Датчик влажности почвы для теплицы

Датчик влажности почвы в системах автоматического полива

Многие огородники и садоводы лишены возможности ежедневно ухаживать за посаженными овощами, ягодами, фруктовыми деревьями в силу загруженности по работе или во время отпуска. Тем не менее, растения нуждаются в своевременном поливе. С помощью простых автоматизированных систем можно добиться того, что почва на вашем участке будет сохранять необходимую и стабильную влажность на протяжении всего вашего отсутствия. Для построения огородной системы автополива потребуется основной контрольный элемент – датчик влажности почвы.

Датчик влажности

Датчики влажности также называют иногда влагомерами или сенсорами влажности. Почти все предлагаемые на рынке влагомеры почвы измеряют влажность резистивным способом. Это не совсем точный метод, потому что он не учитывает электролизные свойства измеряемого объекта. Показания прибора могут быть разными при одной и той же влажности грунта, но с разной кислотностью или содержанием солей. Но огородникам-экспериментаторам не столь важны абсолютные показания приборов, как относительные, которые можно настроить для исполнительного устройства подачи воды в определенных условиях.

Суть резистивного метода заключается в том, что прибор измеряет сопротивление между двумя проводниками, помещенными в грунт на расстоянии 2–3 см друг от друга. Это обычный омметр, который входит в любой цифровой или аналоговый тестер. Раньше такие инструменты называли авометрами.

Также существуют приборы со встроенным или выносным индикатором для оперативного контроля над состоянием почвы.

Легко сделать замер разницы проводимости электрического тока перед поливом и после полива на примере горшка с домашним растением алоэ. Показания до полива 101.0 кОм.

Показания после полива через 5 минут 12.65 кОм.

Но обычный тестер лишь покажет сопротивление участка почвы между электродами, но не сможет помочь в автополиве.

Принцип действия автоматики

В системах автополива обычно действует правило «поливай или не поливай». Как правило, никто не нуждается в регулировании силы напора воды. Это связано с использованием дорогостоящих управляемых клапанов и других, ненужных, технологически сложных, устройств.

Почти все предлагаемые на рынке датчики влажности, помимо двух электродов, имеют в своей конструкции компаратор. Это простейший аналого-цифровой прибор, который преобразует входящий сигнал в цифровую форму. То есть при установленном уровне влажности вы получите на его выходе единицу или ноль (0 или 5 вольт). Этот сигнал и станет исходным для последующего исполнительного устройства.

Для автополива наиболее рациональным будет использование в качестве исполнительного устройства электромагнитного клапана. Он включается в разрыв трубы и может также использоваться в системах микро-капельного орошения. Включается подачей напряжения 12 В.

Для простых систем, работающих по принципу « датчик сработал — вода пошла», достаточно использование компаратора LM393. Микросхема представляет собой сдвоенный операционный усилитель с возможностью получения на выходе командного сигнала при регулируемом уровне входного. Чип имеет дополнительный аналоговый выход, который можно подключить к программируемому контроллеру или тестеру. Приблизительный советский аналог сдвоенного компаратора LM393 — микросхема 521СА3.

На рисунке представлено готовое реле влажности вместе с датчиком в китайском исполнении всего за 1$.

Ниже представлен усиленный вариант, с выходным током 10А при переменном напряжении до 250 В, за 3–4$.

Системы автоматизации полива

Если вас интересует полноценная система автополива, то необходимо задуматься о приобретении программируемого контроллера. Если участок небольшой, то достаточно установить 3–4 датчика влажности для разных типов полива. Например, сад нуждается в меньшем поливе, малина любит влагу, а для бахчи достаточно воды из почвы, за исключением чрезмерно засушливых периодов.

На основании собственных наблюдений и измерений датчиков влажности можно приблизительно рассчитать экономичность и эффективность подачи воды на участках. Процессоры позволяют вносить сезонные корректировки, могут использовать показания измерителей влажности, учитывают выпадение осадков, время года.

Некоторые датчики влажности почвы оснащены интерфейсом RJ-45 для подключения к сети. Прошивка процессора позволяет настроить систему так, что она будет оповещать о необходимости полива через социальные сети или SMS-сообщением. Это удобно в тех случаях, когда невозможно подключить автоматизированную систему полива, например, для комнатных растений.

