Датчик влажности и температуры своими руками

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

Обзор популярных устройств

HIG-2

Датчик влажности SOLER&PALAU HIG-2 реагирует при влажности 60-90%, температуре от 0 до 40°С. Гигростат используется для автоматического включения и выключения вентиляторов, опираясь на заданный уровень относительной влажности.

После достижения заданного показателя влажности датчик выключается и срабатывает таймер задержки отключения.

После отработки по таймеру вентилятор автоматически отключается и датчик переходит в режим ожидания. Электробезопасность обеспечивается

DHT11 и DHT22

Датчики температуры и влажности DHT11 и DHT22 принадлежат группе недорогих и простых. Датчики DHT собраны из двух деталей: емкостный датчик влажности и термистор.

В корпус датчика встроен простой чип для изменения аналогового сигнала в цифровой. Считывать цифровой сигнал на выходе совершенно просто — при помощи любого контроллера.

Изучив все технические показатели можно сделать вывод, что DHT22 более точный и имеет больший масштаб измеряемых значений. Оба датчика имеют по одному цифровому выходу. Запросы к ним можно отправлять не чаще чем один в секунду или две.

Xiaomi

Компания Xiaomi выпускает широкую линейку недорогой техники, но имеет отличительные от других производителей характеристики, имея свои достоинства и недостатки.

Так в модельном ряду присутствуют и датчики температуры и влажности. Представляет собой крошечное устройство, которое реагирует на изменение заданных показателей. Управление осуществляется через приложение и специальную программу.

Датчик сконструирован довольно примитивно, крепится на поверхность, использует батарейку, поверх устройства имеется кнопка, которая загорается в момент первого включения. Гаджет работает только в совокупности с главным устройством.

Рабочие температуры датчика варьируются от -20 до 60ºС. Влажность – от 0 до 100%, Измерение температуры и влажности происходит постоянно.

Устройство подает сигнал (мигание света или звук) опасности, если показатели датчика уходят за границу установленной нормы. К основному аппарату можно подсоединить несколько датчиков и контролировать влажность в разных помещениях.

ИВИТ-М

Устройство измерения температуры и влажности Ивит–М разработан для контроля влажности воздуха и неагрессивных газов в промышленности, жкх и сельской деятельности.

В устройствах ИВИТ-М используются высококачественные сенсоры емкостного типа, имеющие временную и температурную стабильность параметров. Технические показатели и класс точности прибора разделяют датчики на типы. Все устройства ИВИТ-М обладают высокой точностью измерения.

У датчика влажности воздуха ИВИТ-М есть защита от конденсации влаги на чувствительном элементе. В случае повышения значения в 90% моментально срабатывает, нагрев микронагревателя сенсора, способствующего повышению температуры на 5°С выше температуры окружающей среды. Причем относительная влажность около чувствительного элемента снижается и исключается вероятность конденсации влаги.

Методы определения влажности воздуха

Используют специальные приборы для измерения:

• гигрометры;
• психрометры.

Гигрометр – один из измерительных приборов, благодаря которому можно определить уровень влажности.

Есть несколько типов гигрометров:

• волосной;
• весовой;
• конденсационный;
• электронный;
• электролитический;
• пленочный;
• керамический.

Каждый из приспособлений имеет особенный принцип работы. Например, конструкцию волосного гигрометра составляет система U – образных трубок. Они наполнены специальным веществом, которое поглощает водяной пар. С помощью насоса через эту систему подают воздух и определяют его влажность.

Наиболее точным измерителем считается конденсационный гигрометр. Он измеряет количество конденсата, который образуется на стеклянной поверхности после воздействия на нее солнечного луча. Погрешность при работе такого устройства очень низкая.

Психрометр – еще один из измерителей влажности воздуха окружающей среды.

Виды психрометров:

• психрометр Августа (станционный);
• психрометр Ассмана (аспирационный);
• дистанционный психрометр.

