Как считывать показания датчика влажности почвы?

Что такое датчик влажности почвы ?

Датчик влажности почвы , также известный как датчик содержания воды в почве, представляет собой устройство, специализированное на измерении относительного содержания воды в почве. Он широко используется в областях сельскохозяйственного орошения, защиты лесного хозяйства, водосберегающего сельского хозяйства, теплиц, выращивания цветов и овощей, управления пастбищами, моментального снимка почвы, выращивания растений и научных экспериментов. Датчик влажности почвы косвенно определяет состояние влажности почвы путем измерения определенных физических параметров почвы, таких как диэлектрическая проницаемость, сопротивление или емкость.

Принцип работы датчика влажности почвы

Принцип работы датчиков влажности почвы обычно основан на следующих приемах:

1. Резистивные датчики: влажность оценивается путем измерения сопротивления почвы электрическому току. Когда почва сухая, сопротивление высокое; когда почва влажная, сопротивление низкое.

2. Емкостные датчики: измеряют изменения диэлектрической проницаемости почвы. Изменения содержания влаги приводят к изменениям диэлектрической проницаемости, поэтому содержание влаги можно оценить, измерив емкость.

3. Датчики частотного отражения (FDR): подобно емкостным датчикам, они определяют содержание влаги путем измерения диэлектрической проницаемости между датчиком и почвой. Датчик излучает электромагнитную волну определенной частоты, и по мере того, как волна проходит через почву, на нее влияет влажность, которая изменяет частоту отраженной волны.

4. Датчики отражения во временной области (TDR): определяют влажность почвы, измеряя время, необходимое электромагнитной волне для распространения через зонд датчика. Волны распространяются медленнее в почве, содержащей влагу, поэтому время распространения связано с содержанием влаги в почве.

Как считывать показания датчика влажности почвы?

Метод считывания показаний датчика влажности почвы обычно зависит от типа выходного сигнала датчика (аналоговый или цифровой сигнал) и используемого считывающего устройства (например, микроконтроллер, сборщик данных и т. д.). Вот некоторые распространенные методы считывания:

1. Аналоговые датчики:

   - Выход напряжения или тока: используйте регистратор данных или микроконтроллер с несколькими аналоговыми входами для считывания выходного сигнала датчика. Например, сигнал напряжения 0-5 В можно напрямую подключить к входному порту АЦП (аналого-цифрового преобразователя) микроконтроллера.

   - С помощью мультиметра: если выходной сигнал датчика представляет собой сигнал напряжения, мультиметр можно использовать для непосредственного измерения значения напряжения, которое затем можно преобразовать в значение влажности почвы на основе калибровочной кривой датчика.

2. Цифровой датчик:

   - Интерфейс I2C или SPI: для датчиков с цифровым интерфейсом связи данные могут быть считаны с помощью микроконтроллера, поддерживающего соответствующий протокол. Обычно это включает в себя написание кода для инициализации датчика, настройки параметров и считывания данных.

   - Регистраторы данных: некоторые устройства регистрации данных могут напрямую взаимодействовать с цифровыми датчиками без необходимости дополнительного программирования микроконтроллера.

3. Прямое чтение:

   - ЖК-дисплей: некоторые датчики оснащены ЖК-дисплеями, которые позволяют считывать значения влажности почвы непосредственно с экрана.

   - Приложение для мобильного телефона: для интеллектуальных датчиков, поддерживающих Bluetooth или Wi-Fi, данные можно считывать через специальное приложение для мобильного телефона.

4. Использование сборщика данных:

В случаях, когда требуется подключение к компьютеру или системе удаленного мониторинга, можно использовать сборщик данных для считывания данных с датчика влажности почвы.

Сборщики данных обычно имеют несколько входных каналов, которые могут считывать данные с нескольких датчиков одновременно и передавать их на компьютер или облачный сервер по проводному или беспроводному соединению.

Общие шаги по считыванию показаний датчика влажности почвы:

Считывание данных с датчика влажности почвы обычно требует подключения к считывающему устройству, такому как микроконтроллер (например, Arduino), регистратор данных или специальный измеритель показаний. Ниже приведены общие шаги для считывания показаний датчика влажности почвы:

1. Подключите датчик: подключите выход датчика влажности почвы ко входу считывающего устройства. Для датчиков с аналоговыми выходами они обычно подключаются к аналоговым входным контактам устройства, для датчиков с цифровыми выходами они подключаются к цифровым входным контактам.

2. Инициализируйте устройство считывания: Если используется микроконтроллер, необходимо написать программу для инициализации считывания датчика. Это может включать установку режима вывода, настройку АЦП (аналого-цифрового преобразователя) и т. д.

3. Чтение данных: выполните команду чтения, чтобы получить данные с датчика. Для аналоговых выходных датчиков показание представляет собой значение напряжения, которое необходимо рассчитать по формуле преобразования напряжения во влажность; для цифровых выходных датчиков показание представляет собой цифровой сигнал, который может напрямую представлять значение влажности.

4. Обработка и отображение данных: Показания обрабатываются, преобразуются в процентную влажность или другие формы представления влажности и отображаются на мониторе или сохраняются в регистраторе данных.

5. калибровка: для повышения точности показаний может потребоваться калибровка датчика. Процесс калибровки обычно включает измерение выходного сигнала датчика при известных условиях влажности и корректировку уравнения преобразования считывающего устройства для соответствия фактической влажности.

Независимо от используемого метода при считывании показаний датчиков влажности почвы необходимо учитывать следующие моменты:

Убедитесь, что датчик установлен в правильном месте, чтобы отражать условия влажности почвы в контролируемой зоне.

Периодически калибруйте датчик, чтобы обеспечить точность измерений.

Выберите подходящий метод считывания и оборудование в соответствии с характеристиками датчика и требованиями к применению.

Подведем итог:

При считывании показаний датчиков необходимо обратиться к руководству пользователя датчика для получения информации о том, как правильно подключить датчик, откалибровать датчик (если требуется) и как интерпретировать выходной сигнал. Убедитесь, что провода питания и сигнала к датчику правильные, а датчик был правильно установлен и откалиброван в соответствии с инструкциями производителя.

Технические данные датчика влажности и температуры почвы

NBL-S-THR-Датчики-температуры-и-влажности-почвы-Руководство-по-эксплуатации-V4.0.pdf

NBL-S-TMC-Датчик-температуры-и-влагопроводимости-почвы.pdf