Для системы автоматизации полива удобно использовать контроллеры с аналоговыми и контактными входами, которые соединяют все датчики и передают их показания по единой шине к компьютеру, планшету или мобильному телефону. Управление исполнительными приборами происходит через WEB-интерфейс. Наиболее распространены универсальные контроллеры:

Это гибкие устройства, позволяющие точно настроить автоматический полив в теплице, и можно доверить им полный контроль над садом и огородом.

Простая схема автоматизации полива

Простейшая система автоматизации полива состоит из датчика влажности и управляющего устройства. Можно изготовить датчик влажности почвы своими руками. Понадобится два гвоздя, резистор с сопротивлением 10 кОм и источник питания с выходным напряжением 5 В. Подойдет от мобильного телефона.

В качестве прибора, который выдаст команду к поливу можно использовать микросхему LM393. Можно приобрести готовый узел или собрать его самостоятельно, тогда понадобятся:

• резисторы 10 кОм – 2 шт;
• резисторы 1 кОм – 2 шт;
• резисторы 2 кОм – 3 шт;
• переменный резистор 51–100 кОм – 1 шт;
• светодиоды – 2 шт;
• диод любой, не мощный – 1 шт;
• транзистор, любой средней мощности PNP (например, КТ3107Г) – 1 шт;
• конденсаторы 0.1 мк – 2 шт;
• микросхема LM393 – 1 шт;
• реле с порогом срабатывания 4 В;
• монтажная плата.

Схема для сборки представлена ниже.

После сборки подключите модуль к блоку питания и датчику уровня влажности почвы. На выход компаратора LM393 подсоедините тестер. С помощью построечного резистора установите порог срабатывания. Со временем нужно будет его откорректировать, возможно, не один раз.

Принципиальная схема и распиновка компаратора LM393 представлена ниже.

Простейшая автоматизация готова. Достаточно подключить к замыкающим клеммам исполнительное устройство, например, электромагнитный клапан, включающий и отключающий подачу воды.

Исполнительные устройства автоматизации полива

Основным исполнительным устройством автоматизации полива является электронный клапан с регулировкой потока воды и без. Вторые дешевле, проще в обслуживании и управлении.

Хорошо зарекомендовали себя клапаны производства американской компании Hunter. Для разных целей используются клапаны c проходным диаметром 1, 1.5, и 2 дюйма с наружной или внутренней резьбой.

Существует множество управляемых кранов и других производителей.

Если на вашем участке случаются проблемы с подачей воды, приобретайте электромагнитные клапаны с датчиком потока. Это предотвратит выгорание соленоида при падении давления воды или прекращении водоснабжения.

Недостатки автоматических систем полива

Почва неоднородна и отличается по своему составу, поэтому один датчик влажности может показывать разные данные на соседних участках. Кроме того, некоторые участки затемняются деревьями и более влажные, чем те, которые расположены на солнечных местах. Также значительное влияние оказывает приближенность грунтовых вод, их уровень по отношению к горизонту.

Используя автополив для цветов, следует учитывать ландшафт местности. Участок можно разбить на сектора. В каждом секторе установить один или более датчиков влажности и рассчитать для каждого собственный алгоритм работы. Это значительно усложнит систему и вряд ли удастся обойтись без контроллера, но впоследствии почти полностью избавит вас от траты времени на нелепое стояние со шлангом в руках под знойным солнцем. Почва будет наполняться влагой без вашего участия.

Построение эффективной системы автоматизированного полива не может основываться только на показаниях датчиков влажности почвы. Непременно следует дополнительно использовать температурные и световые сенсоры, учитывать физиологическую потребность в воде растений разных видов. Необходимо также учитывать сезонные изменения. Многие компании производящие комплексы автоматизации полива предлагают гибкое программное обеспечение для разных регионов, площадей и выращиваемых сельскохозяйственных культур.

Приобретая систему с датчиком влажности, не поддавайтесь на глупые маркетинговые слоганы: наши электроды покрыты золотом. Даже если это так, то вы лишь обогатите почву благородным металлом в процессе электролиза пластин и кошельки не очень честных бизнесменов.

Заключение

В данной статье рассказывалось о датчиках влажности почвы, которые являются основным контрольным элементом автоматического полива. А также был рассмотрен принцип действия системы автоматизации полива, которую можно приобрести в готовом виде или собрать самому. Простейшая система состоит из датчика влажности и управляющего устройства, схема сборки которой своими руками также была представлена в этой статье.

Видео по теме

Источник

Рейтинг лучших измерителей влажности почвы на 2021 год

Просмотрено: 6546

Время прочтения: 7 мин.