Психрометр Августа — один из наиболее известных приборов для измерения влажности. Строение этой конструкции достаточно несложное. Конструкция психрометра состоит из прикрепленных на одном штативе двух одинаковых термометров. Один из них называется сухим, он показывает температуру в помещении.

Второй термометр называют влажным или смоченным. Конец этого термометра в виде чехла обматывают батистовой тканью или марлей, конец которой опускают в резервуар с водой, находящийся на тыльной стороне конструкции психрометра.

Вода с кусочка ткани испаряется, из-за чего температура на влажном термометре снижается до момента, пока термометр не начнет показывать температуру, при которой пар становится насыщенным. В такой момент показываемые на влажном термометре данные будут представлять показатели реальной температуры окружающей среды.

Определения влажности воздуха в определенном помещении с помощью психрометра занимает немного времени. Для этого устройство помещают в место, изолированное от попадания солнечных лучей и посторонних тепловых воздействий на 10 – 15 минут, после чего записывают результаты измерения каждого из термометров прибора.

Шкала термометра поделена от — 25˚ до + 50˚ на интервалы в 0,2 градуса.

Подключение датчика к системе, калибровка

Здесь надо уже вам написать, как все это подключить к OWS. Основные мысли: Читаем показатели с DS2706. В данной реализации они всегда будут отрицательными в диапазоне от -2,56 вольт до 0. То есть для преобразования в проценты используем выражение dblMoisture = ((dblMoisure — MOIS_OFFSET) * MOIS_COEFF)/(-2.56)*100 Две константы используем при калибровке. Рекомендуется калибровка: 1. Снимаем гипсовый датчик. Это эмулирует состояние «0%-сухо». Снимаем показания вольт, преобразуем в проценты и присваиваем константе MOIS_OFFSET 2. Замыкаем вывода на датчик перемычкой. Это эмулирует состояние «100%-влажно». Делим 2,56 на полученное значение (по модулю) и записываем в константу MOIS_COEFF.

Что такое вентилятор с датчиком влажности: устройство и принцип работы

Внешне такое устройство выглядит как обычный канальный осевой вентилятор. Скорость у него может быть как 1, так и несколько.

В корпусе стоит небольшая (весом в 30-70 г и размером около 6х4 см) плата — датчик влажности. У него предустановлены два предела — верхний и нижний.

Вентилятор автоматически включается, если влажность в комнате достигает верхнего значения датчика. Когда влажный воздух удалится через вентиляцию, и влажность уменьшится до минимального показателя — прибор автоматически выключится.

Датчик бывает нескольких видов, отличающихся по принципу действия:

1. Диэлектрический: используется конденсатор, между обкладками которого диэлектрическая проницаемость среды меняется в зависимости от концентрации влаги.
2. Резистивный: используется датчик из материала, который изменяет сопротивление при изменении концентрации влаги (оксид алюминия).
3. Оптический: влажность определяется по прозрачности воздуха.
4. Механический: используется материал, который меняет длину в зависимости от концентрации влаги в воздухе.
5. Термисторный: более сложная и точная версия резистивного.

При достижении установленного уровня влажности датчик воздействует на реле, которое замыкает электроцепь двигателя, и вытяжка включается или выключается.

Какие функции могут присутствовать кроме датчика влажности?

Некоторые модели могут иметь дополнительные функции:

1. Датчик освещения. Включение-выключение вентилятора происходит при включении-выключении света в помещении. На практике такое используется нечасто, поскольку дешевле и проще сделать пуск прибора вместе с включением света (нажатием выключателя).
2. Обратный клапан. Защищает от обратного хода: когда вентилятор выключен — воздух не сможет поступать в комнату из вентшахты (такое бывает при неправильно спроектированной шахте, или при слишком мощной вытяжке у соседей). Обратные клапана обычно ставят почти на все модели, кроме самых дешевых.
3. Таймер. Может работать в нескольких режимах. Чаще всего это выглядит так: вентилятор включается вместе с включением света в помещении, а выключается через какое-то количество минут после того, как свет выключится. То есть человек выходит из комнаты, выключает свет, а вентилятор — вытягивает воздух еще 3-5 минут. Датчик влажности при этом «страхует»: он запустит вытяжку, если после истекшего времени в комнате все еще будет сыро.
4. Датчик движения. Вытяжка будет запускаться, если в комнате есть движение (находится человек).

