Перейти к содержимому

 

Фотография

Самодельный датчик влажности почвы

приборы

  • Авторизуйтесь для ответа в теме
Сообщений в теме: 1183

#1 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 24 Апрель 2010 - 00:03

Предлагаю обсудить самодельные устройства для автоматизации ухода за растениями. Впоследствии можно будет их объединить в единую систему. Первый вариант датчика влажности почвы автономный. Прикрепленный файл  gygro.jpg   91,68К   465 Количество загрузок: Он измеряет электрическое сопротивление в диапазоне от 1к до 1м (10 разрядов АЦП).Электроды графит.Настраивается на 2 точки сухой и влажный грунт одной кнопкой. Индикация влажности между этими точками производится вспышками двухцветного светодиода (для удобства выбрал 7 уровней индикации). Есть один выход типа открытый колектор. Включается при достижении сухой точки. Выключается при достижении влажной точки. Питание от 7 до 30в.



#2 ankon

ankon

    Участник

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 52 сообщений
  • Меня зовут:Сергей
  • Пол:
  • Город:Сарапул

Отправлено 24 Апрель 2010 - 06:50

Гениально :clapping: ждем датчики освещенности и влажности воздуха, серьезно, они бы более пригодились, чем даный прибор :embarassed:

#3 Jah

Jah

    Ветеран форума

  • Ветераны форума
  • PipPipPipPipPip
  • 6 349 сообщений
  • Меня зовут:Борис
  • Пол:
  • Город:Челябинск
  • Коллекция:посмотреть

Отправлено 24 Апрель 2010 - 07:04

В изготовлении датчика освещённости (люксметра) и влажности (гигрометра) основная проблема - чувствительный элемент. И если в данном случае его роль успешно выполняют два электрода, не образующих гальванопару, то люксметр, а особенно гигрометр - это уже сложно. Тем более, что просто замерять уровни (2 уровня) в этих случаях недостаточно.

#4 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 25 Апрель 2010 - 00:26

Гениально :clapping: ждем датчики освещенности и влажности воздуха, серьезно, они бы более пригодились, чем даный прибор :embarassed:

Этот датчик тоже может быть полезен. Например, если к его выходу подключить капельницу с электроприводом то получится автополив :flowgrow: . Потом можно собирать данные по относительной влажности почвы и частоте поливов во внешнем контроллере а потом передавать их в компьютер. :rolleyes:
Датчики освещенности и влажности воздуха сделать тоже не сложно, только сначала надо определиться, что от них хотим получить.

#5 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 25 Апрель 2010 - 00:56

В изготовлении датчика освещённости (люксметра) и влажности (гигрометра) основная проблема - чувствительный элемент. И если в данном случае его роль успешно выполняют два электрода, не образующих гальванопару, то люксметр, а особенно гигрометр - это уже сложно. Тем более, что просто замерять уровни (2 уровня) в этих случаях недостаточно.

Чувствительным элементом для люксометра может быть банальный кремниевый светодиод. Правда его спектральная характеристика имеет максимум в инфракрасной области где то на 850- 900нм.
На нужных нам частотах в красном спектре (650нм) остается 80% а в синем (450нм) 20% чувствительности. Есть фотодиоды со спектральной характеристикой близкой к человеческому глазу например HSDL-9000, но это в нашем случае тоже не очень интересно. Чтобы сделать люксометр для растений надо взять 2 обычных фотодиода, закрыть один красным светофильтром другой синим и задействовать 2 канала АЦП. Самое сложное найти подходящие светофильтры и откалибровать каналы - далее всё просто.
С гигрометром всё несколько проще но дороже. В магазинах можно найти емкостные чувствительные элементы, например HIH-4000, но цена их 700-800р и выше - овчинка, как говорится, выделки не стоит. Проще и дешевле купить термометр со встроенным гигрометром.

#6 Jah

Jah

    Ветеран форума

  • Ветераны форума
  • PipPipPipPipPip
  • 6 349 сообщений
  • Меня зовут:Борис
  • Пол:
  • Город:Челябинск
  • Коллекция:посмотреть

Отправлено 25 Апрель 2010 - 03:59

Чтобы сделать люксометр для растений надо взять 2 обычных фотодиода

Давайте уж будем до конца корректны :)
Чтобы сделать люксметр для растений, нужно сперва набрать фотодиодов с чувствительностью в разных участках спектра, затем набрать калиброванных светофильтров на разные участки, затем собрать на каждый отдельный участок спектра (а не только на красный и синий) свой чувствительный элемент, затем измерить потенциал с каждого элемента, перевести его в люксы по таблице согласно чувствительности элемента и энергетической характеристике света этого диапазона с учётом температурного коэффициента и поправки АЦП на напряжение питания, затем получить приведённую эффективность света этого диапазона по другой таблице, где учитывается эффективность его "употребления" растением, затем убедиться, что каждый из каналов АЦП не засёкся, если засёкся - переключиться на другой диапазон, ввести ещё поправку на делители напряжения или кривизну характеристики предусилителя (смотря по тому, какой диапазон), потом убедиться, что вместо PIC тут надо целый комп, чтобы всю эту табличную математику провернуть, не говоря уже о многоканальном АЦП, и в конце осознать, что проще купить обычный китайский люксметр, хоть он и не для растений вовсе. В данном случае "для растений" - это не "упрощение" конструкции, а сильное усложнение. Или обычная наколенная поделка, дык тут сразу можно было вскрыть транзистор и прикрутить его ноги к мультиметру, или вообще найти в кладовке старый экспонометр...

