poniedziałek, 8 stycznia 2018

Sygnalizator suchości, np. w doniczce






Jeden z najprostszych układów tranzystorowych na świecie. Coś idealnego dla dzieci i młodzieży, które dopiero uczą się elektroniki, a i dorosłym i bardziej doświadczonym może się przydać.

Po podłączeniu zasilania dioda LED świeci i świecić tak może nawet ładnych kilka miesięcy, bo układ jest bardzo mało "energożerny". Po zwarciu kabelków tworzących sondę (albo po zanurzeniu ich w wodzie czy też wetknięciu do doniczki z wilgotną ziemią) diodka gaśnie.

No i mamy nasz "odwrotny czujnik wilgoci", który teraz z czystym sumieniem można nazwać sygnalizatorem suchości.

Wartość potencjometru nie jest krytyczna. Wystarczy wszystko, co ma od 330 k wzwyż. Oporniczek zabezpieczający diodę LED (82 om) nie jest konieczny, jeśli użyjemy zużytych baterii (np. małych lub dużych paluszków), których łączne napięcie (połączenie szeregowe) nie przekracza 2.5 V (dotyczy większych diodek LED, bo przy tych zwykłych maleńkich trzeba bardziej uważać). Zamiast wspomnianego oporniczka ograniczającego można wstawić potencjometr 100 omowy i dowolnie regulować sobie jasność diody (w przypadku nowych pełnych baterii nie należy jednak schodzić poniżej 50 omów, bo może to skrócić czas życia diody lub nawet ją przepalić).

Typ użytego tranzystora również nie jest krytyczny. Można użyć prawie każdego dowolnego tranzystora małej lub średniej mocy o polaryzacji NPN. Od biedy można sięgnąć również po tranzystorek PNP, ale należy wówczas odwrócić bieguny zasilania i odwrotnie wpiąć diodę LED.

Elektrody należy wetknąć w ziemię możliwie jak najgłębiej (u mnie dotykają one dna doniczki). Zwykłe "gołe" druty miedziane nie są zbyt dobre, bo już po kilku godzinach wchodzą w rekcje elektrochemiczne z ziemią (osydują itd.). Użyłem dwóch ocynkowanych śledzi namiotowych o długości ok. 25 cm, które okazały się idealne w przypadku mojej dużej donicy. No i teraz moja ulubiona yucca jest porządnie nadzorowana elektronicznie.

Jeżeli elektrody nie są dobrane lub umieszczone właściwie, to może się zdarzyć, że już po kilku minutach od chwili ich wetknięcia w wilgotną ziemię dioda zacznie się słabiuteńko świecić (co widać jedynie w zupełnej ciemności). Nie trzeba tego wprawdzie traktować koniecznie jako wadę, ale chyba lepiej by było, jeśli nasz układ będzie pracował, tak jak Bóg przykazał, więc lepiej dobrać/sprawdzić elektrody, dokonać regulacji potencjometrem lub w ostateczności użyć innej diody LED o innym kolorze emitowanego światła, np. żółtej czy zielonej, które to mają wyższe napięcie przewodzenia.

Nasz detektor jest w stanie także sygnalizować suchość w sposób akustyczny, jeśli użyjemy np. buzzera na prąd stały (w handlu są już takie, które rozbrzmiewają przy 1 V). Plus buzzera podłączamy do plusa baterii, a minus do katody diodki LED.

 
Inne możliwości wykorzystania układu:

- sygnalizacja otwarcia/zamknięcia drzwi (na odpowiednio ustawionych stykach lub kontaktron na futrynie plus magnesik na drzwiach)

- przerwanie obwodu pułapki drutowej (z łatwo rwącego się drutu), w więc jako najprostsza instalacja nadzorująca teren


- spadek poziomu cieczy (wody, wina, piwa itp.)

- sygnalizacja temperatury (poprzez termistor)

- detektor światła / zmroku (fotorezystor)

itd. / itp.

