изоляции - оргстекло 1.5 мм. Вариант не самый удачный, высокая паразитная емкость. Постараюсь подобрать другую конструкцию.

 

PS: из этой схемы трудно "выжать" что-то лучшее. Подбирал все номиналы. Есть еще один вариант на смещенных диодах, как мне кажется, намного более перспективный, но на макетке пока работает криво.

 



#27 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 22 Сентябрь 2014 - 20:40

Игорь, полезность R8 сомнительна. Динамику соотношением R7 R2 раскачивать пробовали? Собираюсь тоже 80Мгц попробовать - детали заказал. Операционники, правда, не такие крутые как у вас.

Николай, без R8 вообще работать не будет. И не работало пока не поставил. 

 

R7 R2 пробовал. Такие номиналы оставлены для ограничения максимального усиления при отключенных электродах. У меня без них как раз 3 В на выходе. Можно конечно поднять усиление на реальных электродах, но пока пробую разные - оставил так..



#28 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 22 Сентябрь 2014 - 21:25

Разобрался я с измерительной цепью вегетроникса. Она, в принципе, работает, просто я это не сразу понял. При прямом подключении диода к генератору, напряжение на выходе измерительной цепи будет от половины амплитуды генератора и выше, т.е. иметь постоянное высокое смещение. Это напряжение смещения надо отрезать, например на МК, что они похоже и делают программно.

 

Можно отрезать напряжение смещения, подав выделенную постоянную составляющую на инверсный вход операционника. Над чем я собственно сейчас и тружусь. Мне этот способ подключения диода нравится тем, что на него всегда подано открывающее смещение, что избавляет от ступеньки начального открывающего напряжения диода. 



#29 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 23 Сентябрь 2014 - 10:14

Хорошая новость для любителей проволочных электродов :)

 

Работают хорошо. Вот конструкция.

Прикрепленный файл  80_sensor.jpg   100,9К   2 Количество загрузок:

 

И график при погружении в воду.

Прикрепленный файл  80_linearity.jpg   67,43К   1 Количество загрузок:

 

Номиналы схемы не трогал.

Можно выкинуть ОУ если хватит разрядности АЦП. На выходе измерительной цепи уровень сигнала 0.85...0.25 В (трехвольтовое питание генератора).



#30 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 23 Сентябрь 2014 - 21:54

Игорь, сложная у вас заделка изоляции на проволочных. Я просто штатную изоляцию сдвигаю и заливаю ямку термоклеем.
Еще раз на последнюю схему посмотрел.... Абсолютно не понимаю зачем R8. В паралель два диода и на входе этот резистор.

#31 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 23 Сентябрь 2014 - 23:12

Николай, без R8 схема не работает. Даже в симуляторе Multisim. В предыдущем датчике на 7400 вместо R8 стоит диод (половинка BAV99), это лучше, но при таком включении паразитная емкость диода подключена параллельно электродам. На ВЧ это очень плохо. Если погуглить по ключевым словам "RF probe", то будет видно, что резистор в аналогичных схемах присутствует, и номинал его достаточно мал. В общем я ничего не изобретал, просто убедился, что без резистора не работает. 
 

Я просто штатную изоляцию сдвигаю и заливаю ямку термоклеем.

Термоклея под рукой не было, а термоусадочных трубок - куча.
 
 
PS: Кажется можно еще пару капель из этой схемы выжать. Завтра проверю.
 
PPS: Николай, а вы генераторы на 5В заказывали? 



#32 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 23 Сентябрь 2014 - 23:33

PPS: Николай, а вы генераторы на 5В заказывали?

Ага, генераторы на 5в (5SWO) 80Мгц типоразмер 0705. А в фрагменте схемы вегетроникса такого резистора нет.... Кстати у шоттки вроде емкость на порядок выше, может поэтому они у вас не прижились.

 

Николай, у вегетроникса конденсатора на входе нет. А когда он есть, на нем постоянка накапливается, вот резистор и нужен. Шоттки - да, емкость на порядок больше.
 
