Наша сеть партнеров Banwar
Багаторазово описані в літературі датчики дощу і вологості засновані на вимірі опору між контактами-щупами, поміщається в контрольоване середовище (наприклад, в грунт). У запропонованій схемі управління навантаженням здійснюється за допомогою генератора частоти звукового діапазону L1, котушку якого закопують в грунт. Ця схема реагує не на омічний опір середовища, а на провідність звукових хвиль у вологому або сухому середовищі. Вологий грунт зробить роботу генератора неможливою - відбудеться зменшення амплітуди і зрив коливань. За величиною погашення енергії в котушці визначається ступінь вологості грунту. Метод являє інтерес як альтернативний контроль стану грунту в порівнянні з методами вимірювання електричного опору на ділянці грунту. Такий альтернативний метод був запропонований журналом Popular Electronics, проте наведена там електрична схема при повторенні показала себе непрацездатною. Додавши в схему транзистор VT1 і саморобну (замість промислово виготовленої) котушку І, вдалося реалізувати новий прилад кращої якості (рис. 5.22). Щодо громіздкі розміри котушки дозволяють застосовувати прилад на присадибній ділянці з будь-яким складом грунтів в практично будь-якому кліматичному поясі. А ось для контролю вологості грунту, наприклад, в квітковому горщику, якщо тільки квітка - НЕ пальма, пристрій неефективно. Глибина занурення котушки індуктивності L1 повинна бути не менше 40 ... 50 см.
Рис. 5.22
Транзистор VT2, котушка індуктивності І і конденсатори С2, СЗ утворюють простий автогенератор. Коливання збуджуються на частоті близько 16 кГц. При сухому грунті або розміщенні котушки L1 поза вологого середовища генерація відбувається нормально - розмах імпульсів на колекторі транзистора VT2 близько 3 В. Ланцюг С4 R4 з зазначеними значеннями елементів забезпечує посилення імпульсів автогенератора на частоті резонансу.
Транзистор VT1, включений за схемою емітерного повторювача, зменшує вплив навантажувальних ланцюгів на роботу генератора. Діоди VD1, VD2 перетворять імпульси автогенератора в постійний струм. Як цих діодів, крім зазначених на схемі КД503, можна використовувати прилади КД521, КД522 з будь-якими літерними індексами. Незважаючи на своє германієве походження добре працюють в детекторі діоди Д220Б.
Детектувати діодами постійний струм задає зміщення в базу ключового транзистора ѴТЗ. Посилені транзистором ѴТ2 імпульси автогенератора пройдуть через розділовий конденсатор С5 (він не пропустить постійну складову напруги), випростовується діодами VD1, VD2 і відкриють транзистор ѴТЗ - включиться реле і навантаження. Транзистор ѴТЗ включає реле управління К1, як тільки вихідна напруга генератора виявиться достатнім для відкриття цього транзистора. Якщо розмах імпульсів автогенератора на колекторі транзистора ѴТ2 малий (менше 1 В, що свідчить про вологому середовищі навколо L1) - транзистор ѴТ1 не відкривається повністю і напруга зсуву на базі ѴТЗ недостатньо для його відкриття. Реле знеструмлено.
Як навантаження застосовують будь-яку схему звукової сигналізації. Малопотужне реле К1 застосовують на напругу спрацьовування 7 ... 10 В. В якості навантаження приладу радетельний дачник може використовувати водяний насос з живленням від мережі 220 В. У такому випадку контакти реле К1 повинні комутувати потужне реле на відповідну напругу, наприклад, МКУ-48С , а воно своїми контактами буде подавати напругу на насос. Діод VD3 перешкоджає кидкам зворотного струму через перехід емітер-колектор ѴТЗ в моменти включення / вимикання реле. Чутливість генератора до зміни вологості грунту встановлюється многооборотістим змінним резистором R3 (типу СП5-1 Б).
Котушка L1 намотана на пластмасовому каркасі довжиною 30 см із зовнішнім діаметром 100 мм і містить 250 витків дроту марки ПЕЛ або ПЗВ діаметром 1мм, намотаного виток до витка. Зверху намотування закріплюють подвійним шаром ізоляційної стрічки.
На практиці встановлено, що крім вологості на коливання генератора з вміщеній в грунт котушкою L1 впливають такі параметри, як частота генератора, глибина заривания котушки і температура середовища (грунту). Оптимальна глибина заривания котушки 45 ... 55 см. На цій глибині зондування пристрій надійно працює, контролюючи вологість грунту в теплиці з розсадою огірків. Довжина з'єднувальних проводів від котушки до схеми не повинна перевищувати 1 м. Елементи пристрою монтують навісним монтажем на перфоровану монтажну плату розмірами 50x70 мм. «Начинка» ховається в металевий корпус від Помехоподавляющие фільтра для вантажних автомобілів або інший відповідний.
Усередині корпусу розміщується блок живлення із знижуючим трансформатором і стабілізатором КР142ЕН12Б, що видає напругу 12 В, сам пристрій і додаткову звукову схему, якщо в ній є необхідність. Світлодіод VD4 відображає режим «включено» приладу. Тумблер S1 подає харчування на схему. Вимоги до корпусу - влагонепроницаемость. На торцевій стінці монтується роз'єм типу РП10-11, який з'єднує елементи схеми з мережевою напругою 220 В, сполучними проводами котушки L1 і, при необхідності, з портативним водяним насосом.
Всі постійні резистори типу МЛТ-0,25. Оксидний конденсатор С8, згладжує пульсації напруги - типу К50-20. Діодний міст VD5-VD8 будь-який малопотужний з серій КЦ402, КЦ405. Стабілізатор D1 встановлювати на радіатор не потрібно, оскільки струм, споживаний схемою, дуже малий - 20 (50) мА при вимкненому (включеному) реле К1. VD4 - будь-який світлодіод. Трансформатор Т1 типу ТПП127-220-50-27 (необхідно з'єднати перемичками обмотки 4-5, 11-12, 13-14) або будь-якої промислово виготовлений на напругу вторинної обмотки 13 ... 17 В.
Схема не вимагає настройки і при справних деталях починає працювати відразу після збирання. Роботу генератора перевіряють на робочому столі, підключаючи щуп осцилографа до колектора транзистора VT2. Регулюванням R3 домагаються максимального розмаху імпульсів в точці А. Регулювання приладу зводиться до установки рівня порогового зриву генерації автогенератора (чутливість). Для цього котушку індуктивності L1 поміщають в сухий грунт на зазначену глибину, подають харчування на схему приладу з підключеною звуковий схемою, зміною опору змінного резистора R3 домагаються включення реле К1, контролюючи це по звуку. Оптимальне положення движка R3 - таке, при якому пристрій працює стабільно (реле К1 включається) протягом серії з кількох перевірок включення / вимикання тумблера S1.
Після установки порога чутливості переходять до другого етапу регулювання - зволожують грунт в місці зондування котушки L1. Так як вода розчиняється в землі інертно, то для при нудительного її зволоження треба вилити на випробуваний ділянку землі 2-3 літри води. Через кілька хвилин звукова індикація приладу повинна припинитися. Регулювання може відрізнятися від зазначеної методики в залежності від складу грунту і її температури. Так, для осіннього і весняного застосування приладу (щодо літнього сезону, коли середня температура ґрунту становить 15 ° С) доводиться знову регулювати чутливість генератора.
Література: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов - Радіоаматорам схеми, Москва 2008