В дорогих вытяжках все эти опции могут сочетаться.

Виды датчиков

Сегодня производитель Arduino проявил большую силу в сообществе разработчиков электронных приложений и распространил различные модули, которые позволяют проектам Arduino датчиков быть более гибкими.

Рассмотрим основные виды приборов, построенных на рассматриваемой платформе:

1. Вращательный: в основном, резистор, подключенный к потенциометру и трехконтактному разъему, который позволяет подключать аналоговый выход и подавать его VCC и GND. Часто используется для определения положения двигателя, как сервомотора, так и шагового, постоянного тока и других. По-другому можно назвать – Ардуино датчик тока или Аrduino датчик движения.
2. Звуковой: оснащен микрофоном, операционным усилителем LM386 и потенциометром, позволяющим захватывать любой звук вокруг него и превращать его в аналоговый сигнал с 0V до VCC, который может быть преобразован в сигнал Аrduino от 0 до 1024 в резолюции ADC. Существуют различные приложения для такого типа, которые относятся к аудиозахвату. Также существует ультразвуковой датчик Ардуино.
3. Обнаружитель дыма: используется в системах обнаружения пожара, является прибором, который выявляет дым и газ, может быть откалиброван с помощью потенциометра, а выходной сигнал подключается к аналоговому входному модулю. Эти Ардуино-датчики имеют, помимо прочего, варианты MQ-2, MQ-3, MQ4 и дифференцируются по типу обнаруженного вещества, метана, спирта, пропана и другие.
4. Детонация: предназначен для обнаружения сбоев или известен, как перкуссионный. Передает цифровой сигнал, когда обнаруживает изменение. Может быть подключен к цифровому входу на плате разработки Arduino и обнаруживать сигнал, который генерируется при наличии какого-либо удара.
5. Ардуино-датчик температуры: предназначается для измерения состояния окружающей среды. К таким можно отнести Аrduino dsl8b20.

Элементы платы

Измерительные электроды

Датчик построен на основе транзисторного усилителя тока. Для измерения влажности почвы на датчике расположены два электрода, которые для проведения измерений необходимо воткнуть в почву. Электроды подключены в цепь между коллектором (точка SP) и базой (точка SN) встроенного транзистора на плате MMBT2222ALT1G.

При изменении влажности почвы, меняется сопротивление между базой и коллектором, к которому подключен положительный полюс источника питания. Соответственно меняется и протекающий ток от коллектора через эмиттер на землю. В результате изменяется и выходное аналоговое напряжение сенсора (точка OUT). Подробности найдёте на .

Troyka-контакты

Датчик подключается к управляющей электронике через три провода.

• Сигнальный (S) — выходной сигнал сенсора. Напряжение на выходе датчика прямо пропорционально уровню измеренной электропроводности: чем выше влажность почвы, тем выше уровень сигнала на выходе датчика и соответственно наоборот. Максимальное выходное значения 75% от напряжения питания. Подключите к аналоговому пину микроконтроллера.
• Питание (V) — соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.
• Земля (G) — соедините с землёй микроконтроллера.

Применение датчиков измерения влажности воздуха

В промышленных условиях, для определения относительной влажности почв, материалов или помещений чаще используются гигрометры, измеряющие относительную влажность. Они оснащены встроенными преобразователями сигналов и легко интегрируются в соответствующую измерительную систему. Также эти приборы могут иметь встроенный датчик температуры, чтобы проводить комплексный контроль микроклимата и устанавливать реальную связь между уровнями температуры и влажности.

Для измерения относительной влажности воздуха наиболее доступны несколько типов датчиков: психрометрические, аспирационные, емкостные и резистивные. Рассмотрим более детально каждый вид датчика.