А я генераторы брал какие-то "no-name". Почему-то не нашел брандовых ни на алиэекспрессе, ни на ебэй. Хотел бы нормальные заказать, только вот где?

 

http://www.smd.ru/ - правда в России все дороже, да у вас еще почтовые расходы добавятся.
 



#33 Davn

Davn

    Участник

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 27 сообщений
  • Меня зовут:Константин
  • Пол:
  • Город:ПРМ

Отправлено 24 Сентябрь 2014 - 13:30

На сколько критично использовать генераторы на 50-60Мгц?

 

Особой разницы не будет, электроды процентов на 20 увеличить придется. Может быть станет немного заметнее помеха при касании горшка рукой.


#34 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 26 Сентябрь 2014 - 13:51

Мой прототип на 80Мгц измерительная цепь стандартная. Пока можно сказать, что потребление при включенном генераторе 20мА и сам генератор немного греется. Номиналы элементов еще надо подкорректировать, но это уже на той неделе займусь. Еще в планах проверить такую конструкцию на измерительной цепи вегетроникса.

Прикрепленные файлы



#35 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 26 Сентябрь 2014 - 21:01

Николай, размер удался:)

 

А это схема на измерительной цепи как на 7400? Там же диод на землю параллельно электродам подключен. Шунтировать будет сильно на такой частоте. Или все нормально работает? Характеристики до ОУ не снимали еще? 



#36 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 26 Сентябрь 2014 - 21:27

Ага, деталей не много - компактно получилось. И змерительная схема как на 7400, только резистор от генератора на порядок меньше. Пока схему не отлаживал. На измерительном конденсаторе дельта около вольта ( в воду пока не опускал, только руку подносил) - в принципе нормально.

#37 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 29 Сентябрь 2014 - 14:49

А я вот подумал, и просто добавил генератор к существующей схеме на базе МК STM8L.

 

Прикрепленный файл  IMAG0222.jpg   69,24К   2 Количество загрузок:

Прикрепленный файл  IMAG0227.jpg   69,93К   5 Количество загрузок:

 

Пока нормально все.  На касание горшка рукой не реагирует. Единственное, что заметил, при подключении к программатору, показания падают на 5%.

 

 

Николай,  а у вас как там дела с линейностью и динамическим диапазоном?



#38 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 29 Сентябрь 2014 - 16:42

Нелинейность осталась прежней, все -таки диодный детектор... Правда если ввести в ограничение участок кривой от воздуха до касания поверхности воды то кривая более менее пряменькая. Динамика 3,5в, а с ограничением 3в. 



#39 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 29 Сентябрь 2014 - 17:07

Динамика 3,5в, а с ограничением 3в. 

Это после детектора, или после ОУ? У меня диапазон в пол-питания после диодов только с тонким диэлектриком выходит. Я пока не пойму, можно уменьшить толщину диэлектрика или лучше не надо.

 

Да... еще заметил, если датчик калиброван 0% - воздух 100% вода, то в сухой почве (сухой песок) показывает ~20%. Т.е. можно смело 15% от "сухих" показаний еще отнять.



#40 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 29 Сентябрь 2014 - 17:45

Это после детектора, или после ОУ?

На выходе,после детектора динамика 2в.

Да... еще заметил, если датчик калиброван 0% - воздух 100% вода, то в сухой почве (сухой песок) показывает ~20%. Т.е. можно смело 15% от "сухих" показаний еще отнять.

Совершенно верно. У воздуха диэлектрическая проницаемость 1, а у сухой почвы 4-10.



Темы с аналогичным тегами приборы

Количество пользователей, читающих эту тему: 1

0 пользователей, 1 гостей, 0 скрытых пользователей

Copyright © 2018 homecitrus.ru
 

Яндекс.Метрика Яндекс цитирования АгроПоиск - аграрная поисковая система