Датчик влаги своими руками. Датчик влажности своими руками: как сделать и подключить гигрометр

Как сделать датчик влажности своими руками. Какие бывают типы датчиков влажности. Как подключить и откалибровать самодельный гигрометр. Где применяются датчики влажности.

Типы датчиков влажности и принцип их работы

Существует несколько основных типов датчиков влажности, которые различаются по принципу действия:

• Емкостные датчики — измеряют влажность по изменению емкости конденсатора при поглощении влаги диэлектриком
• Резистивные датчики — определяют влажность по изменению сопротивления чувствительного элемента
• Психрометрические датчики — измеряют влажность по разнице температур сухого и влажного термометров
• Оптические датчики — фиксируют изменение оптических свойств чувствительного элемента при поглощении влаги

Самыми распространенными и простыми в изготовлении являются емкостные и резистивные датчики влажности. Рассмотрим подробнее принцип их работы.

Как работает емкостной датчик влажности?

Емкостной датчик состоит из двух электродов, между которыми находится гигроскопичный диэлектрик. При изменении влажности воздуха диэлектрик поглощает или отдает влагу, из-за чего меняется его диэлектрическая проницаемость. Это приводит к изменению емкости конденсатора, которое и регистрируется измерительной схемой.

Принцип работы резистивного датчика влажности

В основе резистивного датчика лежит чувствительный элемент, электрическое сопротивление которого зависит от содержания в нем влаги. Обычно это полимерная пленка или керамика с добавлением солей. При поглощении влаги сопротивление элемента уменьшается, что фиксируется измерительной схемой.

Как сделать простой датчик влажности своими руками

Рассмотрим процесс изготовления простейшего резистивного датчика влажности на основе полоски бумаги:

1. Вырежьте полоску плотной бумаги размером примерно 1х5 см
2. Нанесите на концы полоски графитовые электроды с помощью мягкого карандаша
3. Пропитайте полоску между электродами солевым раствором и высушите
4. Подключите к электродам провода для измерения сопротивления

При увеличении влажности воздуха сопротивление такого самодельного датчика будет уменьшаться. Измеряя его с помощью мультиметра, можно качественно оценивать изменение влажности.

Схема подключения датчика влажности к Arduino

Для создания более точного измерителя влажности удобно использовать готовый датчик и подключить его к микроконтроллеру Arduino. Рассмотрим пример подключения популярного датчика DHT11:

• Питание датчика (+) подключаем к выводу 5V Arduino
• Земля (-) подключается к GND Arduino
• Сигнальный вывод датчика соединяем с цифровым пином 2 Arduino
• Между питанием и сигнальным выводом ставим подтягивающий резистор 10 кОм

Такое подключение позволит считывать данные с датчика DHT11 и выводить значения влажности на экран или использовать их в системе автоматики.

Калибровка самодельного датчика влажности

Чтобы самодельный датчик влажности показывал корректные значения, его необходимо откалибровать. Для этого можно использовать следующий метод:

1. Поместите датчик в герметичный контейнер с насыщенным раствором соли (75% влажности)
2. Измерьте показания датчика и запишите соответствующее значение сопротивления/емкости
3. Повторите измерение, поместив датчик над емкостью с водой (100% влажность)
4. Постройте калибровочный график зависимости влажности от измеряемой величины

Используя полученный график, можно преобразовывать показания самодельного датчика в реальные значения влажности воздуха.

Области применения датчиков влажности

Датчики влажности находят широкое применение в различных сферах:

• Метеорология — измерение влажности воздуха на метеостанциях
• Сельское хозяйство — контроль влажности почвы и воздуха в теплицах
• Пищевая промышленность — мониторинг влажности при хранении продуктов
• Строительство — измерение влажности стройматериалов
• Системы вентиляции — автоматическое поддержание оптимальной влажности

Самодельные датчики влажности могут успешно применяться в бытовых условиях для контроля микроклимата в помещениях, теплицах, инкубаторах и т.д.

Преимущества и недостатки самодельных датчиков влажности

Изготовление датчика влажности своими руками имеет ряд плюсов и минусов:

Преимущества:

• Низкая стоимость
• Возможность изготовить датчик под конкретную задачу
• Понимание принципа работы устройства

Недостатки:

• Меньшая точность по сравнению с промышленными датчиками
• Необходимость периодической калибровки
• Ограниченный срок службы самодельных чувствительных элементов

Тем не менее, для многих бытовых применений точности самодельного датчика вполне достаточно. А его изготовление может стать интересным практическим опытом.

Заключение

Изготовление датчика влажности своими руками — увлекательный процесс, позволяющий на практике изучить принципы измерения влажности. Даже простейшие самодельные датчики могут успешно применяться для качественной оценки изменения влажности воздуха или почвы. А подключение готовых датчиков к Arduino открывает широкие возможности по созданию автоматизированных систем контроля микроклимата.

как сделать своими руками, подключение

Для поддержания нормальных условий жизнедеятельности человека или животных, а также при организации производства, важно обеспечить правильный микроклимат. Одна из важных составляющих – правильная влажность. Причем этот показатель измеряется как в воздушной среде, так и в почве. Кроме того, при организации производства или строительства, необходимо знать остаточную влажность материала. Например, нарушения требований сухости зерна или цемента, могут привести к порче продукта, и серьезным финансовым потерям. Представьте себе заплесневевший элеватор зерна емкостью десятки тысяч тонн. Или превратившийся в камень, внушительный запас сухих строительных смесей.

Как определить количество воды в окружающей среде или предметах? Для этого используются датчики влажности.

01

Такой прибор называют гигрометром или гигростатом, в зависимости от способа применения. С простейшими механическими гигрометрами вы наверняка сталкивались на уроках физики в школе, и в саунах, где этот тип прибора довольно популярен.

Датчики влажности воздуха по принципу действия

Для начала разберемся с терминами: что такое влажность в принципе?

Академически, это содержание водяных паров в атмосфере или количество влаги в иной среде по отношению к ее весу.

На практике влажность может быть обусловлена не только водой, но и другими техническими жидкостями.

Механические датчики влажности

Эти конструкции не отличаются разнообразием, и применяются не одну сотню лет. Принцип действия основан на способности материалов изменять свои габариты (длину) при намокании. Наилучший вариант – это женский волос рыжего цвета (разумеется, естественного происхождения, а не окрашенный). На практике чаще всего применяется конский волос, или волосы других животных.

Система подвеса состоит из грузика (или пружины), оттягивающего измерительный элемент: волос. Подвес прикреплен к стрелке. При намокании, волос растягивается, стрелка показывает значение влажности. Разумеется, при изготовлении такого прибора или смене изношенного волоса, шкалу необходимо заново откалибровать. Преимущество таких приборов – простота и дешевизна в реализации. Недостатки: высокая погрешность (причем она меняется в ходе эксплуатации) и боязнь механических нагрузок.

Психрометрические датчики температуры и влажности

Почему два в одном? Дело в том, что датчик влажности такой конструкции основан на измерении температуры. А поскольку в системе есть термометр, почему не вывести его показания на табло. Эти приборы бывают механическими и электронными. Механика представляет собой два одинаковых термометра, один из которых помещен во влажную среду (банальное обертывание мокрой ветошью). Иногда, для увеличения производительности, приборы обдувают специальным вентилятором. На влажном и сухом термометрах отображается разная температура. Разница определяется степенью влажности воздуха (мокрый термометр в сухом воздухе быстрее охлаждается). Для получения показаний используются специальные психрометрические таблицы. В этом главный недостаток прибора: сложность проведения измерений. Еще одна проблема – такой гигрометр не может работать непрерывно, для каждой процедуры измерений он готовится заранее: необходимо намочить ветошь (губку), запустить вентилятор, дождаться, пока столбики термометров найдут верное положение. Зато психрометрический датчик влажности воздуха с механическим приводом надежен и точен. Стоимость такого прибора также доступна.

Электронные датчики температуры и влажности психрометрического типа работают по такому же принципу. Вместо термометров используются термисторы: электронные компоненты, сопротивление которых зависит от температуры. Подключены по мостовой схеме: при идеальном балансе температур напряжение на выходе нулевое, если происходит разбалансировка показаний – на выходе датчика появляется потенциал. Чтобы определить разность температур, термисторы помещены в две камеры: герметичную с сухим воздухом, и перфорированную, в которой будет реальная влажность по месту измерения. Вариант удобный, универсальный, но его точность весьма условна.

Подобные детекторы применяются в различных электронных схемах контроля. Особенно они популярны при разработке систем на базе Arduino.