Датчики емкостного и резистивного типа часто используют в офисных системах климат-контроля, где показатели влажности могут варьироваться от 30 до 70%.

Для агропромышленных комплексов (теплиц, грибоводческих хозяйств, овощехранилищах) такие модели не подойдут, так как в условиях повышенной влажности и при возможном выпадении конденсата дают сбой и могут показывать значения с погрешностью до 6%. В этом случае рекомендуется использование психрометрических датчиков.

Если замеры производятся в зонах с воздушным потоком, то стоит применять аспирационный датчик, то есть психрометрический, дополненный вентилятором. За счет работы электровентилятора на мокром термометре создается нормированный воздушный поток. При измерении высокой относительной влажности воздуха такой прибор дает погрешность 1%, не более.

В целом область использования датчиков влажности воздуха очень широка и включает в себя:

• Поддержание микроклимата в заданных пределах на производстве, оборудованном чувствительными к влажности электронными приборами;
• Контроль за показателями влажности в офисных помещениях, в быту;
• В сфере ЖКХ – в котельных и на водоочистных станциях позволяют не допустить образование конденсата;
• Периодический контроль помогает предотвратить появление грибка, плесени на стенах здания или в складе.

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.

1. 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.

Датчик влажности схема и конструкция

Датчик влажности на микросхеме и реле

Роль датчика влажности выполняет кусок фольгированного стеклотекстолита с прорезанными в нем канавками,и как только в них попадет вода автомат отключит нагрузку от сети. Или если использовать тыловые контакты реле-автомат включит насос или или нужное нам устройство.

Датчик влажности на логических элементах И-НЕ

Сам датчик изготавливаем точно также как и в предыдущей схеме. Если жидкость попадет на контакты датчика F1 звуковой сигнализатор начнет издавать постоянный звуковой сигнал, а также загорится светодиод HL1.

цифровая электроника

nbspnbspnbspnbspnbsp nbspnbspnbspnbspnbsp nbspnbspnbspnbspnbsp

Arduino и датчик влажности почвы

Если вы разрабатываете свой собственный «Умный сад» с возможностью предупреждения о необходимости поливки растения или для автоматического включения насоса для подачи воды, то сочетание Arduino и датчика влажности почвы идеально подойдёт для этой задачи.

Аппаратная часть состоит из платы Arduino (в данном случае Arduino Uno R3) и модуля датчика влажности почвы с проводами для подключения. Модуль построен на основе компаратора LM393, который выдает напряжение по принципу: влажная почва – низкий логический уровень, сухая почва – высокий логический уровень. Уровень определяется заранее заданным пороговым значением на модуле. Линия выходного сигнала компаратора подключается линии ввода/вывода D2 на плате Arduino. На основе этого сигнала сделаем так, чтобы на выводе D13 появлялся сигнал высокого логического уровня, когда почва становилась бы сухой.

Этот простой демонстрационный код управляет светодиодом, подключенным к линии D13, на основе данных линии D2. Вывод D13 также может быть использован для включения/выключения насоса для поливки растений.

Подключение

Линия питания модуля +5V (VCC) соединена с питанием 5V платы Arduino. Земля GND соединена с землей Arduino. Цифровой выходной сигнал модуля DO подключается к линии D2 платы Arduino. Аналоговый выход модуля AO в данном случае не используется. Сам датчик состоит из двух штырей, на печатных платах которых имеются металлические полосы. При помещении датчика во влажную почву сопротивление между штырями мало, в сухой земле это сопротивление достаточно большое. С помощью потенциометра на модуле можно менять чувствительность датчика к тому или иному уровню сопротивления между штырями.

Использование аналогового сигнала

С помощью этого датчика также можно узнать конкретный уровень влажности. Для этого нужно подключить аналоговый выход модуля AO к одному из аналоговых входов, например A0, платы Arduino. Следующий тестовый код оповещает о влажности или сухости почвы с помощью двух светодиодов: зелёного и красного.