Влажность земли – это один из самых важных агротехнических параметров, от которого напрямую зависит, насколько качественно будет функционировать экологическая система. На сегодняшний день, производители предлагают широкий выбор приборов, которые используются для измерения влажности грунта. Предлагаем вам ознакомиться с некоторыми приспособлениями для измерения этого параметра и сравнить их эффективность.

Почему появляется необходимость увлажнять грунт

На сегодняшний день, наблюдается довольно быстрое развитие высоких технологий. Специалисты трудятся над улучшением и созданием новых приборов, которые смогли бы облегчить работу человека в той или иной отрасли. Это касается и сельского хозяйства. Устройства, которые используются для работы с землей, существенно облегчают жизнь людям, работающим в этой сфере.

Когда возникает необходимость перевозить, хранить или обрабатывать зерновые культуры, важным нюансом становится сохранение всех характеристик и качества зерна. Кроме того, необходимо сохранить и его полезные свойства. Это может быть возможно только в случае соблюдения необходимого уровня влажности и температурного режима. Для этого используются специальные измерительные приборы.

Во время роста растения, уровень содержания влаги в его тканях составляет от 70 до 90%.
Наличие достаточного количества воды – это один из самых главных факторов, которые оказывают непосредственное влияние на плодородность почвы. Ее наличие отвечает за:

• обогащение той или иной культуры необходимым количеством жидкости;
• количество содержания в почве воздуха, соли и некоторых компонентов, которые могут навредить растению;
• пластичность и плотность грунта;
• готовность грунта к сельскохозяйственным и агротехническим процессам.

Если в грунте отсутствует достаточное количество воды, активация жизненных процессов растения и его дальнейшая полноценная жизнедеятельность попросту невозможна.

Зачем нужен измеритель?

Каждый овощевод знает, что при выращивании той или иной овощной культуры важно знать основные параметры грунта. К ним относятся уровень Ph, температура, количество содержания влаги и уровень освещенности. Если конечной целью является получение хорошего урожая, то при выращивании культуры следует создать для растений те условия, которые им необходимы. Особенно важно учесть то, в каком грунте должно выращиваться растение. Так на участке может прекрасно расти капуста, а морковь просто не взойдет.

Чтобы понимать, какая культура подойдет для выращивания на участке, и какие необходимо внести удобрения, в первую очередь, следует выяснить уровень кислотности и увлажненности грунта. В этом поможет специальный измеритель. Он может быть жидким или пластиковым. При этом простота его использования позволяет воспользоваться им даже неопытному дачнику.

Функционал

Каждый измеритель имеет множество функциональных возможностей. Он поможет дачнику отследить изменение уровня влажности грунта. Это позволит своевременно осуществить необходимые действия и сохранить зерновые сельскохозяйственные культуры. Кроме того, это приспособление позволит выявить испорченную продукцию, которую нельзя смешивать с зерном высокого качества.

Устройство прибора

Этот измерительный прибор отличается особой надежностью. Он прост в использовании и стоит относительно недорого. Все измеряемые показатели выводятся на специальный дисплей измерителя.

Конструкция измерителя состоит из электронного блока, который высчитывает уровень влажности по данным, которые предоставляет специальный датчик. Датчик может быть как выносным, так и встроенным. Он представляет собой удлиненный распаренных металлический щуп, соединенный с блоком самого прибора.

Блок прибора включает в свою конструкцию систему управления и микропроцессор. Для удобного управления измерителем, на его корпусе расположены кнопочные переключатели.

Определение плотности почвы

Во время проведения сельскохозяйственных работ, нередко появляется необходимость определить плотность обрабатываемого грунта. Справиться с этой задачей поможет портативный рН метр – РН300, который предназначен для измерения уровня содержания влаги и температуры грунта.

Портативный рН метр легко использовать. Кроме того, он подходит для почвы любого типа. С его помощью можно измерить необходимые показатели как в теплице, оранжерее, на дачном участке, так и в цветочном горшке. Прибор быстро реагирует на любые изменения, что говорит о стабильности и максимальной точности данных им показаний. К главным особенностям этого прибора можно отнести:

• наличие LCD дисплея;
• длинный электрод;
• индикацию заряда аккумулятора.

Портативный рН метр приносит невероятную пользу тогда, когда конечной целью дачника является повышение урожайности.