Емкостные датчики влажности

Достаточно простые электронные устройства, работа которых основана на изменении электропроводности воздуха в зависимости от насыщения влагой. Фактически – это конденсаторы переменной емкости, величина которой контролируется управляющей схемой. Датчик влажности воздуха емкостного типа использует конденсаторы с воздушной прослойкой между пластинами. Универсальные гигрометры (с твердым диэлектриком) могут измерять количество воду в твердой среде.

Сенсоры надежные и достаточно точные, однако со временем изнашиваются. К неоспоримым преимуществам можно отнести независимость от кислотности среды. Этим обычно грешат резистивные сенсоры.

Оптический датчик влажности

Содержит измерительную зеркальную пластину и чувствительный фотодетектор. Второе наименование измерителя – конденсационный. Принцип действия основан на природе так называемой точки росы. При определенной температуре поверхности, на ней образуется конденсат. Наглядный пример – покрытые росой автомобили, припаркованные на открытом воздухе. Зеркальная пластина последовательно нагревается, выпадение конденсата фиксируется фотодетектором.

Фото-пара тщательно фокусируется: пока зеркальная поверхность чистая, фотоэлемент пропускает электрический ток. После выпадения росы свет рассеивается, сила тока падает, электроника фиксирует этот момент, и вычисляет уровень влажности по запрограммированному алгоритму.

Такие измерители достаточно точны, однако боятся вибраций и достаточно громоздки. Стоимость средняя. Существенный недостаток – необходимо поддерживать поверхность в идеальной чистоте. Кроме того, после применения датчик необходимо просушить для следующего применения. То есть, в реальном времени он не работает. Фактически – состояние измерений «включено» или «выключено».

Резистивный датчик влажности

Представляет собой переменный резистор, сопротивление которого меняется при изменении влажности. На первый взгляд, сенсор похож на емкостной прибор.

 

На самом деле технология иная. На диэлектрическую подложку наносится ряд электродов или наматывается токопроводящая проволока (две обмотки с гальванической развязкой). Затем пространство между электродами заполняется специальным солевым гелем или токопроводящим полимером. Главное условие – высокая гигроскопичность материала. Попадая во влажную среду, полимер (солевой гель) меняет проводимость. Сопротивление резистора меняется в обратной зависимости: чем выше влажность, тем оно ниже. Изменения фиксируются электроникой. Неоспоримые преимущества такой схемы: высокая точность, стабильность параметров, и долгий срок службы. Недостатки – невозможность работать в агрессивной среде, требуется защита от пыли. Однако вышедший из строя сенсор легко заменить: стоимость невысокая.

Датчик температуры и влажности воздуха может работать в качестве наглядного измерительного прибора, когда показания просто фиксируются наблюдателем.

Однако более целесообразным будет подключение датчика влажности к системе управления процессами. Как минимум, к устройству сигнализации (оповещения). Например, при выращивании сельскохозяйственных культур, датчик, погруженный в почву, может дать команду на полив грунта. В системах автоматического климат-контроля датчики температуры и влажности управляют кондиционерами и обогревательными котлами без участия оператора.

Применение датчиков на практике

Датчики используются для следующих задач:

• поддержание заданного микроклимата в жилых и офисных помещениях: обеспечение комфортного пребывания людей;
• обеспечение необходимых параметров воздуха на складах и в хранилищах: например, архивы, музеи или овощебазы;
• сохранение заданной влажностной среды при работе с биологическими объектами: инкубаторы, лаборатории, медицинские учреждения;
• обеспечение климатических условий на производстве сухих смесей или с применением чувствительной к влажности технике;
• контроль в котельных или водоочистительных станциях: предотвращение образования конденсата;
• соблюдение гигиенических норм в любых помещениях: высокая влажность способствует развитию плесени и грибка.

Датчики для твердой среды по принципу действия

Как мы уже говорили, некоторые датчики влажности и температуры воздуха универсальны: могут работать в грунте или сыпучих смесях. Также существуют специализированные приборы для решения подобных задач. Собственно, технологий для измерения содержания влаги в сыпучих средах (почва, сухие смеси и пр.) не так много.

Резистивные датчики

Эти детекторы работают по принципу амперметров: а в качестве резистора в цепи выступает среда измерения. Почва или сухая смесь, в зависимости от насыщения водой, меняет электропроводность (или сопротивление). Соответственно меняется и сила протекающего тока. Подобные датчики могут быть только электронными, поскольку механически обеспечить измерение влажности в твердой среде затратно и нецелесообразно.

Два (или больше, для повышения точности) электрода погружаются в среду измерения.

Модуль управления подает на контакты небольшое напряжение, и замеряет значение электрического тока. Чем больше влаги, тем сильнее электроток. Надежная и довольно точная конструкция, не лишена недостатков. Во-первых, электроды должны быть выполнены из материала, стойкого к коррозии и механическим повреждениям. Во-вторых, при калибровке прибора необходимо учитывать содержание солей в почве (или материале).

Емкостные датчики влажности почвы

Пожалуй, самые популярные устройства среди квартирных «земледельцев». Сегодня стало модным выращивать некоторые продукты питания не на огороде, а например, в квартире в Москве. Для обеспечения хорошего урожая применяются технологии интенсивного земледелия под управлением электроники. Контроллер получает информацию о температуре, уровне влажности и освещенности, и моделирует природные условия для вашей грядки на подоконнике.

Если система управления отлажена, нет необходимости ежедневно контролировать процесс роста растений. Достаточно пополнять емкость для полива, и своевременно собирать урожай.

Преимущество такого прибора – возможность работать «на автомате». Кроме того, такой датчик можно сделать своими руками.

Изготовление датчика влажности почвы своими руками на Arduino

Разумеется, сам сенсор изготавливать не нужно, эта деталь давно и успешно выпускается нашими друзьями из Поднебесной и стоит относительно недорого. Речь пойдет об интеграции датчика в систему управления для теплицы или балконной грядки.

Типичный пример: комплект FC-28.

Представляет собой емкостной детектор, соединенный с платой компаратора, выполненной на микросхеме LM393. В схеме присутствует потенциометр, с помощью которого можно произвести калибровку и задать условия для срабатывания датчика. Принципиальная схема устройства на иллюстрации:

Прибор не предназначен для мониторинга текущей влажности земли: его задача дать сигнал для включения системы автоматического полива. При достижении откалиброванного резистором порога сухости почвы, логический «0» на выходе компаратора меняется на «1» (контакт D0). Контроллер получает сигнал и дает команду исполнительному механизму полива.

В принципе, разработчик предусмотрел возможность снятия показаний для отображения на текстовом табло. Для этого используется аналоговый сигнал (A0) со схемы управления. Это не основной режим, но оператор всегда может увидеть влажность почвы в процентах.

Питание комплекта осуществляется с помощью источника 5 вольт с током до 35 мА. Это может быть блок питания или комплект батареек. Подойдет любая версия Arduino: например, UNO.

Схема может быть расширена датчиком уровня воды, световой и звуковой сигнализацией. Источником водоснабжения служит помпа, соединенная с контролируемым резервуаром. Типовая блок-схема готовой системы полива на емкостном датчике влажности представлена на иллюстрации:

Если запрограммировать контроллер Arduino на несколько грядок, можно применять систему на больших территориях: поле, теплица и пр.

Изготовление датчика влажности почвы своими руками

Еще одна популярная сфера применения датчика влажности (на этот раз воздуха) – это домашний инкубатор. Как известно, при нагреве инкубатора воздух внутри осушается. Это может привести к высокому проценту отбраковки яиц. Примитивные миски с водой не всегда дают должный эффект: без системы контроля вода испарится, а владелец инкубатора может пропустить этот момент. Для контроля необходим элементарный контроль с цифровым табло.

Если не рассматривать популярные готовые решения на Ардуино, можно собрать электронный детектор влажности воздуха на базе микросхемы PIC16F628A. Сенсор влажности, совместимый с такой логикой – DTH-11. Остальная элементная база – несколько согласующих резисторов и цифровое табло.

Данный контроллер имеет возможность как показывать уровень влажности в процентах, так и давать сигнал на исполнительное устройство для увлажнения. Снабдив его любым типом увлажнителя можно не беспокоиться о сохранности яиц в закладке.

Кроме того, данная схема позволяет подключить сенсор температуры. Таким образом, вы получаете полноценную систему климат контроля для инкубатора, работающую в автономном режиме.

Промышленные датчики температуры и влажности

При наличии средств, все эти приборы можно приобрести в заводском исполнении.

Это может быть отдельно вынесенный датчик влажности для индикации, или встроенный сенсор с подключением к системе «умный дом». Многие датчики позволяют получать информацию дистанционно, с передачей по сети интернет или на мобильный планшет.