Схема использования датчика влажности почвы без Arduino

Здесь транзистор 2N3906 управляет электромагнитным реле (RL1) для контроля мощной нагрузкой, например, двигателя водяного насоса.

Как это работает?

Прямоугольные импульсы большой длительности (поз.1), проходя через делитель напряжения, образованного элементами C2, R2, R3, Rпочвы, R4, C3, превращаются в короткие импульсы (поз.2). Эти импульсы через конденсатор С4 поступают на вход элемента DD1.3. Туда же, через резистор R6, поступает некоторый уровень постоянного напряжения (поз.3) с делителя напряжения R5.

Когда общий уровень напряжения на входе DD1.3 (поз.4) достигает порога срабатывания компаратора (отмечено красной точкой), запускается одновибратор на DD1.3, DD1.4. Длительность управляющего импульса на выходе DD1.4 определяется постоянной времени R7, C5.

Вернуться наверх к меню.

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.

1. 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.

Цифровой режим

Для подключения датчика влажности почвы FC-28 в цифровом режиме мы подключим цифровой выход датчика к цифровому контакту Arduino.

Модуль датчика содержит потенциометр, который использован для того чтобы установить пороговое значение. Пороговое значение после этого сравнивается со значением выхода датчика используя компаратор LM393, который помещен на модуле датчика FC-28. Компаратор LM393 сравнивает значение выхода датчика и пороговое значение, и после этого дает нам выходное значение через цифровой вывод.

Когда значение датчика больше чем пороговое значение, цифровой выход передаст нам 5В, и загорится светодиод датчика. В противном случае, когда значение датчика будет меньше чем это пороговое значение на цифровой вывод передастся 0В и светодиод не загорится.

Электрическая схема

Соединения для датчика влажности почвы FC-28 и Ардуино в цифровом режиме следующие:

• VCC FC-28 → 5V Arduino
• GND FC-28 → GND Arduino
• D0 FC-28 → Пин 12 Arduino
• Светодиод положительный → Вывод 13 Ардуино
• Светодиод минус → GND Ардуино

Код для цифрового режима

Код для цифрового режима ниже:

int led_pin =13;
int sensor_pin =8;
void setup() {
pinMode(led_pin, OUTPUT);
pinMode(sensor_pin, INPUT);
}
void loop() {
if(digitalRead(sensor_pin) == HIGH){
digitalWrite(led_pin, HIGH);
} else {
digitalWrite(led_pin, LOW);
delay(1000);
}
}

Объяснение кода

Прежде всего, мы инициализировали 2 переменные для соединения вывода светодиода и цифрового вывода датчика.

int led_pin = 13;
int sensor_pin = 8;

В функции setup мы объявляем пин светодиода как пин выхода, потому что мы включим светодиод через него. Мы объявили пин датчика как входной пин, потому как Ардуино будет принимать значения от датчика через этот вывод.

void setup() {
pinMode(led_pin, OUTPUT);
pinMode(sensor_pin, INPUT);
}

В функции цикла, мы считываем с вывода датчика. Если значение более высокое чем пороговое значение, то включится светодиод. Если значение датчика будет ниже порогового значения, то индикатор погаснет.

void loop() {
if(digitalRead(sensor_pin) == HIGH){
digitalWrite(led_pin, HIGH);
} else {
digitalWrite(led_pin, LOW);
delay(1000);
}
}

На этом вводный урок по работе с датчиком FC-28 для Ардуино мы завершаем. Успешных вам проектов.

Измерение влажности почвы с помощью аналогового выхода

Поскольку модуль предоставляет как аналоговый, так и цифровой выходные сигналы, то для нашего первого эксперимента мы будем измерять влажность почвы, считывая аналоговые показания.

Подключение

Давайте подключим наш датчик влажности почвы к плате Arduino.

Сначала вам нужно подать питание на датчик. Для этого вы можете подключить вывод VCC на модуле к выводу 5V на Arduino.

Однако одной из широко известных проблем с этими датчиками является их короткий срок службы при воздействии влажной среды. При постоянной подаче питания на зонд скорость коррозии значительно увеличивается.