Измерения с применением диэлектрических зондов TDR и EDR

Диэлектрическая среда напрямую зависит от того, какое количество влаги содержит в себе почва. Этот способ позволяет определить показатель увлажненности грунта посредством ее исчисления. В момент проверки меняется диэлектрическая постоянная, что позволяет вычислить соотношение между этими параметрами. Главным преимуществом этого датчика считается способность передавать данные без проводов.

Еще одним современным прибором для измерения уровня влажности выступает ал зонд. Он расположен в трубе, находится на определенной глубине и снимает показания в автоматическом режиме. Показания передаются наблюдателю регулярно и являются максимально точными. Конечно, ожидать, что стоимость подобного приспособления будет небольшой не стоит. Его цена достаточно высока.

Как пользоваться измерителем

Как упоминалось выше, измеритель – это прибор, который очень легко использовать. В комплекте с каждым устройством, предназначенным для измерения уровня влажности, идет подробная инструкция, которая поможет разобраться в конструкции прибора и понять, как его использовать. Предлагаем вам ознакомиться с некоторыми нюансами, знание которых поможет получить наиболее точные измерения:

1. После внесения удобрений, использовать измерительный прибор можно только спустя 72 часа.
2. Участок, который вы планируете проверить, необходимо предварительно полить.
3. В том месте, где будет расположен щуп, грунт должен быть очень хорошо утрамбован.
4. Произведите не менее 3 замеров и высчитайте средний показатель.
5. По окончанию работ, стержень прибора необходимо тщательно очистить при помощи салфетки. Помните – он должен содержаться в чистоте.

Совершая покупку, не забудьте уточнить у консультанта, откалиброван ли прибор для измерения влажности и кислотности грунта. Если калибровка не была проведена, то сделать это необходимо самостоятельно. Для этого вам понадобится буферный раствор, который можно приобрести в том же магазине.

Рейтинг лучших устройств на 2021 год

Когда решение о необходимости приобретения этого прибора принято, приходит время определяться с его моделью. Предлагаем ознакомиться с наиболее популярными измерителями, которые порадуют не только своим высоким качеством, но и доступной ценой.

Этот прибор невероятно прост в эксплуатации, предоставляет точные данные и имеет доступную стоимость. Этот измеритель имеет несколько функций. Помимо измерения Ph, он предоставит данные о количестве влаги в грунте и его освещенности. Грин Бэлт работает без батареек, что делает данные максимально точными и позволяет обеспечить растениям те условия, которые необходимы им для комфортной жизни и правильного роста. Питается от солнечной энергии. Этот прибор поможет сохранить урожай, увеличить его качество и количество.

• удобен в использовании;
• предоставляет точные данные;
• имеет доступную стоимость.

Этот измеритель, как и предыдущий, относится к электронным приборам и является многофункциональным. Он поможет произвести наиболее точные замеры влажности и понять, достаточно ли света получают ваши растения. Диапазон действия у КС-300 довольно большой. Стоит отметить и тот факт, что прибор имеет довольно продолжительный срок службы, а это является несомненным плюсом.

При помощи КС-300 садовод сможет держать под своим контролем те параметры, от которых зависит качество будущего урожая. Устройство имеет небольшие размеры, может быть использовано для измерения показателей в грунте любого типа, удобен в использовании и предоставляет максимально корректные данные, что собственно и выделяет его среди подобных приспособлений.

КС-300 имеет LCD дисплей и двухсотмиллимитровый электрод. Прибор автоматически отключается спустя 5 минут бездействия, что помогает сэкономить заряд аккумулятора. Отследить уровень заряда вы сможете в любой момент. Он отображается на дисплее.

Во время эксплуатации КС-300 были выявлены некоторые недостатки. К ним можно отнести то, что прибор разряжается довольно быстро и, при низком заряде, предоставляет недостаточно корректные данные.

• продолжительный срок службы;
• небольшие размеры;
• может быть использован для измерения показателей в грунте любого типа;
• удобен в использовании;
• предоставляет максимально корректные данные.

Мегеон 35280 используется для измерения показателей влажности и освещенности. Он имеет небольшой вес, пластиковый, но довольно прочный корпус, и не нуждается в замене батареек. К недостаткам этой модели можно отнести маленький радиус действия и невозможность произвести замеры уровня освещенности на теневом участке или в теплице.

• небольшой вес;
• пластиковый, но довольно прочный корпус;
• не нуждается в замене батареек.