Совет: для эффективного и надежного использования лучше приобретать не универсальные, а специализированные датчики влажности и температуры.

В данном материале есть описание различных типов сенсоров: каждый из них хорош для конкретных условий применения. Не обязательно выбирать самый дорогой и защищенный от агрессивной внешней среды прибор, если он будет использоваться в помещении.

Равно как датчик влажности почвы для горшков комнатных растений, не сможет контролировать обширные грядки в теплице или на поле.

Совет для самодельщиков

Если вам подвернулся исправный датчик с какого-нибудь готового устройства, не пытайтесь извлечь его и использовать в другой схеме. Интегрированные сенсоры, как правило, разрабатываются под конкретные проекты, и создание переходной схемы сведет на нет всю экономию. Лучше сначала разработать свой контроллер, а затем приобрести под него конкретный датчик влажности.

Видео по теме

Хорошая реклама

 

Измеритель влажности воздуха своими руками: методы и схемы

Информация о микроклимате помещения важна для многих: от владельцев фермерских хозяйств до тех, у кого есть проблемы со здоровьем. Но не все знают, что можно сделать измеритель влажности воздуха своими руками.

Причем, бесплатно. А вариантов для этого существует много…

6 простых способов измерений

С помощью простых методов есть возможность получить нужную информацию.

1. Коктейльную трубочку протыкают булавкой. Втыкают в дырку деревянную плиту. Один конец человеческого волоса привязывают к трубочке, другой – к иголке. Натягиваем волос так, чтобы соломинка находилась в горизонтальном положении. Все изменения будут понятны по натягиванию или ослабеванию волоска, который будет тянуть стрелку.
2. Рюмку с водой держат в рефрижераторе несколько часов, достают, ставят подальше от батарей и начинают смотреть. Стекло потеет, а потом высыхает – в доме сухой воздух. Потекли по стеклу ручейки – слишком влажно. А если ничего не меняется – значит все в норме.
3. Берут два обычных градусника со ртутью. Кусочек тряпки скручивают в трубку и привязывают к одному из термометров, а потом опускают в баночку, где есть вода. Градусники цепляют к щитку и подвешивают с помощью крючков. Баночку ставят между градусниками. В результате получиться два градусника с сухим и влажным воздухом. Первый укажет на меньшую температуру. Разные температуры показывают насколько воздух влажный. 
4. Берутся салфетка, фанера, клей, 2 гвоздя, 2 куска проволоки (длиной 4 см). Гвозди вбиваются в фанеру, на расстоянии, которое ровняется длине салфетки. Между ними на клей крепится салфетка. К ней крепится проволока. Для образования стрелки, надо одну из частей проволоки частично прикрепить к салфетке, частично – к гвоздю. Принцип прибора основывается на свойствах салфетки вбирать в себя воду. Об изменениях микроклимата помещения скажет стрелка.
5. Берутся шишка и кусок фанеры. Шишку прикрепляют к центру фанеры скотчем и наблюдают, как раскрываются чешуйки. Если быстро – микроклимат ниже нормы. Поднимаются вверх – высокая влажность. А если ничего не меняется – все показания в норме.

Но для измерения существуют и другие приборы, которые тоже, можно изготовить самому.

6. Берется пластинка фольгированного стеклотекстолита. На ней изображаются две контактные площадки, изолированные друг от друга. Припаивают проводки и капают капельку туши для рисования. Измеряется сопротивление засохшей кляксы. Сопротивление при увеличении влажности увеличивается, а при уменьшении – уменьшается.

Кроме простейших измерителей можно сделать и сложные гигрометры.

Как самому сделать датчик влажности

С помощью схемы, основанной на одном транзисторе можно сделать простой датчик влажности. Пластина с датчиком, которого будет предупреждать о повышении уровня влажности. Ее делают с обрезка фантированого стеклотекстолита. Площадь делят на два сектора и хорошо лужируем.

Суть роботы: влажность попадает на контактирование клингера, они образуют отпор и обнаруживают прибор усиливающий электроколебание. И через прибор бегут электрически заряженные частицы.

Для роботы, подойдет светодиодный клигер и пьезоизлучатель с парадигмой, обмотку реле. Ее контакты будут служить зачинателем или размыкателем электрики.

Реагирует чувствительность прибора построечный резистор, реагирующий на любой уровень проходящего тока.

Как смастерить электронный измеритель влажности

Гигрометр имеет большое значение в сельском хозяйстве, особенно в период хранения урожая. Электронный измеритель — самый современный. Но, изготовить его можно самому. Вот схема. Всю информацию о ней можно увидеть здесь: https://aes2.ru/publ/indikator_vlazhnosti_vozdukha/1-1-0-122

Схема электронного измерителя

Такой прибор подойдет для помещений, в которых хранятся продукты.

Состоит из таких частей:

• Плата управления. Ее размер 6,5 см на 9,8 см.
• Датчик. Размером 2см на 5,3 см;
• Кнопка SW1;
• Резистор 470 кОм. Он будет свидетельствовать о повышении влажности.

Питание осуществляется с помощью 9 вольтной батарейки.

Преимущество схемы – возможность подключения нескольких детекторов.

Ее работа, базируясь на связи двух транзисторов 2N2222. Можно использовать транзисторы в пластиковых корпусах либо другие биполярные транзисторы.

Суть роботы: звуковой пьезоизлучатель запускается от проходящего, между контактами датчика, тока. Это происходит после того, как на контактах датчика осело достаточное количество влаги.

Чтобы включился сигнал, хватит 6 мА тока.

Порог включения регулируется подбору величины сопротивления R 2 и емкости С 1.

Лужение меди на печатной плате датчика – нуждается в правильном проведении. Это защитит от окисления и потери электропроводности.

Такой индикатор, если его правильно настроить, можно использовать в доме, где живет человек, страдающий от астмы.

Рассмотрим еще один способ, как сделать гигрометр самому

Делаем гигрометр для дома

В доме, где есть маленькие дети или люди с астмой, бронхитом и сердечнососудистыми заболеваниями, он просто необходим. Но, покупать его не обязательно, ведь можно все сделать самому.

Данный прибор поможет измерить не только влажность, но и температуру воздуха. Более подробную информацию можно найти здесь https://www.kondratev-v.ru/byt/izmeritel-vlazhnosti-vozduxa-v-kvartire.html

Схема бытового гигрометра и термометра

Основу схемы составляет микроконтроллер РIС 16F628А. Она связана с датчиком DHT-11 с помощью однопроводной линии. Резистор присоединяет провод к напряжению 500 вольт.

Механизм прижимания шины данных к общему проводу или отпускания ее, позволяет осуществлять общение между контролером и датчиком.

Для приема и дачи команд используют два микроконтроллера. Первый служит для приема изменений данных. Второй – для коммуникации шины данных.

Чтобы, показывать информацию используются светодиодные индикаторы.

Яркость освещения индикатора зависит от номинала регистра.

Для питания устройства используется трансформаторный или безтрансформаторный блок питания. Их схему можно найти здесь: https://www.kondratev-v.ru/bloki-pitaniya/blok-pitaniya-s-gasyashhim-kondensatorom.html

https://www.kondratev-v.ru/bloki-pitaniya/bestransformatornyj-blok-pitaniya.html

https://www.kondratev-v.ru/byt/izmeritel-vlazhnosti-vozduxa-v-kvartire.html

Для изготовления такого прибора можно использовать и другую плату, сделанную самостоятельно.

Схему и рисунок платы можно скачать тут:

https://www.kondratev-v.ru/byt/izmeritel-vlazhnosti-vozduxa-v-kvartire.html

Итак, измеритель влажности воздуха можно сделать своими руками. Однако, они не отличаются высокой точностью. И годятся только для получения приблизительных данных. Для получения точных данных придется покупать заводской гигрометр.

Измеритель влажности воздуха своими руками: как самостоятельно собрать гигрометр

Для контроля микроклимата помещения обязательно понадобятся специальные приборы. Это касается и устройства, с помощью которого можно наблюдать за количеством водяных паров, которые могут присутствовать в воздухе.

Согласитесь, ведь не только чрезмерная сухость, но и избыточная влажность негативно сказывается на состоянии здоровья живущих или работающих здесь людей. Так почему бы не попробовать сделать измеритель влажности воздуха своими руками, который поможет для разных ситуаций?

Далее мы расскажем о принципе работы гигрометра, а также приведем инструкцию по самостоятельной сборке нескольких простейших устройств.

Содержание статьи:

Для чего нужен гигрометр?

Вначале надо разобраться с вопросом, зачем вообще может понадобиться измеритель влажности воздуха? В продаже предлагаются для этой цели. Речь идет о гигрометрах, хотя есть и такие люди, которые предпочитают психрометры.