Чтобы преодолеть эту проблему, мы рекомендуем не подавать питание на датчик постоянно, а включать его только тогда, когда вы снимаете показания.

Самый простой способ сделать это – подключить вывод VCC к цифровому выводу Arduino и устанавливать на нем высокий или низкий логический уровень, когда это необходимо.

Кроме того, итоговая мощность, потребляемая модулем (оба светодиода горят), составляет около 8 мА, поэтому можно запитать модуль от цифрового вывода на Arduino.

Итак, давайте подключим вывод VCC модуля к цифровому выводу 7 Arduino, а вывод GND модуля к выводу GND Arduino.

И, наконец, подключите вывод AO модуля к выводу A0 аналого-цифрового преобразователя Arduino.

Схема соединений показана на рисунке ниже.

Рисунок 6 – Подключение датчика влажности почвы к Arduino для считывания показаний на аналоговом выходе

Калибровка

Чтобы получить точные показания с датчика влажности почвы, рекомендуется сначала откалибровать его для конкретного типа почвы, которую вы планируете контролировать.

Различные типы почвы могут по-разному влиять на показания датчика, поэтому ваш датчик в зависимости от типа используемой почвы может быть более или менее чувствительным.

Прежде чем вы начнете хранить данные или запускать события, вы должны увидеть, какие показания вы на самом деле получаете от вашего датчика.

Чтобы отметить, какие значения выводит ваш датчик, когда почва максимально сухая, и когда она полностью насыщена влагой, воспользуйтесь скетчем, приведенным ниже.

Когда вы запустите этот скетч, вы увидите похожие значения в мониторе последовательного порта:

• ~ 850, когда почва сухая;
• ~ 400, когда почва полностью насыщена влагой.

Рисунок 7 – Калибровка датчика влажности почвы

Этот тест может потребовать несколько проб и ошибок. Как только вы получите хороший контроль над этими показаниями, вы сможете использовать их в качестве пороговых значений, если намерены инициировать какое-либо действие.

Финальная сборка

Основываясь на значениях калибровки, программа, приведенная ниже, задает следующие диапазоны для определения состояния почвы:

• <500 – слишком влажная;
• 500-750 – это целевой диапазон;
• >750 – достаточно сухая для полива.

Если все в порядке, вы должны увидеть вывод в мониторе последовательного порта, похожий на приведенный ниже.

Рисунок 8 – Вывод аналоговых показаний датчика влажности почвы

Настройки и управление

Установка температуры и влажности

• Удерживайте кнопку〖S〗 примерно 3 секунды для входа в настройки температуры и влажности;
• Нажмите кнопку〖P〗 для смены настройки температуры или влажности;
• Кнопками〖▲〗или〖▼〗 установите нужное значение температуры и влажности;
  Нажмите еще раз〖S〗 для выхода из настроек и сохранения значений.
• Если Вы не нажимали кнопки более 30 секунд – будет осуществлен автоматический выход из настроек и их сохранение.

Глубокое меню настроек всех параметров

• Удерживайте кнопку〖P〗 более 3 секунд для входа в меню настроек;
• Перед входом в меню потребуется ввести пароль – по умолчанию 0000
  Кнопками 〖▲〗и〖▼〗 выберите код параметра\функции;
• Нажмите〖S〗для входа в установки параметра, нажимая〖▲〗и〖▼〗установите требуемое значение;
• Нажмите〖S〗для возврата в меню выбора кода параметра;
• Удерживайте кнопку〖P〗более 3 секунд для выхода и сохранения параметров;
• Если Вы не нажимали кнопки более 30 секунд – будет осуществлен автоматический выход из настроек и их сохранение.