Этот измеритель можно назвать одним из самых точных. Он прекрасно справляется с задачей определения уровня влажности грунта и работает без батареек.

Но назвать этот измеритель идеальным нельзя. Причиной этому стала его завышенная цена и небольшой диапазон действия.

• работает без батареек;
• удобен в использовании.

• завышенная цена;
• небольшой диапазон действия.

Щуп-измеритель ЕТР-301 – это многофункциональное устройство, которое поможет определить уровень освещенности, влажности и кислотности грунта. Он идеально подойдет в том случае, если целью является выявление нарушений в правилах содержания комнатных растений.

Кроме того, этот измеритель может быть использован и для определения типа грунта. Поэтому, он пригодится как на дачном участке, так и дома. Щуп-измеритель поможет проконтролировать уровень влажности грунта как на огороде, так и в цветочном горшке.

• работает без батареек;
• прост в использовании;
• пригодится как на дачном участке, так и дома.

Многофункциональный измеритель Espada APH-58 станет идеальным помощником для каждого дачника во время посева семян, высадки молодых растений в открытый грунт и ежедневного ухода за ними.

Этот измеритель работает без дополнительных элементов питания и предоставляет точные данные уже спустя 1 минуту после начала его эксплуатации. Он может быть использован как на приусадебном участке, так и в домашних условиях, и даст понять, необходимо ли вам внести изменения в мероприятия по ежедневному уходу за растениями.

Espada APH-58 очень прост в эксплуатации и отличается достаточно продолжительным сроком службы.

• работает без дополнительных элементов питания;
• предоставляет точные данные уже спустя 1 минуту после начала его эксплуатации;
• просто в использовании.

Этот современный измерительный прибор используется для контроля нескольких важных параметров:

1. Влажности грунта.
2. Уровня кислотности почвы.
3. Освещенности.
4. Температуры.

С его помощью дачник сможет регулярно тестировать грунт в тепличных сооружениях, оранжереях, на даче и даже на собственном подоконнике. Это поможет своевременно отреагировать на негативные изменения любого из показателей и предпринять меры, которые помогут предотвратить гибель растений. Espada MPS-300 – то что нужно для выращивания здоровых и красивых растений.

• простой и удобный;
• точные данные спустя 1 минуту.

АРЦ-1 создан для измерения уровня содержания влаги в грунте, вычисления РН, определения температуры и интенсивности освещенности.

Этот многофункциональный измеритель имеет функцию подсветки, оснащен довольно крупными ЖК-экраном, индикатором заряда батареи и функцией автоматического отключения, которая срабатывает спустя некоторое время после бездействия прибора.

У прибора отмечается высокая производительность. Благодаря небольшому весу, его легко перевозить на большие расстояния, что делает измеритель идеальным вариантом для дачников.

• имеет функцию подсветки;
• оснащен довольно крупными ЖК-экраном, индикатором заряда батареи и функцией автоматического отключения.

Этот цифровой измеритель используется для измерения уровня влажности грунта в тепличных сооружениях, палюдариумах, открытых участках. Он поможет быстро, просто и максимально удобно получить необходимую информацию о качестве грунта и понять, насколько правильно осуществляется полив растений.

Эта модель станет идеальным вариантом для любого цветовода, овощеводов и садовода, вне зависимости от того насколько он является профессионалом. Он подойдет как для ежедневного использования, так и для проведения разного рода исследований и научных экспериментов, что стало возможным благодаря наивысшей точности всех изменений.

• цифровой дисплей, на котором отлично видны все показания;
• возможность измерять уровень содержания влаги в грунте;
• разработку прибора в Соединенных Штатах Америки;
• наличие в комплекте информации о нормах полива для 150 разных растений.

Как выбрать измеритель?

К выбору измерителя влажности нужно пойти с особой ответственностью. Чтобы сделать его правильно, обратите внимание на следующие нюансы:

1. Выбирайте те устройства, которые отличаются повышенной надежностью и прочностью.
2. Обратите особое внимание на те приборы, которые имеют две и более функций. Они считаются наиболее предпочтительными и позволяют измерить несколько показателей одновременно. Кроме того, такие приборы помогут сэкономить ваши деньги. Ведь купить что-то одно значительно дешевле, чем купить сразу несколько единиц.
3. Отдайте свое предпочтение тем измерителями, которые работают от солнечных батарей. Такие приборы наиболее удобны в использовании.
4. Выбирайте модели с электронным дисплеем.

Источник