Вот только все привыкли к более простым и понятным приборам. Наиболее практичным и удобным можно назвать первый вариант, так как здесь не приходится заниматься расчетами, чтобы получить точную цифру влажности воздуха.

Можно выбрать механический гигрометр или купить многофункциональное электронное устройство, где помимо уровня влажности отражаются и другие показатели микроклимата в помещении

А ведь играют важную роль. Если речь идет о человеческом организме, для него этот показатель должен находиться в пределах 40-60%. Но это только в том случае, если речь идет о здоровом человеке.

Когда показатель будет отличаться, окажется ниже, понадобится задействовать специальный . На него придется тратить деньги. В противном случае нужно включать осушитель воздуха, что также потребует лишних финансовых затрат. И окажется очень хорошо, когда уровень влаги в помещении будет регулироваться автоматически.

Измеритель влажности воздуха может понадобиться для самых разных ситуаций.

Не стоит упускать из вида, что излишняя влага или ее недостаточное количество обязательно приносит вред:

• человеческому организму;
• комнатным растениям;
• предметам мебели;
• продуктам питания.

Важно не забывать также и про бытовую технику, которая присутствует практически в любой как городской квартире, так и в частных домах.

Если даже комнатные растения страдают от неправильной влажности, то тем более это напрямую скажется на организме человека

В первую очередь, это касается людей, которые имеют проблемы со своим здоровьем. От уровня влажности в помещении зависит самочувствие. Если влажность воздуха окажется ниже допустимой нормы, даже здоровому человеку будет трудно дышать.

Обязательно наблюдается пересыхание слизистых оболочек. Особенно это важно для тех, кто имеет заболевание, связанное с дыхательными путями: астматикам, страдающих бронхитом и т.д. Не стоит забывать и про сердечные болезни, где также серьезную роль играет влажность воздуха.

Более подробно о влиянии влажности воздуха на здоровье человека читайте .

Необходимость измерения влажности

Измеритель влажности может потребоваться как семье, проживающей в небольшой городской квартире, так и для фермерского хозяйства. Особенно это касается тех, кто имеет инкубаторы и занимается разведением птенцов.

Чтобы не покупать этот прибор, его можно постараться изготовить своими руками. В этом нет ничего сложного, легко справится даже тот, кто никогда этим не занимался. Но все же понадобится несколько элементов или готовых устройств. Все зависит от того, какой вариант измерителя будет выбран.

Даже человеческий волос может послужить в качестве элемента, который идеально подойдет для изготовления самодельного прибора, чтобы проводить измерения влажности

Далее мы рассмотрим несколько самодельных вариантов измерителя влажности воздуха, и у каждого имеются свои как преимущества, так и недостатки.

Некоторые устройства сделать очень просто, а вот над другими придется немного повозиться. В итоге удастся узнать точный или приблизительный процент влажности. Все зависит от выбора устройства.

Для того, чтобы самостоятельно собрать более сложные приборы для измерения влажности может потребоваться паяльник, а также другие инструменты.

Сборка самодельных приборов

Не все описанные устройства заслуживают внимания, поэтому отдельно стоит остановиться на тех, которые проще изготовить или дают более точные показания.

Вариант 1 – простейший гигрометр

Многие люди, которые пользуются очками, уже давно обратили внимание на то, что если с холода зайти в теплое помещение, стекла обычно запотевают. Вот только все зависит не только от температуры в комнате, но и от влажности.

В одних случаях стекла становятся практически мокрыми, поэтому их приходится хорошо вытирать салфеткой. А вот в других помещениях они очень быстро и сами высыхают.

По этому же принципу устроен и самодельный прибор из подручных средств, с помощью которого удастся определить влажность воздуха в помещении. Только показания окажутся не точными, а приблизительными.

Для этой цели потребуется следующее:

• обычный прозрачный стакан;
• немного чистой воды;
• холодильник.

Также нужно учитывать, что это окажется одноразовый прибор, и чтобы через время снова узнать показания влажности, этот эксперимент придется снова повторить.

Берется обычный стеклянный стакан и в него наливается вода. Для этой цели можно использовать и рюмку. Нужно наполнить сосуд практически полностью. Затем его необходимо поместить в холодильник. Там он должен находиться несколько часов при температуре от 3-х до 5 °С

Затем стакан с водой вынимаем из холодильника и устанавливаем в помещении, где необходимо проверить уровень влажности. Только ставить его надо подальше от обогревательных приборов, иначе это даст совсем неточные результаты.

На стакане заметен не просто конденсат, а стекающие капли. Это означает в помещении, где проводятся измерения.

Как правило, в результате такого простого и доступного эксперимента можно получить один из 3-х вариантов:

1. Когда в помещении воздух окажется пересушенным, и в нем недостаточный процент влажности, в течение 5-8 минут на стенках стакана будет наблюдаться конденсат, который начнет постепенно исчезать.
2. Если в комнате наблюдается избыток влаги, сосуд через 5-8 минут покроется уже не конденсатом, а каплями, которые будут стекать вниз по стенкам.
3. Но когда на стенках стакана не окажется ни конденсата, ни капель воды, это свидетельствует о том, что в помещении нормальный вариант влажности.

Какой процент влажности воздуха – это уже не удастся сказать с точностью. Можно констатировать только одно: он понижен, превышен или речь идет о приемлемом показании.

Вариант 2 – устройство из природных материалов

Не все знают, что практически все растения тем или иным способом реагируют на влажность воздуха. Чтобы самостоятельно изготовить измеритель из природных материалов, совсем необязательно уметь «читать» поведение растений, надо быть только внимательным.

Процент влажности воздуха легко определить по шишкам. Они могут как закрываться, так и открывать свои лепестки. И это относится даже к ситуации, если сорвать шишки и занести их себе в дом

Шишка обязательно реагирует на изменение влажности как на улице, так и в помещении. Надо просто понаблюдать за ее чешуйками.

Для проведения эксперимента понадобится еще небольшой кусок фанеры. В ее центре крепится шишка, что можно сделать как при помощи гвоздя, так и воспользовавшись скотчем.

Если шишка раскрыла полностью свои чешуйки, то это говорит о недостаточной влажности окружающей среды. В случае с нормальной влажностью чешуйки останутся закрытыми

Только здесь придется понаблюдать, с какой скоростью будут раскрываться чешуйки:

• если быстро, тогда ;
• когда кончики поднимаются вверх, ощущается избыток влаги;
• если чешуйки долго не меняют своего положения, это говорит о том, что все в порядке.

В последнем случае микроклимат в помещении соответствует средним показаниям. Но и в этой ситуации, используя такой эксперимент, точные данные не удастся получить.

Вариант 3 – гигрометр из салфетки

Самый простой домашний гигрометр удастся изготовить из подручных средств. Он уже окажется более точным, потому что в этом случае используется самодельная шкала показаний. Только ее нужно правильно настраивать.

Для создания самоделки понадобятся:

• белая простая салфетка;
• кусок фанеры;
• несколько гвоздей;
• проволока длиной 3-4 см.

Также надо найти и клей, с помощью которого к фанере приклеивается бумажная салфетка, чтобы она не двигалась.

С обоих концов закрепленной салфетки в фанеру забивается 2 гвоздя. Потом к салфетке крепится 2 куска проволоки. Но один из них обязательно прикрепляется и к гвоздю. Он будет выполнять роль стрелки.

Принцип такого гигрометра устроен на том, что бумажная салфетка способна впитывать в себя влагу, которая находится в воздухе. Это приводит к изменению ее состояния

Для точности измерений вначале нужно использовать и настоящий механический гигрометр, чтобы на фанере нарисовать соответствующую шкалу. Этот самодельный прибор удастся использовать и в дальнейшем, он точно не будет одноразовым.

Проволока, прикрепленная одной стороной к гвоздю, а второй – к салфетке, будет двигаться, если влажность в помещении начнет изменяться. Чтобы убедиться в этом, достаточно такое устройство установить на кухне в момент приготовления пищи.

Предлагается еще и аналог волосяного устройства для измерения нужных показаний относительной влажности воздуха. Но оно имеет свои недостатки. Во-первых, на его изготовление понадобится значительно больше разных материалов.

А во-вторых, потребуется потратить время. Третья проблема заключается в том, что понадобится длинный волос не менее 40-50 см. Здесь все основано на том, что человеческий волос хорошо реагирует на любые изменения влажности воздуха. Намного проще самостоятельно изготовить такой прибор как психрометр.

Вариант 4 – самодельный психометр

Хотя на изготовление психрометрического прибора понадобится время, но зато такое устройство будет выдавать более точные показания.

