Датчик полива растений. Как сделать систему автоматического полива растений своими руками: пошаговая инструкция

Как собрать простую систему автополива для сада и огорода. Какие датчики влажности почвы выбрать. Как подключить автоматику и настроить полив растений. Где купить готовые комплекты для автополива.

Зачем нужна система автоматического полива растений

Автоматический полив растений значительно упрощает уход за садом и огородом. Такая система позволяет:

• Поддерживать оптимальную влажность почвы
• Экономить время на ручном поливе
• Обеспечивать полив во время отсутствия
• Предотвращать пересушивание или переувлажнение почвы
• Повысить урожайность растений

Современные системы автополива могут быть как простыми, так и сложными, с множеством датчиков и возможностью удаленного управления. Рассмотрим основные компоненты и принципы работы таких систем.

Датчики влажности почвы — основа системы автополива

Ключевым элементом автоматической системы полива являются датчики влажности почвы. Они позволяют определить, когда растениям требуется полив. Какие бывают типы датчиков влажности?

Резистивные датчики влажности

Это наиболее простой и доступный тип датчиков. Принцип их работы основан на измерении электрического сопротивления между двумя электродами, помещенными в почву. Чем выше влажность, тем ниже сопротивление.

Преимущества резистивных датчиков:

• Низкая стоимость
• Простота использования
• Подходят для большинства типов почв

Недостатки:

• Невысокая точность измерений
• Подвержены коррозии
• Требуют периодической калибровки

Емкостные датчики влажности

Работают на принципе измерения диэлектрической проницаемости почвы. Более точные, чем резистивные, но и более дорогие.

Преимущества емкостных датчиков:

• Высокая точность измерений
• Долговечность
• Не подвержены коррозии

Недостатки:

• Высокая стоимость
• Сложность настройки

Как собрать простую систему автополива своими руками

Для сборки базовой системы автоматического полива понадобится:

1. Датчик влажности почвы
2. Микроконтроллер (например, Arduino)
3. Реле
4. Электромагнитный клапан
5. Источник питания
6. Провода и разъемы

Пошаговая инструкция по сборке:

1. Подключите датчик влажности к аналоговому входу микроконтроллера
2. Подключите реле к цифровому выходу микроконтроллера
3. Подсоедините электромагнитный клапан к реле
4. Загрузите программу управления в микроконтроллер
5. Настройте пороговые значения влажности для включения полива
6. Проведите тестирование и калибровку системы

Выбор электромагнитного клапана для системы автополива

Электромагнитный клапан — это исполнительное устройство, которое открывает и закрывает подачу воды по команде от контроллера. На что обратить внимание при выборе клапана?

• Диаметр подводящей трубы
• Рабочее давление воды
• Напряжение питания (обычно 12В или 24В)
• Потребляемая мощность
• Степень защиты от влаги и пыли (IP рейтинг)

Для большинства садовых систем подойдут клапаны с диаметром 1/2 или 3/4 дюйма и рабочим давлением 0.5-8 бар.

Программирование микроконтроллера для управления поливом

Алгоритм работы системы автополива обычно включает следующие шаги:

1. Считывание показаний датчика влажности
2. Сравнение с заданными пороговыми значениями
3. Включение полива при низкой влажности
4. Выключение полива при достижении нужной влажности
5. Периодический контроль состояния системы

Пример простого кода для Arduino:

const int sensorPin = A0;
const int relayPin = 7;
const int dryThreshold = 500;
const int wetThreshold = 700;

void setup() {
  pinMode(relayPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int moisture = analogRead(sensorPin);
  Serial.println(moisture);
  
  if (moisture < dryThreshold) {
    digitalWrite(relayPin, HIGH);
  } else if (moisture >
  wetThreshold) {
    digitalWrite(relayPin, LOW);
  }
  
  delay(1000);
}

Расширение возможностей системы автополива

Базовую систему можно дополнить следующими компонентами:

• Датчик температуры и влажности воздуха
• Датчик дождя
• Модуль беспроводной связи (Wi-Fi, Bluetooth)
• Мобильное приложение для удаленного управления
• Солнечная панель для автономного питания

Это позволит создать более интеллектуальную систему, учитывающую погодные условия и позволяющую контролировать полив удаленно.

Готовые комплекты для автоматического полива растений

Если сборка системы своими руками кажется сложной, можно приобрести готовый комплект. Популярные варианты:

• Gardena Smart System
• Hunter Hydrawise
• Rain Bird ESP-TM2
• Orbit B-hyve

Преимущества готовых комплектов:

• Простота установки и настройки
• Наличие мобильных приложений
• Техническая поддержка производителя
• Возможность расширения системы

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с самодельными системами
• Ограниченные возможности кастомизации

Советы по эксплуатации системы автоматического полива

Чтобы система работала эффективно и долго, соблюдайте следующие рекомендации:

• Регулярно проверяйте и очищайте фильтры
• Калибруйте датчики влажности раз в сезон
• Проверяйте герметичность соединений
• Сливайте воду из системы на зиму
• Обновляйте программное обеспечение контроллера

При правильной настройке и обслуживании система автоматического полива значительно упростит уход за растениями и поможет добиться лучших результатов в садоводстве.