#7 ankon

ankon

    Участник

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 52 сообщений
  • Меня зовут:Сергей
  • Пол:
  • Город:Сарапул

Отправлено 25 Апрель 2010 - 14:17

Этот датчик тоже может быть полезен. Он особенно будет полезен для больших горшков, более 10л, когда бывает верхний слой просох, а на дне болото, или наоборот боишся залить и льешь меньше, чем нужно и внизу сухой грунт. Но нужно электроды сверху заизолировать, чтобы получать информацию о состоянии именно нижнего слоя почвы. :umnik:

#8 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 26 Апрель 2010 - 00:20

Чтобы сделать люксметр для растений, нужно сперва набрать фотодиодов с чувствительностью в разных участках спектра, затем набрать калиброванных светофильтров на разные участки......... и в конце осознать, что проще купить обычный китайский люксметр

Давайте порассуждаем. Много фотодиодов можно и не применять. Вполне достаточно одного если не загонять его в режим насыщения. Типичная спектральная характеристика кремниевого фотодиода примерно от 200нм до 1100нм, что перекрывает световой диапазон. Чувствительность в разных участках спектра естественно разная.Из светофильтров сделать карусель и посадить на ось шагового двигателя, который будет управляться тем же контроллером. Сами светофильтры это конечно проблема. Вторая проблема составление таблиц пересчета - это большая экспериментальная работа. Для табличных вычислений большая вычислительная мощность не требуется. Нужен только определённый объем постоянной памяти.
Но в чем вы абсолютно правы - проще купить обычный китайский люксметр. Я так и поступил в своё время. Естественно я поинтересовался его устройством. Зеленый светофильтр для коррекции спектральной характеристики под чувствительность глаза, фотодиод, ОУ с переключаемыми цепями коррекции (3 диапазона в приборе) и АЦП с выходом на семисегментники как в мультиметре.

#9 Jah

Jah

    Ветеран форума

  • Ветераны форума
  • PipPipPipPipPip
  • 6 349 сообщений
  • Меня зовут:Борис
  • Пол:
  • Город:Челябинск
  • Коллекция:посмотреть

Отправлено 26 Апрель 2010 - 03:39

Карусель слишком медленно будет... К тому же, если выяснится, что на одном из диапазонов датчик засёкся (т.е. в насыщение вошёл), придётся перемерять с другими светофильтрами (для другого диапазона). Или же заранее лишаться чувствительности и точности в области малых значений (если подбирать фильтры сразу так, чтоб они были на большие значения рассчитаны). Табличные вычисления - конечно не проблема, если производительности контроллера будет хватать на обработку всего этого с разумным временем отклика (при конструкции с "каруселью" - вряд ли).

#10 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 27 Апрель 2010 - 00:42

Фотоэлементы с подложкой из аморфного кремния, из которых делают солнечные батареи, обычно начинают входить в насыщение после 100000 лк. Кстати, у них спектральная характеристика близка к человеческому глазу.

#11 Jedi

Jedi

    Участник

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 46 сообщений
  • Меня зовут:Андрей
  • Пол:
  • Город:Харьков

Отправлено 27 Апрель 2010 - 12:17

В изготовлении датчика... влажности (гигрометра) основная проблема - чувствительный элемент... гигрометр - это уже сложно.


С гигрометром всё несколько проще но дороже. В магазинах можно найти емкостные чувствительные элементы, например HIH-4000, но цена их 700-800р и выше...


Можно для изготовления датчика гигрометра применить и старый дедовский способ - человеческий волос, сокращающийся при подсыхании и удлинняющийся при увлажнении.

#12 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 27 Апрель 2010 - 21:36

Можно для изготовления датчика гигрометра применить и старый дедовский способ - человеческий волос, сокращающийся при подсыхании и удлинняющийся при увлажнении.

Прибор на волосе сделать безусловно можно, но он будет весьма задумчивый. Время установления показаний где то 2 мин. При относительной влажности <30% волос будет практически сухой и длинну менять уже не будет. Если соберётесь делать - незабудьте его обезжирить, а то работать не будет. Ну и лучше подлиннее взять. :)

#13 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 17 Май 2010 - 22:36

А схемой и прошивкой не поделитесь?

пожалуйста:
схема
Прикрепленный файл  Gygro.GIF   11,21К   747 Количество загрузок:
печатная плата
прошивка
описание
файлы разместил на narod.ru - говорят 90 дней будут висеть



#14 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 19 Май 2010 - 23:28

А чем можно открыть Gygro.lay?

Рисовал в Sprint - Layout 5.0 rus - плата в перевернутом виде под лазерно-утюжную технологию.

А зачем нужна прошивка и что ей прошивать?