Схематическое изображение изготовления точного психрометра для измерения влажности воздуха, где помимо двух термометров понадобится еще несколько простых конструкционных элементов

При его изготовлении не обойтись без нескольких важных элементов:

• двух ртутных или спиртовых термометров;
• стеклянной баночки с дистиллированной водой;
• небольшого куска хлопчатобумажной ткани;
• фанерной доски небольшого размера;
• нескольких шурупов и нити.

Берутся термометры для измерения температуры. Их необходимо прикрепить к доске таким образом, чтобы они находились в вертикальном положении, но обязательно параллельно друг ко другу. Для этого помимо доски могут потребоваться и деревянные планки.

А дальше потребуется запитать влагой один из термометров. Под него устанавливается колба или пузырек, где находится дистиллированная вода. Затем берется полоска ткани и ею обматывается ртутный шарик.

Если это спиртовой термометр, тогда эта процедура проделывается с его баллончиком. Чтобы обмотанная часть со временем не распустилась, ее необходимо обвязать нитью. А затем свободный конец ткани помещается в сосуд с водой на глубину 5-6 мм.

Это устройство по своему принципу работы практически такое же, как и  обычный психрометрический гигрометр. Вот только чтобы пользоваться им, необходимо сразу составить таблицу. Здесь понадобится сравнивать показания каждого термометра и делать определенные вычисления.

Самодельный гигрометр из термометров прослужит дольше, если его хорошо закрепить на подставке, поэтому этим вопросом стоит озаботиться еще на этапе подготовки материалов подставки

Берется во внимание показания как «сухого», так и «влажного» прибора и уже благодаря сделанным вычислениям удастся определить уровень влажности в помещении. Такое самодельное устройство выгодно тем, что удается получать более точные и правильные показания.

Вариант 5 – сложные датчики влажности

Можно изготовить и более сложный датчик влажности воздуха своими руками, и здесь уже понадобится паяльник и несколько определенных элементов. Сложности в изготовлении не будет в том случае, если делать все правильно.

Необходимо использовать пластинку фольгированного стеклотекстолита. Здесь понадобится изобразить 2 контактные площадки. Только они обязательно должны быть полностью изолированы, чтобы ничем не соприкасались друг с другом

После этого к контактным площадкам надежно припаивается два проводка. Затем надо капнуть капельку туши, используемой для рисования. Уровень влажности будет измеряться по сопротивлению кляксы, которая должна засохнуть.

Если сопротивление увеличивается, это говорит о повышенном проценте влажности. Но когда оно уменьшается, тогда все говорит о недостаточном уровне влаги в воздухе.

Хороший мастер такой прибор сумеет изготовить из дерева. Подобная самоделка может служить даже украшением интерьера. Вот только здесь имеются некоторые негативные моменты.

Первый минус в том, что понадобится специальная еловая древесина. А второй негативный момент заключается в наличии хорошей мастерской с циркуляционной, ленточной пилой и сверлильным станком (может подойти и электрическая дрель). Поэтому такой вариант самодельного гигрометра также можно назвать сложным.

Выводы и полезное видео по теме

Пример изготовления волосяного гигрометра своими руками:

О том, как сделать психометр в домашних условиях пойдет речь в следующем видеоролике:

Все описанные способы изготовления приборов для измерения влажности воздуха относятся к простым, где все удастся сделать своими руками. Можно самостоятельно смастерить даже электронный прибор. Но здесь потребуется плата управления и другие электронные элементы.

Не у всех получится создать такое устройство, хотя оно будет давать более точные показания. Из всех перечисленных выше описаний самым выгодным можно назвать психрометр из термометров. Его изготовление не представляет большой сложности.

А приходилось ли вам заниматься сооружением самодельного гигрометра? Пожалуйста, расскажите нашим читателям о том, какой прибор получилось соорудить и были ли сложности при этом. Оставляйте свои комментарии, делитесь фото собственных самоделок – блок для связи расположен ниже.

Гигрометр из дерева (датчик влажности воздуха) своими руками

Здравствуйте, уважаемые читатели и самоделкины!
В данной статье Джек, автор YouTube канала «Jack Houweling», расскажет Вам как он изготовил измеритель влажности из дерева! Это очень необычная самоделка, которую может повторить практически любой мастер, имеющий навыки обработки древесины. Да, такое решение очень неожиданно, и не требует батареек, как современные цифровые приборы. Да и просто будет отличным украшением для интерьера.

Перед Вами самодельный гигрометр. Он всё время висит в мастерской Джека за его спиной. В демонстрационных целях автор собирается изготовить точную его копию, только большего размера. Для изготовления гигрометра он применяет заготовку с поперечным залеганием древесных волокон cross grain piece ?? Это еловая древесина.

Этот свободно перемещающийся и ничем не сдерживаемый фрагмент еловой древесины, тонкая дощечка, наподобие фанеры. Любая древесина может расширяться и сокращаться в зависимости от изменения влажности в помещении. Ох, как этот эффект «любят» столяры… Именно поэтому древесину приходится пропитывать, и покрывать защитными покрытиями, например воском или лаком. Джек и будет использовать этот эффект, сделав специальный сенсор из необработанной древесины, а он будет приводить в движение стрелку указателя.

Материалы.
— Еловая древесина
— Столярный клей
— Пропитка для дерева, воск.
— Болт M6, гайка, саморезы по дереву.

Инструменты, использованные автором.
— Циркулярная пила
— Ленточная пила
— Сверлильный станок
— Шуруповерт
— Молоток
— Отвертка, струбцины.

Процесс изготовления.
Первый шаг: создание корпуса прибора. Джек начинает с того, что вырезает заднюю стенку корпуса. Очень важный момент, это направление волокон древесины. Они должны быть расположены параллельно длине заготовки.

Теперь можно делать боковые стороны с пазами для лучшей вентиляции. Для этого Джек использует вот этот брусок, который он прогоняет через широкий диск циркулярной пилы. Позднее полученная деталь будет разрезана пополам. Первый паз предназначается для фиксации деревянной пластины — «сенсора».

Тем же диском он вытачивает боковые пазы в обеих заготовках.

Вот такой хитрый вид приобретает заготовка.


Позднее полученная деталь разрезается вдоль пополам, на две равные детали.


Боковые стороны промазывает клеем.


Теперь заготовки приклеиваются и притягиваются струбцинами к задней стенке — основанию.

Далее настала очередь стрелки — указателя. Мастер приладил небольшой деревянный блок на древесную панель, так что разрез будет идти под углом, когда деталь будет проходить вдоль упора циркулярной пилы.

Затем автор делает вот эту часть указателя.

Сначала из кусочка доски вырезает основание на ленточной пиле.

Затем на сверлильном станке высверливает отверстие для регулировочного винта.

Теперь пару отверстий для грузиков.


Джек устанавливает регулировочный винт в основание.

Теперь можно встроить в углубления пару грузиков. Джек сделал их из стального кругляка, и просто забил в пазы.

Далее он склеивает эти два элемента (стрелку с основанием) вместе и даёт клею высохнуть.

Пока всё сохнет, Джон примеряет еловые дощечки к корпусу. Чтобы это сделать, он прежде нарезает несколько элементов, а затем склеивает их вместе вот таким образом. Волокна должны быть расположены перпендикулярно длине «сенсора», и задней стенке прибора. Так эффект расширения древесины будет проявляться максимально.

Но у Джека уже была готовая досточка. Он выбрал достаточно тонкую, и хорошо просушенную доску, затем выпиливает из неё фрагмент, который по толщине как раз совпадает с размерами пазов корпуса.

Стрелка с основанием склеились, Джек сверлит сквозное отверстие в начале стрелки для установки оси.

Также в верхней части задней стенки прибора делает отверстие.

Джек покрывает все детали морилкой, затем тщательно просушивает, и пропитывает поверхности воском, теперь можно собирать прибор.

Здесь Вы видите грузики, встроенные в указатель, регулировочный болт и ось. Это самый важный элемент гигрометра.

Этот болт пойдёт в отверстие в верхней части задней стенки, и будет зафиксирован небольшой гайкой с шайбой для хорошей подвижности. Болт желательно смазать мылом, либо воском, для уменьшения трения.

Далее автор вставляет в пазы корпуса еловую дощечку — сенсор.


А этот элемент будет выполнять роль упора — ограничителя. Джек планирует испытывать различные сорта древесины для сенсора, определяя самый чувствительный сорт. Открутив ограничитель можно будет легко заменить сенсор. Джек закрепляет его для надёжности парой шурупов с задней стенки прибора.

Гигрометр готов !

