Зачем нужен датчик влажности почвы в автоматической системе полива
Емкостной датчик влажности почвы позволяет максимально точно определить степень увлажненности грунта на конкретном участке. Многие сельскохозяйственные культуры прихотливы к уровню влажности. Его повышение либо понижение может обернуться снижением урожайности, болезнями или даже гибелью растений. Чтобы избежать этого есть смысл оснастить систему автополива на участке специальным сигнализатором, обеспечивающим контроль за таким параметром, как увлажненность почвы. Купить его можно недорого, а польза от применения устройства очевидна.
Датчики дождя и датчики влажности почвы — в чем различие?
Современные установки автоматического полива по умолчанию оборудуются сигнализаторами дождя. Но они не являются полноценным аналогом датчиков влажности почвы. Последние применяются значительно реже, однако совсем не из-за меньшей эффективности. Просто многие садоводы и владельцы участков, даже самые опытные, не осведомлены о пользе таких устройств. И если встает выбор между более привычным датчиком дождя и датчиком влажности почвы, то они выберут первый.
Всем известно, что корневая система растений уходит вглубь почвы, причем у некоторых культур очень глубоко. Во время кратковременного (пусть даже обильного) дождя смачивается только верхний слой почвы. В более глубокие же слои влага просто не успевает проникнуть. Т. е. она не достигает корней, соответственно не приносит пользу растению. Проблему мог бы решить полив. Но современные “умные” автоматические системы после дождя отключаются. Ведь датчик дождя просигнализировал об осадках. Таким образом система считает, что растения в орошении не нуждаются. А на самом деле оно им необходимо. При применении датчика влажности почвы такая ситуация исключена.
Без сигнализатора влажности можно обойтись на участке с пересеченной местностью, на котором растут одновременно кустарники, газонная трава и деревья. В этом случае оптимальным решением станет датчик дождя. Но если речь идет о большом газоне либо низкорастущих насаждениях, необходимо определять именно степень увлажнения почвы.
Функции и принцип действия сигнализатора влажности почвы
Применение на участке сигнализатора влажности почвы позволит добиться раннего и обильного урожая. Культуры перестанут испытывать дефицит влаги, что отразится на их состоянии. Вручную невозможно настолько тщательно контролировать влажность грунта, как это необходимо. Принцип работы датчика прост. Он включает чувствительный элемент, который при насыщении влагой посылает к отдельному модулю электрический сигнал. Этот модуль непосредственно связан с пультом управления. С помощью модуля установка автополива прекращает работу или начинает ее.
Вариаций датчиков влажности почвы несколько. Но наиболее часто применяются емкостные модели. Они монтируются в непосредственной близости от корневой системы растения. Такие конструкции особенно актуальны при капельном орошении, так как позволяют выяснить, правильно ли настроена работа системы. Без них о неполадках можно узнать уже после того, как будет нанесен вред растениям. Датчик может быть не один, допустимо подключение практически любого их количества. Это позволит без труда контролировать состояние насаждений на участке любой площади.
Каким образом происходит установка датчика?
Установить емкостной датчик влажности почвы можно своими руками. Процесс требует аккуратности и усидчивости, но не специальных знаний или навыков. Устройство заглубляют в почву поблизости от корней кустарников и деревьев таким образом, чтобы оно оказалось на глубине примерно половины корневой системы. Если же речь идет о газоне, то его погружают на глубину 15 сантиметров. Расстояние между сигнализатором и модулем не должно быть больше, чем 300 метров. При установке нужно действовать очень аккуратно, чтобы не нанести вред корневой системе.
При выборе места монтажа есть один нюанс. Для датчика следует выбирать хорошо освещаемый солнечными лучами и даже засушливый участок. Если его расположить в низине, то результаты не будут корректными. В итоге неизбежно перенасыщение самых затененных участков влагой.
Емкостной датчик влажности почвы v1.2
Среди датчиков влажности почвы выделяется емкостной сигнализатор v1.2. Его принцип действия иной, чем у других моделей, работа которых строится на принципе измерения сопротивления. Зонд таких устройств оснащен двумя электродами, которые погружаются в почву. При этом между электродами есть некоторое расстояние. Через зонд пропускается ток, датчик отслеживает изменения в сопротивлении почвы. Именно они связаны с изменением влажности. Но в процессе работы один из электродов начнет подвергаться действию коррозии, что спровоцирует выведение из строя сигнализатора.
Датчик v1.2 действует по-другому. Он измеряет не сопротивление, а емкость. При этом практически не течет ток, соответственно не наблюдается эффект электролиза. Генератор имеет фиксированную частоту, построен на микросхеме таймера ne555. Это универсальный таймер, который формирует повторяющиеся и одиночные импульсы. С генератора прямоугольная волна подается на датчик. Но наблюдается определенное реактивное сопротивление. Емкость датчика будет тем более высокой, чем более высока влажность почвы. Для прямоугольной волны, следовательно, наблюдается меньшее реактивное сопротивление. Таким образом снижается напряжение на сигнальной линии.
Измерить напряжение при выводе аналогового сигнала можно путем аналогового вывода для ардуино. Подключение датчика к Arduino производится с помощью трех проводов. Использование Arduino IDE делает возможным применение и esp8266. Это микроконтроллер китайского производства, многофункциональное и практичное устройство. Оно позволяет использовать подключение через WiFi и создать веб-датчик влажности. Для работы esp8266 требуется всего 3,3 вольт, устройство компактное.