как сделать систему автоматического полива растений

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:

• MegaD-328;
• Arduino;
• Hunter;
• Toro.

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.

После того как закончите датчик, рекомендуем узнать как сделать автополив в теплице своими руками.

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.

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

Индикатор полива растений Seramis:🌱 как определить влажность?

9 апреля 2021

Seramis

Время на чтение: 10 минут

АА

Нет времени читать?

Отправим материал вам на:

Pocket

Flipboard

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных

Содержание

Для комнатных растений важно наладить режим полива. При переувлажнении грунта корни могут загнивать, и цветок погибает. Он не получает питания. При пересушивании почвосмеси или гранулята растения тоже не получают питательных веществ, потому что микроэлементы не растворяются в воде.

Чтобы контролировать оптимальную влажность почвы для таких цветов, как орхидеи, рекомендуют использовать специальный прибор – индикатор влажности. Его производит немецкая компания Seramis Gmbh. Как он устроен? Как его используют?

Описание прибора

Индикатор влажности почвы или минерального наполнителя от компании Seramis рекомендован для влагоёмких растений. Его применяют для орхидей, спатифиллума, традесканции, циперуса, хлорофитума.

Цветы можно выращивать на субстрате, который отличается высокой гигроскопичностью и хорошо аэрирует корни растений. Серамис предлагает уникальные комплексы для выращивания любых комнатных цветов, огородных растений.

• Индикатор полива Seramis представляет собой полый стержень.
• Внутри находится капиллярное волокно с пропиткой.
• При увлажнении пропитка меняет цвет волокна.
• В нижней части стержня располагается окошко. В него поступает вода из грунта или из субстрата, увлажняя волокно.
• В верхней части предусмотрено окошко для наблюдения за цветом пропитки.
• Индикатор выполнен из пластика. Материал инертен к химической среде питательных растворов, устойчив к влаге.
• Устройство рассчитано на 1,5 года службы.
• Производитель предлагает 2 вида приборов для горшка 16 см и 26 см.

Всегда сложно определить, насколько влажен субстрат или грунт. Такие материалы, как перлит, вермикулит, пеностекло практически не меняют цвета при поливе или при потере влаги. Состояние влажности керамзита или гранулята Серамис можно определить по оттенку.

 

Посмотреть эту публикацию в Instagram

 

Публикация от Lisa Alisa 🦊 (@liskinsad)

Если в гранулах находится вода, то глиняный субстрат становятся тёмно-терракотового оттенка. В сухом виде минерал светлый. Чтобы не рассматривать каждый раз камни или не проверять руками землю, используют индикатор влажности почвы от Seramis. Он упрощает уход за растениями.

Как использовать?

Применять устройство несложно. Никаких подготовительных мероприятий не требуется. Его просто помещают в грунт в корневой комок, стараясь не повредить отростки. Можно определить состояние и органического, и минерального грунта, но лучше использовать его на субстратах, чтобы не загрязнять волокно.

• Растение рекомендуют полить. Если использовать гранулят от Серамис, то горшок с цветком наполняют водой на четверть.
• Выжидают 2 ч, чтобы камни напитались водой, равномерно распределил его по всему объёму.
• Помещают индикатор в корневой комок так, чтобы сверху оставалось только верхнее окошко стержня. Волокно окрашено в красный цвет.
• Через 20 мин определяют влажность почвы по оттенку материала.
• Если он становится синим, то влаги в грунте достаточно.
• Поливают растение, когда синий вновь меняется на красный.

Вода из субстрата поступает к материалу в стержне. По капиллярам жидкость поднимается наверх. При этом пропитка, при соприкосновении с влагой, становится синей. Устройство имеет несложную схему. Применять его просто. По отзывам растениеводов, его лучше использовать для цветов, которые высажены на перлит, вермикулит, пеностекло.

При работе с устройством Seramis влажность грунта определяют по цвету индикатора. «Синий» означает, что почва хорошо удерживает влагу. «Красный» — пора провести полив. Воду в горшок с цветком распределяют по периметру, не попадая на прибор. Можно проводить нижний полив.

Производитель предлагает комплект из 2 приборов. Они могут быть предназначены для ёмкостей одинакового или разного размера. Через полтора года пропитка волокна внутри стержня теряет свою характеристику, менять цвет. Прибор необходимо заменить.

Оцените статью

Загрузка. ..

Рейтинг автора

Написано статей

Об авторе

Лучшая система полива растений с Wi-Fi

Найдите и сравните системы датчиков полива растений с Wi-Fi и Bluetooth. Установите автоматические таймеры и удаленно следите за здоровьем с помощью телефона Android или iOS.

Следующее Руководство по выбору каналов продаж поможет вам:

• Определите лучшую систему для вашей цены и потребностей (сделай сам/с открытым исходным кодом, для использования внутри помещений/вне помещений)
• Получите обзоры приложений и узнайте, могут ли датчики работать с вашим Android или iPhone или другими системами умного дома.