Автор проводил замеры в трёх разных средах: в мастерской, дома, и на улице. И всякий раз показания были различными. Даже в течение дня стрелка порой сдвигается то к одной отметке, то к другой, что говорит о нестабильной влажности в помещении. Джеку очень понравились его измерители, и он уже сделал не один такой прибор. Единственное, что Вам придется сделать — откалибровать прибор по цифровому датчику влажности. Нормальная, комфортная влажность в помещении 45-55%.

Полезная получилась штука! Особенно для некоторых профессий, где необходимо контролировать влажность в помещении.
Спасибо Джеку за прекрасную идею аналогового датчика влажности!

Всем удачи и хорошего настроения!

Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Датчик влажности почвы своими руками

Нередко в продаже можно встретить такие приспособления, которые устанавливаются на цветочный горшок и следят за уровнем влажности почвы, включая при необходимости насос и поливая растение. Благодаря такому устройству можно будет спокойно уезжать в отпуск на недельку, не боясь, что любимый фикус завянет. Однако цена на такие приспособления неоправданно высока, ведь их устройство предельно простое. Так зачем покупать, если можно сделать самому?

Схема

Предлагаю к сборке схему простого и проверенного датчика влажности почвы, схема которого изображена ниже:

В почку горшка опускаются два металлических прутка, сделать которые можно, например, разогнув скрепку. Их нужно воткнуть в землю на расстоянии примерно 2-3 сантиметра друг от друга. Когда почва сухая, она плохо проводит электрический ток, сопротивление между прутками очень велико. Когда почва влажная – её электропроводность значительно повышается и сопротивление между прутками уменьшается, именно это явление лежит в основе работы схемы.
Резистор 10 кОм и участок почвы между прутками образуют делитель напряжения, выход которого соединён с инвертирующим входом операционного усилителя. Т.е. напряжение на нём зависит лишь от того, насколько увлажнена почва. Если поместить датчик во влажную почву, то напряжение на входе ОУ будет равно примерно 2-3 вольтам. По мере высыхания земли это напряжение будет увеличиваться и достигнет значения 9-10 вольт при совершенно сухой земле (конкретные значения напряжения зависят от типа почвы). Напряжение на неинвертирующем входе ОУ задаётся вручную переменным резистором (10 кОм на схеме, его номинал можно менять в пределах 10-100 кОм) в пределах от 0 до 12-ти вольт. С помощью этого переменного резистора задаётся порог срабатывания датчика. Операционный усилитель в этой схеме работает в качестве компаратора, т.е. он сравнивает напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах. Как только напряжение с инвертирующего входа превысит напряжение с неинвертирующего, на выходе ОУ появится минус питания, загорится светодиод и откроется транзистор. Транзистор, в свою очередь, активирует реле, управляющее водяным насосом или электрическим клапаном. Вода начнёт поступать в горшок, земля вновь станет влажной, её электропроводность увеличиться, и схема отключит подачу воды.
Печатная плата, предлагающаяся к статье, рассчитана на использования сдвоенного операционного усилителя, например, TL072, RC4558, NE5532 или других аналогов, одна его половинка при этом не используется. Транзистор в схеме используется малой или средней мощности и структуры PNP, можно применить, например, КТ814. Его задача – включение и выключение реле, также вместо реле можно применить ключ на полевом транзисторе, как это сделал я. Напряжение питания схемы – 12 вольт.
Скачайте плату:

Сборка датчика влажности почвы

Может случиться такое, что при высыхании почвы реле включается не чётко, а сначала начинает быстро щёлкать, и только после этого устанавливается в открытом состоянии. Это говорит о том, что провода от платы до горшка с растением улавливают сетевые наводки, пагубно влияющие на работу схемы. В таком случае, не помешает заменить провода на экранированные и поставить электролитический конденсатор ёмкостью 4.7 – 10 мкФ параллельно участку почвы, вдобавок к ёмкости 100 нФ, указанной на схеме.
Работа схемы мне очень понравилась, рекомендую к повторению. Фото собранного мной устройства:

Беспроводной датчик контроля полива растений (влажности почвы) за $1-2 своими руками

Постепенно дополняем систему «умного дома» на BLE новыми датчиками. В дело пошли антипотеряйки (маячки) ITAG. Как всегда, все просто и быстро.

Казалось бы, у нас в арсенале уже есть датчики, которые реагируют на наличие/отсутствие воды – протечки, уровня жидкости и даже емкостной, который так же неплохо справляется с такой функцией. Однако у всех этих датчиков есть своя специфика — при контакте с жидкостью они или теряют связь, или переключаются, или вовсе выключаются. Все эти положения хорошо отрабатывает база, но для построения системы контроля за влажностью почвы (полива) на постоянной основе они не годятся.

У датчика полива, контактная пара постоянно находится во влажной почве и те токи, которые устанавливаются на датчиках протечки и уровня жидкости могут вызвать быстрое гальваническое разрушение металла. Для этих целей хорошо бы подошел емкостной принцип, в нем нет непосредственного контакта почвы с металлом, и он все чаще используется в современных датчиках влажности. Но, к сожалению, у нашего емкостного датчика на основе сенсорной кнопки TTP223 прошивка настроена на автоматическую подстройку нулевой точки окружающего объема, т.е. плавное изменение влажности он правильно не отработает. Мы же постараемся ниже обойти эти препятствия сделав датчик способный реагировать на микроамперные токи, которыми можно пренебречь, но по чувствительности прибор выше чем именитые и дорогие емкостные датчики влажности.

За дело

В качестве донора в этом случае взята антипотеряйка iTAG с самой удобной схемотехникой для разрыва полюса питания батареи от окружающих элементов. Дорожку режем в наиболее удобном для этого месте.

Еще нам потребуется любой P-канальный MOSFET(МОП) транзистор, в моем случае, это RLML5203 SMD (брал у Алли по $0,7 десяток).

Датчик влажности почвы: варианты изготовления своими руками

Влажность почвы во многом определяет условия всхожести сельскохозяйственных культур. Количество воды, содержащейся в грунте, определяют  специальные датчики влажности почвы. Они широко применяются в сельском хозяйстве, при орошении земель, ботаническом садоводстве (см. рис.1).

Рисунок 1. Датчики влажности почвы

Устройство детекторов влажности грунта

Для измерения используется объёмный или гравиметрический принцип. Почва состоит из воды, воздуха, минералов, органических веществ, а иногда и льда.

Как компонент, вода составляет определённый процент от общего количества вещества. Чтобы напрямую измерить содержание воды в почве, можно рассчитать процентное отношение по массе (гравиметрическое содержание воды), сравнив количество воды как массы с общей массой всего остального. Однако, поскольку этот метод является трудоемким, большинство исследователей используют датчики влажности почвы. (см. рис. 2).

Наиболее простой по конструкции ёмкостной датчик влажности почвы оценивает диэлектрическую проницаемость окружающей среды, которая является функцией содержания воды в почве. В конструкцию такого устройства входят:

1. Детекторы объёма воды в грунте.
2. Контактные щупы.
3. Потенциометр.
4. Компаратор.
5. Источник питания — аккумуляторный блок.
6. Корпус.

Два электрода позволяют электрическому току проходить через почву и, в соответствии с фактическим значением сопротивления грунта, измеряют уровень его влажности. Третий контакт используется в качестве базы, устанавливающей значение критическое значение данного показателя. Когда воды больше, почва становится более электропроводной, следовательно, её сопротивление будет меньше. Сухая же почва снижает проводимость. Таким образом, выходное напряжение повышается вместе с увеличением уровня влажности почвы.

При объединении датчика влажности, контроллера и GSM-модема можно получить станцию мониторинга, которая не только измеряет необходимые параметры, но и отправляет результаты на сервер или с помощью СМС на телефон — в случае отклонений от нормы или периодически по времени (в зависимости от настроек). Пример такой установки приведен на рис.2.

Рисунок 2. Установка датчика влажности на поле

Измеритель влажности почвы быстро может быть получен с помощью платы Arduino, преобразователя напряжения и щупа FC-28. Для изготовления такого устройства потребуются навыки программирования, так как такой комплект потребует написания программы и прошивки платы (см. рис. 3).

Рисунок 3.  Общий вид датчика Arduino

Принцип функционирования прибора

Исходный сигнал передаётся через токопроводящие щупы и усиливается. Потенциометр преобразует значение напряжения в диэлектрическую проницаемость, и усредняет полученные значения по длине щупов. Обычно детекторы имеют зону воздействия длиной 20…40 мм относительно нижней поверхности корпуса. С увеличением длины чувствительность (особенно на крайних участках) возрастает. Для обеспечения необходимой точности измерений датчики подвергают предварительной калибровке.