Примечания по параметрам:

• U11 – температурный дифференциал (гистерезис), этот параметр указывает диапазон, в котором Вы хотите поддерживать заданную температуру. Или по другому говоря, точность с которой регулятор должен реагировать на изменение температуры. Например: если Вы хотите сделать максимально точный по температуре диапазон, то установите значение на 0,1 С°, тогда регулятор будет срабатывать при изменении температуры на 0,1 С° от заданного значения. Т.е. если Вы установили значение 18,5 С° и дифференциал 0,1 С°, то контроллер включит холодильник, когда температура поднимется до 18,6 С°.
  Для климатической камеры такая точность не требуется. Можно установить значение дифференциала равным 2 С°.
• U12 – задержка реакции на температуру (этот параметр указывает в минутах задержку до включения исполняющего устройства). Это для того, чтобы не учитывать незначительные кратковременные колебания температуры и влажности. Пример: Вы регулируете температуру в камере и установили значение +18,5 С° и задержку 3 минуты. Вы решили на секунду просто заглянуть в камеру. Открыв дверь вы впустили небольшую порцию внешнего воздуха, и он попал на датчик. Сенсор сработал на перепад температуры и влажности. Но через минуту температура и влажность вернутся на прежнее значение, потому, что объем внешнего воздуха был совсем небольшой. Благодаря задержке регулятор не будет включать ни холодильник, ни увлажнитель. А если бы задержки не было, то регулятор включил бы их. Этим бы он только создал ненужный «перекос» в нормальном климате камеры.

Обзор и технические характеристики

Начнём наш обзор с самых простых устройств, постепенно переходя к более сложным приборам.

На сегодняшний день это самая распространённая модель терморегуляторов. Этот прибор не только контролирует влажность и температуру, но и следит за переворачиванием яиц в лотках. Этот небольшой прибор с датчиком температуры, станет незаменимым помощником в инкубаторном выведении цыплят.

Устройство отлично выдерживает перепады напряжения и работает практически в любых условиях. Терморегулятор оборудован цифровым дисплеем, на который выводится вся нужная вам информация.

Цена такого многофункционального устройства, варьируется от 2500 до 3000 рублей.

Цифровой гигрометр

Очень практичная и простая в эксплуатации модель. Это устройство с датчиком температуры и измерителем влажности, обладает выносным табло. Внутри устанавливается только датчик, дисплей можно расположить снаружи, в любом удобном месте. Длина выносного провода – один метр. Устройство может работать в температурном диапазоне от -40 до +70 градусов. Точность показаний при этом остаётся неизменной.

Стоимость гигрометра всего 600 рублей. Но кроме контроля за влажностью и температурой, никакими дополнительными функциями прибор не обладает.

Помимо обычных приборов, в инкубаторах можно использовать ПИД-регуляторы. Это более функциональные приборы, которые обеспечивают более точную настройку нагревательных приборов и потребляемых мощностей. Соответственно они более экономичны в эксплуатации.

Это корейская модель термостата, оборудованного ПИД-регулятором. Устройство оснащено двумя дисплеями, на которые выводятся заданные параметры и состояние в реальном времени. Измеряющие импульсы подаются каждые 100 миллисекунд, это служит гарантией большой точности показаний.

Цена этого прибора составляет 3500 рублей.

Эти ПИД-регуляторы не предназначены специально для инкубаторов, но отлично справляются с функцией температурного контроля. Это устройство с датчиком температуры, используется в основном в промышленных целях, но фермеры уже давно нашли ему своё применение. Прибор оборудован встроенным таймером и отличается филигранной точностью в показаниях.

Цена устройства от 4000 рублей, в зависимости от модели.

Термостаты

В процессе выбора контролирующих устройств, вы можете столкнуться с таким понятием, как термостат. По сути, это симбиоз терморегулятора и нагревательного прибора. Эти устройства отлично подходят для больших инкубаторов, например, сделанных из холодильника. Использование этих приспособлений для самодельных инкубаторов маленького размера не рекомендуется, поскольку будет очень энергозатратным.

Стоимость этих приборов варьируется в пределах 2000–3000 рублей.

Теперь поговорим о том, где купить эти измерительные приборы. Для этого можно воспользоваться интернетом и заказать понравившееся устройство. А можно посетить любой магазин, торгующий контрольно-измерительными приборами.