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土壤水分传感器自动灌溉系统的电路设计

文章来源:未知    时间:2019-09-26

土壤水分传感器自动灌溉系统的电路设计

 
水是一种非常宝贵的资源,必须加以适当利用。农业是消耗大量水的地区之一。灌溉是一个耗时的过程,必须及时进行。
本文的目的是开发一种自动灌溉系统,该系统可测量土壤的水分并自动打开或关闭供水系统。
安装后,该项目需要的人员参与非常少。该电路基于PIC微控制器以及土壤湿度传感器。
正确配置的土壤湿度传感器可以节省多达60%的灌溉用水。设计的系统可用于草皮草或小型园林植物。
项目中使用的单片机是PIC 16F877A。它是一个8位微控制器。
微控制器的主要功能是从土壤湿度传感器读取值,
在LCD上显示适当的消息,并控制到电动机的继电器。
土壤湿度传感器模块
土壤湿度传感器用于测量土壤的体积水含量。项目中使用的传感器如下所示。
土壤湿度传感器图像
它由必须插入土壤中的两个插脚,一个用作比较器的LM358和一个用于更改传感器灵敏度的电位计组成。
如果没有土壤湿度传感器,则可以使用以下电路作为替代。下图所示电路具有固定的灵敏度。
可以通过用一个电位器代替连接到比较器同相端的电阻之一来改变这一点。
额外电路
土壤水分传感器自动灌溉系统的电路设计
该项目的目的是根据土壤中的水分控制电动机。
电路的设计如下。PIC 16F877A是主要处理IC。
引脚13和14之间连接了一个12 MHz的晶体振荡器。晶体与两个33pF电容器连接。
通常,主清除引脚通过上拉电阻连接到Vcc。旁路按钮接地。此按钮用于重置微控制器。
土壤湿度传感器的输出提供给PIC微控制器的RA0(引脚2)。
LCD用于显示按键信息。LCD的数据引脚连接到PIC的端口B(引脚33 – 40)。LCD的控制引脚连接到端口C。
连接如下:LCD的RS引脚到PIC的RC0(引脚15),RW到RC1(引脚16)和E到RC3(引脚18)。
为了驱动连接到电动机的继电器,使用了一个晶体管。晶体管的输入由PIC微控制器的RC2(引脚17)给出。
继电器线圈的一个端子提供12 V DC。线圈的另一端连接到晶体管的集电极。继电器的触点已提供给电动机和交流电源。
LED连接在直流电源和集电极之间,仅在电动机运行时发光。
电路工作
该项目的想法是通过感测土壤湿度来实施自动灌溉系统。电路的工作如下。
土壤湿度传感器插入土壤中。根据传感器的质量,必须将其插入植物的根部附近。土壤湿度传感器测量土壤的电导率。
潮湿的土壤比干燥的土壤更具导电性。土壤湿度传感器模块中具有比较器。
仅当土壤条件干燥时,才比较插脚的电压和预定义的电压,比较器的输出为高。
土壤湿度传感器的输出被提供给微控制器的模拟输入引脚(引脚2 – RA0)。微控制器连续监视模拟输入引脚。
当土壤中的水分高于阈值时,微控制器会显示一条消息,指出该水分含量,并且电动机已关闭。
当土壤湿度传感器的输出较高时,即土壤湿度较低时。
这将触发微控制器并在LCD上显示适当的消息,并且连接至晶体管基极的微控制器的输出为高。
当晶体管导通时,继电器线圈通电并打开电动机。LED也会亮起并用作指示灯。
当土壤湿度达到阈值时,土壤湿度传感器的输出较低,并且电机关闭。
该系统还设计为在湿度非常高且阈值过高且土壤太湿时发出警告,这对植物很危险。
应用
该电路可用于测量由于蒸发和吸入而导致的土壤水分随时间的流失。
减少水浪费并改善植物生长。
该电路设计为自动工作,因此不需要任何人工干预。
该项目适用于小型花园和住宅环境。
通过使用先进的土壤湿度传感器,同一电路可以扩展到大型农业领域。
 
 
 
 
 
 
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