Датчик влажности почвы позволяет оценивать потери влаги с течением времени из-за её испарения и жизнедеятельности растений. Прибором можно контролировать содержание влаги в почве, управляя орошением в теплицах и других закрытых помещениях (см. рис. 4).

Характеристики:

• Рабочее напряжение: 2…5 В;
• Рабочий ток: 20…40 мА;
• Тип интерфейса: аналоговый или цифровой;
• Рабочая температура использования: 10°C … 30°C.

Для работы цифрового детектора его перед применением потребуется оснастить необходимым программным обеспечением.

Рисунок 4. Оценка влажности почвы для домашних растений

Порядок применения

В большинстве современных конструкций датчиков предусматриваются и аналоговый, и цифровой выводы, которые следует подключить к щупам. Если выход – аналоговый, то на приборной панели будет указано значение влажности в процентах или относительных единицах. Если вывод – цифровой, то фактическое значение будет соотнесено с заданным. Если оно больше фактического, то на индикаторе высвечивается «1», а, если меньше – то «0».

Для цифровой техники важно установить необходимое программное обеспечение. Программа генерирует значение влажности в качестве выходного сигнала. Для калибровки используют различные типы почвы (минимум две — влажную и сухую), устанавливают требуемые границы влажности, после чего вставляют датчик в почву (см. рис. 5). Для приборов комбинированного типа рекомендуется проводить измерения сначала в аналоговом режиме, а затем в цифровом.

В зависимости от способа измерения щупы подключаются следующим образом:

• К источнику питания;
• К аналоговому выходу;
• К цифровому выходу;
• К заземлению.

Управляющий модуль, в который входит потенциометр,  устанавливает пороговое значение, оно потом будет сравниваться компаратором. При достижении порогового значения влажности загорается выходной светодиод. Пользователь может устанавливать различные диапазоны значений влажности.

Рисунок 5. Размещение щупов в грунте

Как выбрать типоразмер детектора влаги

Прежде всего, устанавливают, какие из нижеследующих характеристик требуется получить:

• Объемное содержание воды в грунте.
• Водный потенциал почвы.
• Кривые выделения влаги.

Для выбора датчика важно верно принять тип почвы и её текстуру. Кроме того, точность показаний устройства ограничивается определённой площадью участка. Например, применительно к датчику влажности почвы для комнатных растений этот показатель несущественен, в то же время фермеру или агроному он весьма важен.  Первичные сведения о типе грунта включают степень его засолённости (не более 10 дСм/м) и текстуру — форму и размеры составляющих его частиц, наличие слоёв, трещин и т.п. Точность работы возрастает, если прибор характеризуется минимальной чувствительностью к солям.

Тестирование детектора производят в следующей последовательности:

1. Включают влагомер.
2. Настраивают его на тот тип грунта, который предполагается исследовать на влажность.
3. Щупы вставляют в грунт на рекомендуемую глубину перпендикулярно поверхности до упора нижней плоскости корпуса в почву.
4. Снимают показания дисплея и сравнивают значения с эталонными для данных условий измерения.
5. Повторяют замер для участков почвы, которые располагаются на расстоянии 1,0…1,5 м. Разброс данных не должен превышать 0,5 %. Для неоднородных грунтов расстояния между точками замеров следует уменьшать.

Если грунт – сухой, то для улучшения ввода щупов почву допускается использовать деревянный молоточек, но при этом удары не должны восприниматься корпусом прибора.

Бесконтактные влагомеры: особенности применения

Такие измерители используют для работы электромагнитные колебания. Чувствительные элементы располагаются на задней панели прибора, поэтому для применения эту панель необходимо разместить параллельно поверхности грунта на расстоянии 3…5 мм от неё. Интенсивность создающегося при этом электромагнитного поля пропорционально удельной электропроводности среды, которая, в свою очередь, зависит от её влажности.

Преимущества такого рода измерительной техники заключаются в том, что глубина проникновения электромагнитных воле не зависит от плотности ввода щупов почву, а зона измерения не носит точечного характера (см. рис. 6). За одно измерение влажность определяется для участка объёмом до 100 см3, поэтому потребное количество замеров снижается. Поскольку следов от применения бесконтактного влагомера не остаётся, он может использоваться для определения влажности грунта контролирующей организацией.

Рисунок 6. Беспроводное устройство для определения влажности  грунта

Как самостоятельно изготовить датчик влажности

Датчик влажности почвы своими руками может стать экономичной альтернативой аналогичным гаджетам, доступным на рынке.

Его можно собрать из металлических зондов, которые вставляются в блок из гипса. Сопротивление между этими материалами даст уровни влажности, которые будут считываться с помощью аналогового измерительного прибора. Процесс изготовления устройства несложен:

1. В качестве зондов-штырей используются металлические гвозди, вставляемые в соломинки. Верхний конец следует скрепить клеем. Глубина свободного конца должна быть не менее 15 мм.
2. Для изготовления  формы разводят гипсовую штукатурку, и при помощи отвёртки вставляют штыри в гипс. При этом рекомендуется слегка простучать по соломинкам, чтобы удалить оттуда воздух.
3. Краем отвёртки на торце штырей выполняется конус, после чего конструкции дают полностью высохнуть (это занимает не менее суток).
4. Форма прикрепляется к любой плоской поверхности, а лишняя часть соломинок обрезается. Ваш детектор влажности готов к тестированию.
5. Для проверки к выступающим гвоздям подключаются провода любого аналогового измерительного устройства. Это даст показания, которые будут стандартными для устройства в сухом состоянии.
6. Вставляют датчик влажности в почву так, чтобы полностью погрузить его верхнюю часть в почву. Разность показаний даст сравнительную оценку относительной влажности грунта.

Все работы необходимо производить в тонких резиновых перчатках (так как кожа человека проводит электричество). Это исключает влияние посторонних факторов на итоговый результат.

Видео по теме

Хорошая реклама

 

Elecrow Smart Pump Shield Board Электронный DIY Автоматический умный полив растений для Arduino Емкостный датчик влажности почвы | |

Elecrow Smart Pump Shield для электронного DIY Автоматический умный комплект для полива растений для Arduino емкостный датчик влажности почвы

Smart Pump Shield основан на Arduino Lenardo, интегрированном в основную плату. Мы добавляем RTC, чтобы установить время полива, и 0,96-дюймовый OLED, чтобы показать время и состояние влажности почвы.После этого плата отправит команду на включение насоса и всасывание воды в выключатель, выключатель разделит поток и будет давать достаточно воды для ваших растений. Затем он закроет насос и выключатель и продолжит проверять, когда вашему растению нужна вода.

Эта плата отличается от предыдущей версии, ее можно использовать только для системы умного полива.

Elecrow — открытая компания по упрощению процедур аппаратного обеспечения, базирующаяся в Шэньчжэне, Китай.
Благодаря преимуществам крупнейшего электронного рынка, мощностей местного производства и удобной глобальной логистической системы,
ежедневно создается огромное количество забавных и захватывающих продуктов. Мы объединяем ресурсы, чтобы служить новой эре инноваций.

Чтобы упростить вам создание и внедрение инноваций, мы предлагаем различные платформы разработки, модули, инструменты, электронные компоненты,
и другое оборудование с открытым исходным кодом. Мы также предоставляем множество видов услуг, включая сервис Fusion PCB, сервис поиска компонентов
и сервис PCB. и т.п.

Неважно, являетесь ли вы любознательным учеником, квалифицированным инженером или любителем, который любит творить, здесь всегда найдется
что-то, что удовлетворит ваши потребности — а если нет, мы будем рады узнать. Пожалуйста, свяжитесь с нами.

Удовлетворенность клиентов

1. Поскольку ваши отзывы очень важны для развития нашего бизнеса, мы искренне приглашаем вас оставить положительный отзыв
и получить 5 звезд, если вы удовлетворены нашими продуктами и услугами.
2. По каким-либо причинам вы не удовлетворены товарами или услугами, пожалуйста, свяжитесь с нами, прежде чем оставить
отрицательный отзыв. Мы сделаем все возможное, чтобы решить проблемы и предоставить вам лучшее обслуживание клиентов.

Гарантия и возврат

1. Мы делаем все возможное, чтобы обслуживать каждого нашего клиента как можно лучше.
2. Мы вернем вам деньги за товары, возвращенные в течение 7 дней с момента их получения, по любой причине. Полный возврат будет предоставлен
, если товары будут возвращены в их первоначальном состоянии.
3. Мы предоставляем 1 месяц замены и 12 месяцев гарантии на техническое обслуживание. Элементы подлежат замене в течение первого месяца или обслуживаются в течение первого года.
4. Перед возвратом товаров, пожалуйста, свяжитесь с нами и убедитесь, что вы получили наш (продавец) обратный адрес

Оплата

Мы принимаем оплату через кредитную карту, PayPal или любым другим способом, который поддерживает Aliexpress.

