Перейти к содержимому

 

Фотография

Самодельный датчик влажности почвы. Часть 2

приборы

  • Авторизуйтесь для ответа в теме
Сообщений в теме: 445

#41 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 29 Сентябрь 2014 - 19:49

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.

Игорь, у меня проволочные электроды 1мм с диэлектриком толщиной 1мм. Снял этот чехол и заменил термоусадкой 0,4мм толщиной (после усадки). Торец также залил термоклеем. С 1мм диэлектриком дельта 4,6-1,06= 3,54в с 0,1мм дельта 4,8 -0,6 = 4,1 на выходе датчика конечно. В общем не очень сильно заметно. Электроды стали выглядеть аккуратней.

#42 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 29 Сентябрь 2014 - 20:45

Николай, как бы не наступить на грабли с тонким диэлектриком. С ним ведь перестановка и шевеление датчика сильно на показания влияли. Надо проверить.



#43 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 29 Сентябрь 2014 - 20:52

Так частота то выше и зона чувствительности соответственно больше. Измерение ведется не на поверхности диэлектрика а в какой то зоне вокруг. На этом сенсоре я наблюдал начало изменения показаний еще до касания поверхности воды.



#44 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 29 Сентябрь 2014 - 21:41

Я пробовал два диэлектрика 1.0 мм и 1.5 мм. Разница в показаниях весьма ощутимая, цифры не записал, но порядок совпадает со старыми датчиками.  А когда пробовал вместо диэлектрика скотч наклеить, так получил очень высокую чувствительность. Это все-же настораживает. В итоге остановился на 1 мм накладке. Погоняю, посмотрю...

 

Да... еще у меня в датчике сейчас нет ОУ, АЦП 12 разрядов вполне справляется.

 

PS: вот есть мысль размещать датчик на наружной стенке горшка, а два штыревых электрода устанавливать горизонтально на заданной глубине почвы, как-бы протыкая горшок сбоку. Эстетически выглядело бы лучше, никаких проводов и инородных предметов рядом с растением. Вот только дырки в горшке будут. Отверстие в горшках можно герметизировать резиновыми втулками, они сейчас вроде canopy nut называются. В качестве электродов - обрезки велосипедных спиц в нескольких слоях термоусадки. Очень удобно, ответную часть спицы можно припаять к плате, а спицы туда вкручивать (я так для огородного датчика сделал). 



#45 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 30 Сентябрь 2014 - 00:18

Выложил релиз на 80МГЦ  http://gygrosensor.u..._80mhz/1-1-0-20



#46 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 03 Октябрь 2014 - 09:33

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.

      Калибровка "воздух вода" слишком избыточна. Песок тоже не показатель - надо реальную почву смотреть. Например, песок связывать воду почти не может ну если только 1%, глина может связать до 25% воды и эта вода растениям будет недоступна, хотя и будет присутствовать в грунте.

      Для примера возьмем новый сенсор. В диапазоне "воздух-вода" он показывает от 4,8в до 0,6в. При помещении в цветочный горшок диапазон "сухой- полная влагоемкость" падает до 2,7в-0,9в. Но и это избыточно. Для растений нижний предел необходимой влажности - влажность устойчивого завядани (зависит от всасывающей способности корней и разная для разных видов растений) - где то 40-50% полной влагоемкости. Верхний предел влажности зависит от минимально необходимого для растений количества кислорода в почве- где то 80% от полной влагоемкости ( болотные и аквариумные растения не рассматриваем). При таких условиях диапазон измерения сужается до  2,0в - 1,2в.  На таком диапазоне  линейность сенсора уже становится более менее нормальной.



#47 dimmich

dimmich

    Участник

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

Отправлено 03 Октябрь 2014 - 10:10

Цитата вот отсюда:

Существуют важные различия между объемными и гравиметрическими содержаниями влаги в почве.

 

Правда не особо понятно по методам калибровки/измерения при наличии указанной разницы, т.е. как именно это делать.



#48 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 03 Октябрь 2014 - 10:55

Дмитрий, это вопрос едениц измерения то есть в каких "попугаях" измерять.
 
(Гравиметрическая влажность почвы вычисляется как отношение массы воды к массе высушенной почвы (в печи при t=1100C ±50C). 
Волюметрическая влажность почвы вычисляется как отношение объема воды к общему объему образца почвы. )
 
Для нас проще оперировать волюметрической влажностью, так как ее можно привязать к диэлектрической проницаемости почвы.



#49 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 04 Октябрь 2014 - 13:53

Калибровка "воздух вода" слишком избыточна.

Да, понятно. Все же склоняюсь к такой начальной калибровке. Как говорил ранее, я корректирую нелинейность и привожу значения к 0..255. Мне как-то понятнее, что 0% - это абсолютно сухая почва, а 100% это жидкая грязь.
 
Решил все же сделать небольшую серию датчиков на базе радиомодулей. Вариант датчиков с установкой на стенке горшка и горизонтальными электродами. Сам датчик получился 35 мм х 15 мм. Хотел запитать его от CR2016, но по расчетам такой датчик проработает около 200 дней, а CR2025 уже великоват. Хотелось бы на год работы растянуть. В общем думаю, как еще питание сэкономить.



#50 Davn

Davn

    Участник

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

Отправлено 08 Октябрь 2014 - 16:45

UL7AAjr, дошли радиомодули nrf24le1 ver.1, размеры модуля 30х20мм, планирую сделать "бутерброд", т.е. добавить посадочную плату с электродами на частотах 50-60МГц, и между ними установить батарейку CR2025, толщина в районе 8мм получится. Возможно использовать и CR2032.
 