W miejsce diody LED można wstawić odpowiednio dobrany przekaźnik i obsługiwać nim jakieś większe urządzenie, np. małą pompkę nawadniającą. BC547 wg mojej amatorskiej wiedzy jest w stanie wysterowywać cewki przekaźników o poborze do 100 mA. W przypadku użycia przekaźnika warto napędzać nasz układ zasilaczem stabilizowanym 3V, bo bateryjki nie wytrzymają takiego obciążenia zbyt długo.


(Marcin Perliński)


niniejszy artykuł jako plik PDF

wersja niemiecka jako plik PDF

3 komentarze:

  1. No i teraz, po kilku latach działania - chciałbym się dowiedzieć jak układ działa, czy sprawuje się nadal, czy pojawiły się jakieś pomysły na usprawnienia. No, bo wpadłszy niedawno na ten wpis, zamiaruję zbudować to urządzono.

    OdpowiedzUsuń
  2. Cześć, lata minęły, yucca już uschła ze starości i wylądowała na kompostowniku. Układ działał poprawnie i był naprawdę prosty, ale drugi raz bym go nie wykonał, bo to robiło pomiar przewodności gruntu w oparciu o prąd stały, czyli na wbitych w doniczkę śledziach namiotowych pojawiała się korozja elektrochemiczna i robiły się na nich wżery jak po oblaniu kwasem. Dziś poszedłbym taką drogą: https://disk.yandex.com/i/X41pv7VeXQIUKA --- ten schemat sprawdza przewodność gruntu prądem przemiennym, czyli wbite w ziemię elektrody nie ulegają zeżarciu przez korozję, ale jest taki mankament, że to uruchamia przekaźnik w momencie, kiedy wykryje wodę, a nie suchość, czyli trzeba dodać jeszcze odwracacz stanu logicznego, czyli można wykorzystać dodatkową bramkę z 4093 (bo tam są jeszcze dwie wolne niewykorzystane bramki logiczne) w celu odwrócenia logiki załączania, czyli żeby przekaźnik się załączał, kiedy jest sucho, a nie mokro, czyli tuż przed bazą tranzystora PNP dajesz jeszcze jedną bramkę skonfigurowaną jako inwerter, czyli oba wejścia bramki spinasz zusammen do kupy i to będzie wejście, a wyjście bramki dajesz na bazę tranzystora. Przekaźnik można pominąć, jeśli, zamiast niego dasz diodę LED z opornikiem 1 kilo. Pinout układu scalonego 4093 znajdziesz w Internecie. Ten układ zasilasz plus na nogę 14 i minus na nogę 7. Układ scalony 4093 ulega uszkodzeniu, jeśli pomyślisz bieguny zasilania lub zrobisz między nimi zwarcie, więc zawsze warto dodać na szynie plusowej jeszcze jedną diodę np. 1N4007. Tranzystor oznaczony jako TUP to dowolny uniwersalny PNP, np. BC557B. Gdzieś mam w notatkach schemat jeszcze lepszego układu kontrolującego wilgotność gleby w oparciu o pomiar pojemności, ale muszę poszukać. Pomiar pojemności to najbardziej elegancka metoda, bo nie ma kontaktu z wodą, bo płytki sensoryczne nie mają kontaktu z mokrą glebą, bo są np. w hermetycznej koszulce plastikowej, ale to musiałbym poszukać (na forum elektrody gościu wykonał taki układ). Tu masz pinout do 4093: https://disk.yandex.com/i/5NUcC5B7FMsXJQ

    OdpowiedzUsuń
  3. Mam ten schemat czujnika pojemnościowego:

    https://disk.yandex.com/d/G98k3rHBtzdJlQ

    Mosfet-N tam może być niemal każdy dowolny inny lub zastąp go tranzystorem bipolarnym NPN odpowiedniej mocy, a i bez mosfeta czy bipolara można to zrobić, jeśli wstawisz diodę LED z opornikiem ograniczającym, np. 1 kiloom, jeśli zasilanie będzie 12V lub około 100 om, jeśli dasz zasilanie 3V. Tę diodę LED podłączasz do miejsca, gdzie spotykają się piny 10 oraz 11 układu scalonego 4093. Mam nadzieję, że bez problemu dasz sobie radę z pobraniem i rozpakowaniem archiwum RAR. Powodzenia!!!

    OdpowiedzUsuń