Доставка
1. Мы поддерживаем доставку по всему миру с отслеживанием номера (зарегистрированная авиапочта) и экспресс-доставкой (DHL / FEDEX / UPS / EMS / China Post, Aliexpress Online Shipping).
2. Стоимость доставки: Щелкните вкладку «Доставка и оплата» на странице сведений о продукте, и вы увидите сведения о доставке. Вы можете рассчитать стоимость доставки
, введя необходимую информацию.
3. Время в пути: время в пути зависит от способа доставки.
4. Время обработки заказа: Заказы будут обработаны в течение 1-2 рабочих дней после подтверждения оплаты.

Техническая поддержка
Техническая поддержка помогает предложить продукты для покупки и убедиться, что эти продукты работают должным образом.

.

Elecrow 5 шт. / Лот Емкостный датчик влажности почвы для Arduino Измерение влажности Датчики почвы для DIY Набор для умного полива растений | |

Elecrow 5 шт. / Лот емкостный датчик влажности почвы для датчиков влажности Arduino для измерения влажности почвы для самостоятельного набора для умного полива растений

Crowtail емкостный датчик влажности почвы

Это емкостной датчик влажности почвы, он может измерять уровень влажности почвы вашего растения по емкостное зондирование. По сравнению с другими типами датчиков влажности, емкостной датчик влажности почвы изготовлен из коррозионно-стойкого материала, что обеспечивает длительный срок службы.Этот датчик влажности можно использовать для определения влажности почвы, чтобы контролировать, нужна ли растениям вода.

Пункт продажи

— Рабочее напряжение: 3,3 В ~ 5 В — Интерфейс, совместимый с Crowtail — Интерфейс: Ph3.0-4Pin — Размер: 23 * 102 мм

Crowtail емкостный датчик влажности почвы x 5

Техническая поддержка

Пожалуйста, свяжитесь с продавцом, чтобы получить Wiki и внешние ссылки.

Удовлетворенность клиентов

1. Поскольку ваши отзывы очень важны для развития нашего бизнеса, мы искренне приглашаем вас оставить положительный отзыв и получить 5 звезд для нас, если вы удовлетворены нашими продуктами и услугами.2. По каким-либо причинам вы не удовлетворены товарами или услугами, пожалуйста, свяжитесь с нами, прежде чем оставить отрицательный отзыв. Мы сделаем все возможное, чтобы решить проблемы и предоставить вам лучшее обслуживание клиентов.

Гарантия и возврат

Ple1. Мы делаем все возможное, чтобы обслуживать каждого нашего клиента как можно лучше. 2. Мы вернем вам деньги за товары, возвращенные в течение 7 дней с момента их получения, по любой причине. Будет предоставлен полный возврат средств если товары возвращаются в исходное состояние.3. Мы предоставляем 1 месяц замены и 12 месяцев гарантии на техническое обслуживание. Элементы подлежат замене в течение первого месяца или обслуживаются в течение первого года. 4. Перед возвратом товаров, пожалуйста, свяжитесь с нами и убедитесь, что вы получили наш (продавец) обратный адрес. Для получения более подробной информации свяжитесь с продавцом.

Доставка

1. Мы поддерживаем доставку по всему миру с отслеживающим номером (зарегистрированной авиапочтой) и экспресс-доставку (DHL / FEDEX / UPS / EMS / China Post, Aliexpress Online Shipping). 2. Стоимость доставки. Щелкните вкладку «Доставка и оплата» на странице сведений о продукте, и вы увидите сведения о доставке.Вы можете рассчитать стоимость доставки, введя необходимую информацию. 3. Время в пути: время в пути зависит от способа доставки. 4. Время обработки заказа: Заказы будут обработаны в течение 1-2 рабочих дней после подтверждения оплаты.

Elecrow — открытая компания по упрощению процедур аппаратного обеспечения, базирующаяся в Шэньчжэне, Китай. Благодаря преимуществам крупнейшего электронного рынка, мощности местного производства и удобной глобальной логистической системы, Каждый день создается огромное количество забавных и интересных товаров.Мы объединяем ресурсы, чтобы служить новой эре инноваций. Чтобы упростить создание и внедрение инноваций, мы предлагаем различные платформы разработки, модули, инструменты, электронные компоненты, и другое оборудование с открытым исходным кодом. мы также предоставляем множество видов услуг, включая сервис Fusion PCB, сервис Component Sourcing, сервис PCB и т. д. Независимо от того, любопытный ли вы студент, квалифицированный инженер или любитель, который любит творить, там всегда найдется что-то, что удовлетворит ваши потребности — а если нет, мы будем рады узнать.Пожалуйста, свяжитесь с нами.

.

Почвенный гигрометр Модуль обнаружения влажности Датчик влажности почвы для Arduino DIY Kit | |

Технические характеристики:

Совершенно новый и качественный.

Это простой датчик воды, может использоваться для определения влажности почвы

Выходной сигнал модуля высокий при дефиците влаги в почве или низкий выход

Может использоваться в модульном устройстве для полива растений и в растениях в вашем саду не нужны люди для управления

Рабочее напряжение: 3.3V-5V

Режим двойного выхода, более точный аналоговый выход

Фиксированное отверстие под болт для легкой установки

С индикатором питания (красный) и индикатором цифрового переключаемого выхода (зеленый)

Наличие микросхемы компаратора LM393, стабильная

Панельная плата Размер: прибл. 3 см x 1,5 см

Размер датчика почвы: прибл. 6 см x 3 см

Длина кабеля: около 21 см

Описание интерфейса (4-проводный):

VCC: 3,3–5 В GND: GND DO: интерфейс цифрового вывода (0 и 1) AO: интерфейс аналогового вывода

Инструкции для использования: модуль влажности почвы наиболее чувствителен к влажности окружающей среды обычно используется для определения содержания влаги в почве

Модуль для достижения порогового значения устанавливается в влажности почвы,

выход порта DO высокий, когда почва влажность превышает установленное пороговое значение, выход модуля D0 низкий

Цифровой выход D0 может быть напрямую подключен к микроконтроллеру для обнаружения микроконтроллером высокого и низкого уровня влажности почвы

Цифровые выходы Модуль реле DO shop может напрямую управлять модуль зуммера, который может формировать оборудование сигнализации влажности почвы

Аналоговый выход AO и модуль AD, подключенные через преобразователь AD, вы можете получить более точные значения влажности почвы

9 0002

В комплект входит:

1 датчик влажности почвы

Модуль

1 датчик

1 комплект соединительных кабелей (2 в 1)

1 шт. * Датчик влажности почвы

.

Почвенный гигрометр Модуль обнаружения влажности Датчик влажности почвы для Arduino DIY Kit | |

Технические характеристики:

Совершенно новый и качественный.

Это простой датчик воды, может использоваться для определения влажности почвы

Выход модуля высокий при дефиците влаги в почве или низкий выход

Может использоваться в модульном устройстве для полива растений, и растения в вашем саду не нуждаются в людях для управления

Рабочее напряжение: 3.3В-5В

Режим двойного выхода, более точный аналоговый выход

Фиксированное отверстие под болт для легкой установки

С индикатором питания (красный) и индикатором цифрового выхода (зеленый)

Имеет микросхему компаратора LM393, стабильную

Размеры панельной печатной платы: прибл. 3 см x 1,5 см

Размер датчика почвы: прибл. 6 см x 3 см

Длина кабеля: прибл. 21 см

Описание интерфейса (4-проводный):

VCC: 3.3V-5V GND: GND DO: интерфейс цифрового выхода (0 и 1) AO: интерфейс аналогового выхода

Инструкция по применению: Модуль влажности почвы наиболее чувствителен к влажности окружающей среды. Обычно используется для определения влажности почвы.

Модуль достижения порогового значения установлен в влажности почвы,

Выход порта DO высокий, когда влажность почвы превышает установленное пороговое значение, выход модуля D0 низкий

Цифровой выход D0 может быть напрямую подключен к микроконтроллеру для определения высокого и низкого значений микроконтроллером для определения влажности почвы

Цифровые выходы Релейный модуль DO может напрямую управлять модулем зуммера, который может формировать оборудование сигнализации влажности почвы.

Аналоговый выход AO и модуль AD, подключенный через преобразователь AD, можно получить более точные значения влажности почвы

В комплект входит: включает:

1 x датчик влажности почвы

Модуль 1 зонд

1 набор перемычек (2 в 1)

1шт * Датчик влажности почвы

.