Автоматика
Известно, какую роль играет влага в жизни растений . Забыли вовремя молить землю в цветочном горшке — и цветы начинают увядать.
А урожай на грядках огородов или на полях ? Чтобы он был больше, нужно следить за влажностью почвы и по мере ее высыхания поливать.
Для контроля влажности почвы иногда используют электронные устройства , реагирующие на изменение ее сопротивления — чем суше почва, тем больше оно. При некотором предельном сопротивлении сигнализатор срабатывает и извещает о необходимости увлажнить землю.
Сигнализаторы, использующие этот принцип, нередко отказывают в работе — звуковая или световая индикация появляется уже через некоторое время после включения питания, даже при высокой влажности почвы. Объясняется это тем, что при длительном протекании постоянного тока через
Рис. 1 Сигнализатор высыхания почвы, принципиальная схема
электроды датчика, находящиеся в среде с водными растворами солей, в приэлектродной зоне проходит электрохимическая реакция. Продукты реакции накапливаются у электродов и образуют гальваническую пару, ЭДС которой имеет противоположный знак по отношению к напряжению, приложенному к электродам. Постепенно ток через электроды уменьшается до ничтожно малой величины, и сигнализатор срабатывает. Это явление хорошо известно химикам, оно называется электрохимической поляризацией.
Поляризацию можно исключить, если периодически изменять направление тока в цепи датчика. Для этого сигнализатор нужно собрать по схеме, приведенной на рис. 1. В цепь датчика включен конденсатор С3, а параллельно ей подключен транзистор VT3, управляемый мультивибратором, собранным на транзисторах VT1 и VT2. Длительность импульсов и пауз мультивибратора составляет примерно 2 с. Поэтому транзистор VT3 в течение 2 с закрыт и в цепи датчика протекает ток (при влажной почве) зарядки конденсатора С3. а в последующие 2с этот транзистор открывается и шунтирует цепь датчиков. Конденсатор (C3 разряжается, причем ток разрядки протекает в цепи датчика в противоположном направлении.
Таким образом, в цепи базы транзистора VT4 при влажной почве всегда протекает ток, генератор, собранный на транзисторах VT5, VT6 находится в режиме ожидания, звуковой сигнал отсутствует. Когда же поверхностный слой почвы высохнет, ток в цепи датчика прекратится и во время открытого состояния транзистора VT3 будет звучать прерывистый сигнал.
Конденсатор С4 защищает сигнализатор от высокочастотных помех, наводимых в соединительных проводах между датчиком и сигнализатором. В режиме ожидания сигнализатор потребляет ток около 5 мкА. а в режиме сигнализации — около 1 мА. Датчик (рис. 2) сигнализатора состоит из стоики 1, представляющей собой полоску органического стекла
Рис. 2 Датчик сигнализатора влажности почвы
с заостренным концом, контактных пластин 2, вырезанных из латунной или медной фольги толщиной 0,1... 0,2 мм, и электродов 3, изготовленных из отрезков графитового карандашного стержня диаметром 2,2 и длиной 20 мм.
К контактным пластинам припаивают многожильные монтажные проводники 4 в поливинилхлоридной изоляции, а пластины прикладывают к стойке с обеих сторон и фиксируют отрезком поливинилхлоридной трубки 5 так, чтобы пластины оказались закрыты трубкой на длине примерно 5 мм. На оставшуюся часть пластин надевают отрезок поливинилхлоридной трубки 6.
Датчик втыкают в почву заостренным концом стойки, следя, чтобы электроды погрузились в почву на глубину 5 мм. после чего почву вокруг электродов осторожно уплотняют пальцами.
В сигнализаторе можно использовать транзисторы указанных на схеме серий KT315 и КТ361 с любыми буквенными индексами. Постоянные резисторы — МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25, подстроечный R8 — СП-0,4 или СПО-0,5, конденсатор С3 — К53-1, К50-6, остальные конденсаторы — МБМ. Источник питания — элемент напряжением 1.5 В, динамическая головка — мощностью до 1 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 8... 10 Ом.
Указанные детали (кроме источника питания и динамической головки) монтируют на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Плату укрепляют в корпусе, на лицевой стенке которого размещают динамическую головку.
При налаживании сигнализатора движок подстроечного резистора вначале устанавливают в верхнее по схеме положение. После «срабатывания» сигнализатора, например, при вынутом из почвы датчике, плавно перемешают движок резистора до получения чистых, громких отрывистых звуков.
Сигнализатор можно использовать для контроля влажности почвы нескольких участков, если установить на каждом из них по датчику и все датчики соединить последовательно. Тогда звуковой сигнал будет раздаваться в том случае, если хотя бы на одном из участков влажность упадет ниже нормы.
Д. Приймак
Смотрите также: Автомат полива домашних растений