18.11.2019

Полная система полива Wi-Fi

Ищете датчики влажности и автоматизированное планирование и контроль воды? Эти системы являются хорошей отправной точкой.

Комплект датчиков Edyn Garden

Основные моменты

• Отслеживает свет, влажность, температуру, питание почвы и влажность
• Интегрируется с клапаном на солнечной энергии для автоматической подачи воды
• База данных 5000 растений

Быстрые ссылки

• Поддерживать
• Руководство по началу работы

Продавец

168,9 долл. США – напрямую

Онлайн-цены

Цена недоступна — Amazon More 4

• Интеграция с PlanLink, Parrot, Koubachi, погодой Netatmo и датчиком влажности почвы TORO® Precision.
• 6 зон орошения. Поддержка клапанов 24 В переменного тока.
• Интегрируется с Echo, IFTTT, Nest, Cresteon, Muzzley.

Быстрые ссылки

• Инструкции по установке и эксплуатации
• API
• Технические характеристики

Продавец

353,47 $ — Прямой

PlantLink Lush

Основные моменты

• Каждая базовая станция может поддерживать до 64 каналов связи или клапанов для удовлетворения ваших растущих потребностей.
• Планирование и управление клапанами
• Алгоритмы и уведомления для конкретных установок

Продавец

$79,99 — Прямой

Дополнительный

• Интеллектуальная система Gardena (доступна за пределами США)

Датчики влажности

Цветочная сила

Подсветка

• Внутреннее / наружное использование и база данных 7000 растений
• Bluetooth-соединение
• 6 месяцев автономной работы



Быстрые ссылки

• Интеграции
• Поддерживать
• Часто задаваемые вопросы



Онлайн-цены

Цена недоступна — Amazon More

Дополнительно

• Датчик почвы Toro Precision™

Умные горшки

Что делать, если кашпо, в котором находится ваше растение, может дать вам некоторую информацию о том, когда необходим полив или когда растение страдает?

Горшок Parrot — умный цветочный горшок с возможностью подключения — черный

(79)

Горшок Parrot: Кашпо Bluetooth

Подвинься, терракотовый: цветочный горшок будущего прибыл. Горшок Parrot, представленный ранее в этом месяце на выставке CES, сочетает в себе датчики окружающей среды и автоматический полив, чтобы создать гладкий и счастливый дом для комнатных и уличных растений.

Парижская компания также представила обновление своего датчика Flower Power, который можно воткнуть в землю рядом с растением для контроля температуры, солнечного света, влажности почвы и уровня удобрений; новая версия позволяет прикрепить практически любую бутылку с водой с завинчивающейся крышкой в ​​качестве резервуара для автоматического полива.

Горшок Parrot включает в себя тот же набор датчиков, что и Flower Power, а в стенки самого горшка встроены резервуар объемом 2,2 литра и водяной насос. Обещают год автономной работы.

Горшок подключается через Bluetooth, а данные датчика доступны через мобильное приложение. Облачный механизм принятия решений помогает горшку анализировать самочувствие вашего растения и узнавать его точные потребности в поливе с течением времени; он также предложит советы по садоводству и напомнит пользователям, когда необходимо наполнить резервуар для воды. В остальном ваше растение будет расти само.

Мы не часто слышим, что продукт Интернета вещей можно мыть в посудомоечной машине. Но учитывая, что Parrot Pot — это, по сути, автономная система орошения, неудивительно, что она выдерживает тщательную чистку. Он также достаточно вынослив для использования на открытом воздухе (хотя это может быть проблемой, если резервуар для воды замерзнет).

Приложения для умного садоводства и облачные платформы

Облачный сервис

• Битпоникс

DIY и системы с открытым исходным кодом

Подробнее

Кулинарные хитрости Open Garden: беспроводные садовые наборы с открытым исходным кодом

Open Garden — это набор для самостоятельной сборки на базе Arduino, в котором есть все необходимое для создания подключенного автоматизированного сада. Это продукт Cooking Hacks, онлайн-магазина компонентов IoT и сообщества любителей открытого исходного кода, управляемого Libelium (см. наше интервью с Алисией Асин Перес, генеральным директором и соучредителем, здесь).

Доступны три версии Open Garden с датчиками и другим оборудованием, настроенным для выращивания в помещении, на открытом воздухе или на гидропонике. Ядром Open Garden является шлюз, который загружает данные на веб-сервер с помощью любого из доступных беспроводных интерфейсов (WiFi, GPRS, 3G) и связывается со своими удаленными узлами с помощью бесплатных беспроводных радиостанций 433 МГц. Прикрепляя датчики к узлам, пользователь может собирать данные о температуре воздуха, влажности, уровне освещенности, а также либо о влажности почвы, либо о температуре, pH и проводимости гидропонной среды для выращивания. Система включает в себя приложение для визуализации реальных данных всех ваших датчиков в веб-браузере.

В каждый комплект также входят приводы — оборудование для выполнения физических действий — например, водяной насос (для помещений), спринклерный клапан (для улицы) или кислородный насос и растущий свет (для гидропоники).