На схеме есть микропроцессор PIC12F675 его и надо прошить. Для этого еще программатор понадобится.

2 nikr Спасибо. :) Кроме графита какие электроды можно использовать?

Графит проще всего взять в обычных карандашах. Я брал из плотницких карандашей - там стержень потолще.

#15 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 10 Август 2010 - 22:49

Этот датчик был задуман, как автономный с индикацией и с выходом для управления электроклапаном. Для телеметрии можно сделать немного другой. Я думаю хорошо подойдет Далласовский протокол 1-Wire, тем более что у далласа есть датчики температуры на этом протоколе. На одну двухпроводку можно навесить кучу датчиков. Зимой, когда дачные проблемы закончатся, можно будет попробовать.

#16 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 31 Октябрь 2010 - 02:13

Система автоматизации 1-Wire компании Dallas Semiconductor, представляет сеть, использующую для связи одну линию данных и один земляной провод. Ограничение максимальной длины линии регламентировано на уровне 300м. Основой архитектуры сетей 1-Wire, является топология общей шины, когда каждое из устройств подключено непосредственно к единой магистрали. Прикрепленный файл  Gygro 1-Wire.GIF   10,87К   577 Количество загрузок: Новый вариант схемы датчика влажности с использованием 1-Wire Микросхема DS2438, на которой основан данный датчик включает в себя 2 10-разрядных АЦП и встроенный термометр. Так что уже в этом варианте датчик получается двойной: влажность почвы и температура (на корпусе DS2438). Можно использовать второй АЦП, например для измерения освещенности. Схема в таком варианте получится примерно такая: Прикрепленный файл  Gygro 1-Wire+.GIF   13,08К   325 Количество загрузок:

#17 Alex GU

Alex GU

    Участник

  • Пользователи
  • PipPipPip
  • 50 сообщений
  • Меня зовут:Alex
  • Пол:
  • Город:Киров

Отправлено 31 Октябрь 2010 - 23:05

...Микросхема DS2438, на которой основан данный датчик включает в себя 2 10-разрядных АЦП и встроенный термометр.
Так что уже в этом варианте датчик получается двойной: влажность почвы и температура (на корпусе
Можно использовать второй АЦП, например для измерения освещенности...


Да, что уж тогда мелочиться?

Надо делать полный контроллер с адаптированым меню настроек...

Полностью с клапанами, обогревом, освещением, ПИД регулированием.

Можно и овен подходящий поискать.

Как настроение? Могём?



#18 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 01 Ноябрь 2010 - 00:49

А как дорого стоит спаять таких парочку? Интересует влажность + температура земли.

Сами по себе такие датчики вам ничего не покажут. Надо как минимум написать программу общения с ними и спаять адаптер либо USB - 1-Wire, либо COM - 1-Wire.

#19 nikr

nikr

    Активный участник

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

Отправлено 01 Ноябрь 2010 - 01:33

Надо делать полный контроллер с адаптированым меню настроек...

Полностью с клапанами, обогревом, освещением, ПИД регулированием.

Если разработаете идеологию данного контроллера - можно и сделать.
Я больше склоняюсь к сетевым технологиям. Зачем управление всеми системами заводить на один контроллер?
Для каждой системы сделать свой контроллер с датчиками и исполнительными устройствами,
который сам будет управлять своей системой и посылать по сети сообщения о происходящих событиях для центрального контроллера,
который будет заведовать межсистемными коммуникациями и рассылкой команд централизованного управления.
И самое главное, чтобы все это как следует продумать - одной головы маловато будет.... Команда разработчиков нужна.



#20 Гость_alexander_*

Гость_alexander_*
  • Гости

Отправлено 02 Ноябрь 2010 - 19:04

пожалуйста: схема..

Уважаемый nikr, меня интересует следующее:
1. В приложенном вами описании упоминается о функциональности желтого светодиода, но на схеме и в писибихе оного не существует..Засим, где есть правда??
2. Какое падение напряжение, в процентном соотношении от приложенного к (V+;Cnd) получится на клеме "Out", к примеру если подать питание 24В;
3. По поводу электродов: каким допустимым сопротивлением они могут обладать? К чему я это веду; дело в том, чтобы для полива газона датчик установить в помещении, а электроды вынести 2-мя медными проводниками (примерно 5м) на газон в грунт.
4. Какое расстояние между электродами должно быть выдержано, иными словами, я так понимаю это зависит от сопротивления цепочки электрод "In" - электрод "Gnd" (в моем случае электрод-медный проводник-"In"-электрод-медный проводник-"Out"? Хотя, по сути дела, это относится опять же к предыдущему вопросу.
5. Какое напряжение на светодиодах, и, я подумываю, можно ли подключить вместо светодиодов реле?

Спасибо, жду ответа!





Темы с аналогичным тегами приборы

Количество пользователей, читающих эту тему: 20

0 пользователей, 0 гостей, 0 скрытых пользователей


    Yandex (20)
Copyright © 2017 homecitrus.ru
 

Яндекс.Метрика Яндекс цитирования АгроПоиск - аграрная поисковая система