ЗЫ На данный момент работы прибавилось, за темой слежу, сборку и программирование планирую начинать в ноябре.



#51 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 08 Октябрь 2014 - 17:14

Вот так что-ли?

 

Прикрепленный файл  IMAG0236.jpg   84,71К   7 Количество загрузок: Прикрепленный файл  IMAG0237.jpg   68,32К   7 Количество загрузок:

 

Именно так, только зачем МК стоит?

У меня немного другая плата радиомодуля.



#52 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 08 Октябрь 2014 - 18:16

Пока время было, сделал на L01. LE1 тоже приехали. А теперь вот думаю, надо ли переходит на LE1 или нет. Там несколько странный МК, вроде как 8051, а вроде как и нет. Понятно, что улучшенный, но все равно разбираться долго. Отложил на потом. А с текущим вариантом на L01 и STM8L все вполне понятно. Работает себе и работает. Ток на холостом ходу 5 мкА, для замера влажности и передачи по радиоканалу требуется около 4 мс. Батарейки CR2032 на год должно хватить даже если каждую минуту отрабатывать.



#53 Davn

Davn

    Участник

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

Отправлено 08 Октябрь 2014 - 18:32

Генератор на 3в?

Да нет смысла переходить, у меня и проводного на данный момент нет, modbus делать не собирался. Буду использовать только le1



#54 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 08 Октябрь 2014 - 18:52

Да 3-х вольтовый. Жрет, кстати, не слабо - 10 мА когда активен. 

А le1 использовать идея конечно правильная, но я решил время для его изучения потратить на разработку центрального модуля. Вроде как более нужная вещь. Корпус для этого думаю взять от WiFi роутера, дисплей только врезать и все.
 

Центральный модуль управляет клапанами, или же каждый клапан имеет собственный модуль?
Вы уже отвечали на этот вопрос, как решили оставить?

Я решил пока только датчики сделать, без поливалок. Поливалки на потом отложил. Пока просто мониторинг. Надо еще с клапанами на магнитных защелках разбираться, надежность ... долговечность... В общем это будут отдельные модули управляемые от центрального, на батарейках, без проводов.



#55 Davn

Davn

    Участник

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

Отправлено 08 Октябрь 2014 - 21:21

Что это за клапана такие? Какое потребление?

Рассматривал вариант Николая, серва пережимающая трубки, а-ля кулочек с рычагом. Если давление в системе будет небольшое, то должно работать, для комнатных подойдет.



#56 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 08 Октябрь 2014 - 23:05

Рассматривал вариант Николая, серва пережимающая трубки, а-ля кулочек с рычагом. Если давление в системе будет небольшое, то должно работать, для комнатных подойдет.

Для сада тоже подходит только редукционный клапан поставить на водопровод или питать из наземной бочки самотеком.



#57 Davn

Davn

    Участник

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

Отправлено 08 Октябрь 2014 - 23:30

Искал вариации подобного клапана, наткнулся на это ответ 396 и 414



#58 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 08 Октябрь 2014 - 23:45

У меня 86  магистраль, а пережимаются 32, но как вариант и такие можно использовать. Управление будет проще, чем с сервой.



#59 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 09 Октябрь 2014 - 07:19

Константин, это электромагнитные клапаны имеющие два стабильных состояния. Переключаются короткими импульсами порядка 50 мс. В зависимости от полярности импульса, клапан переходит в положение "открыт" или "закрыт". Модели бывают на разные напряжения, от 3 В и дальше. Ток при переключении в районе 500 мА. 

 

PS: больше информации можно найти по ключевым словам "latching valve"



#60 UL7AAjr

UL7AAjr

    Активный участник

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

Отправлено 13 Октябрь 2014 - 21:36

Ну все, "горшочный" датчик, можно сказать, закончил. Изменений особых не вносил, добавил держатель для батарейки и несколько конденсаторов по питанию. Напряжение проседало благодаря неслабому потреблению генератора и радиомодуля. Естественно, они работают по очереди, но все равно, 10 мА ощутимо нагружает батарейку. Так как время обработки около 5 мс, конденсаторов по питанию оказалось достаточно.
 
Не стал особо "заморачиваться" с протоколом обмена. Датчик просыпается один раз в минуту и отправляет пакет центральному модулю. В пакете код датчика, состояние батареи, значение влажности и информация об ошибках. Все датчики работают на одном канале, из-за редких включений и коротких обменов (около 2 мс), конфликты очень маловероятны. Для совместимости со старыми датчиками, центральный модуль имитирует из себя набор датчиков ModBus с заданным диапазоном адресов. Управляющее приложение то-же.
 
Корпус пока не делал. Размышляю над принтером Duplicator 4.
 
Прикрепленный файл  IMAG0285.jpg   57,47К   3 Количество загрузок:  Прикрепленный файл  IMAG0286.jpg   56,41К   2 Количество загрузок:
 
PS: есть интересные наблюдения по поводу толщины диэлектрика и линейности показаний влажности. Скоро выложу.  Надо только несколько графиков нарисовать.

 

 

 

Игорь, поздравляю! Симпатично получилось. Насчет принтера поддерживаю - давно пора. Мой еще не совсем готов, но скоро буду настраивать. :umnik:




Темы с аналогичным тегами приборы

Количество пользователей, читающих эту тему: 7

0 пользователей, 7 гостей, 0 скрытых пользователей

Copyright © 2018 homecitrus.ru
 

Яндекс.Метрика Яндекс цитирования АгроПоиск - аграрная поисковая система