Контролер влажности почвы комнатных цветов
Е.Л. Яковлев, г. Ужгород PA 12'2009
Многие люди в своих квартирах выращивают живые цветы и с любовью ухаживают за ними. Тем не менее, случается, что цветы забывают полить вовремя. В немецком радиолюбительском журнале [1] была опубликована схема сигнализатора понижения влажности почвы в горшке домашних цветов. Эта схема была повторена в редакции чешского радиожурнала [2], были выявлены и устранены ее недостатки. Ниже приводится аннотация чешской публикации.
Известно, что в зависимости от влажности почвы меняется ее электропроводность. Конечно, она зависит и от многих других факторов, например физического состава почвы, содержания в ней солей (удобрений), температуры почвы и т.д. Большинство из этих факторов для комнатных растений относительно постоянны, поэтому можно считать, что основной фактор, влияющий на электропроводность почвы в горшках комнатных растений (цветов), - это именно влажность почвы. Ее и предложено [1, 2] контролировать.
Схема устройства показана на рис.1.
Сенсор влажности почвы представляет собой два металлических штыря или узкие пластинки. Они воткнуты в землю цветочного горшка примерно на глубину 100 мм. Расстояние между сенсорами А и В порядка 10 мм. Все размеры указаны ориентировочно. В процессе экспериментальной проверки они могут варьироваться и уточняться. Так, например, по информации редакции чешского журнала [2] величина сопротивления сенсора даже при определенной влажности почвы и неизменных параметрах датчика зависела от параметров измерительного прибора - на разных пределах измерений прибор давал различные показания. Например, на пределе прибора в 100 кОм показания сопротивления почвы были 15 кОм, на пределе 1 МОм - 40 кОм, а на пределе 10 МОм - уже 120 кОм. Прибор другого типа давал совершенно другие показания. Так, на пределе в 200 кОм он показывал 120 кОм и т.д. Существенно влияла на показания даже полярность входных щупов прибора. В таких случаях принято говорить, что фактические показания прибора -«средне-потолочные». Именно поэтому описываемый прибор как простейший сигнализатор влажности почвы в цветочном горшке требует настройки.

На транзисторах Т1 и Т2 различного типа проводимости выполнен заторможенный автогенератор. Его состояние определяется сопротивлением сенсора. Если сопротивление сенсора относительно невелико (влажная земля в цветочном горшке), то и смещение на базе транзистора Т1 мало. Оба транзистора будут в непроводящем состоянии. Светодиод D1 -- погашен. При испарении влаги из цветочного горшка сопротивление сенсора увеличивается, что приводит к отпиранию транзистора Т1. Транзисторы начнут периодически открываться, генерируя электрические сигналы, а светодиод -вспыхивать. По мере высыхания почвы частота вспышек увеличивается вплоть до состояния почти постоянного свечения светодиода D1.
В [2] отмечается, что опубликованный в первоисточнике [1] материал носил, скорее, информативный характер и параметры элементов схемы рис.1 при макетировании приходилось подбирать. Существенна и взаимосвязь типа транзисторов с необходимыми для работы схемы номиналами пассивных радиокомпонентов. Так, желательно, чтобы коэффициент усиления используемых транзисторов был не более 50. Из отечественных аналогов импортных транзисторов можно попробовать использовать КТ315А, В, Д (Т1) и КТ361 А, Д (Т2).
На устойчивость работы схемы влияет даже величина тока светодиода D1, поэтому для получения достаточной яркости вспышек светодиода желательно не уменьшать величину сопротивления резистора R4, а подобрать светодиод с большей яркостью свечения при малых токах. При периоде миганий 1 с длительность вспышки составляет всего 18 мс.
Ток потребления схемы при отсутствии миганий светодиода составляет лишь несколько микроампер, а при миганиях светодиода средний ток потребления схемы возрастает до одного миллиампера.
Регулировка положения движка подстроечного сопротивления Р1 при настройке схемы устройства состоит в нахождении его положения, при котором светодиод D1 мигает, если земля в горшке сухая, а при влажной земле светодиод должен быть погашен.
Схема (рис.1) привлекательна для радиолюбителей не только своей простотой. При ее повторении есть огромное поле для экспериментов с выбором конкретных экземпляров транзисторов и пассивных радиокомпонентов схемы, механических параметров датчика влажности - размера и вида электродов (А и В), их взаимного размещения и, главное, для датчика влажности земли в цветочном горше - глубины его погружения в грунт относительно корневой системы цветка.
Литература
1. CQ DL.-2003.-№8. 2. Hlfdac vlhkosti zeme v kvetinaci // Prakticka elektronika. - 2006. - №5. - S.8-9.