Схема датчика влажности почвы

В результате многочисленных экспериментов появилась вот эта схема датчика почвы на одной единственной микросхеме. Подойдёт любая из микросхем: К176ЛЕ5, К561ЛЕ5 или CD4001A.

$Радиоконструкторы на любой вкус$

Описание работы схемы датчика влажности почвы

Датчик влажности почвы в данной схеме выглядит как классическое пороговое устройство, которое реагирует на изменение сопротивления переменному току, а точнее коротким импульсным последовательностям. На DD1.1 и DD1.2 выполнен задающий генератор, генерирующий импульсы с интервалом около 10 секунд. Емкости C2 и C4 разделительные. Они блокируют попадание в измерительную цепочку постоянного тока, которую генерирует почва. Сопротивлением R3 задается порог срабатывания, а R8 устанавливает петлю гистерезиса усилителя. Подстроечным сопротивлением R5 можно задавать начальное смещение на входе элемента DD1.3. цифровой микросборки.

датчика влажности почвы схема на одной микросборке

R1 = 22 мОм; R2, R9 = 12kОм; R3 = 470kОм; R4 = 30kОм; R5 = 47kОм; R6 = 1MОм; R7 = 5,1MОм; R8 = 22MОм; C1 = 1µF; C2 = 1µF; C3, C4 = 0,1µF; C5 = 10µF; DD1 = К561ЛЕ5; R9 = из расчёта 1kОм на каждый вольт питания.

Емкость C3 – фильтр от помех, а сопротивление R4 определяет максимальное входное сопротивление измерительной цепи. Оба эти компонента снижают чувствительность преобразователя, но их отсутствие в схеме может привести к ложным срабатываниям. Напряжение питания микросборки не должно быть ниже 12 Вольт, так как это снижает реальную чувствительность конструкции из-за снижения соотношения полезный сигнал/помеха.

Прямоугольные импульсы большой длительности (рисунок 1), следуя через делитель напряжения на компонентах C2, R2, R3, R_почвы, R4, C3, становятся короткими импульсами (рисунок.2). Эти импульсы через емкость С4 следуют на вход DD1.3. Туда же, через сопротивление R6, проходит некоторый уровень постоянного напряжения (рисунок 3) с делителя напряжения R5.

В тот момент времени когда общий уровень напряжения на входе DD1.3 (рисунок.4) достигнет порога срабатывания компаратора, запустится одновибратор на элементах DD1.3, DD1.4. Длительность импульса управления на выходе микросборки DD1.4 задается постоянной времени R7, C5.

Оригинальная конструкция электродов обеспечивает возможность измерения влажности почвы возле корней растения. Для их изготовления я использовал обычную нержавеющую проволоку. Для снижения уровня внешних электромагнитных помех, самодельные электроды соединил со схемой датчика экранированным кабелем, оплётку которого подсоединил к корпусу.

конструкция электродов датчика влажности почвы