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土壤濕度傳感器的工作原理
應(yīng)用土壤濕度傳感器的硬件控制電路，埋在作物根部的土壤水分傳感器監(jiān)測根部土壤的水分，該傳感器經(jīng)檢測電路將“濕度過高”和“濕度過低”信號經(jīng)編碼器傳至主控制器，由主控制器決定控制狀態(tài)。“濕度過高”則停止灌溉；“濕度過低”則通過光電隔離、繼電器控制接在水源的電磁閥。當(dāng)空氣濕度較大時由空氣濕度傳感器經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換反映到主控制器可暫緩灌溉。當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)可由顯示電路顯示出來，該系統(tǒng)也可由鍵盤手動設(shè)定灌溉時間。該系統(tǒng)還具有故障報警功能。主控制器通過通訊接口與上位機(jī)通訊，可以實時監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行狀況或?qū)v史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
土壤濕度傳感器主要是用來測量土壤容積含水量，做土壤墑情監(jiān)測及農(nóng)業(yè)灌溉和林業(yè)防護(hù)。
土壤濕度傳感器由濕度檢測電路和聲報警電路等部分組成。RP1為濕度下限預(yù)置點，RP2為濕度上限預(yù)置點。當(dāng)土壤中的濕度處在預(yù)置的上下限濕度之間時，由于探頭 a、h間的 土壤電阻值在規(guī)定范圍內(nèi)，c點的電位低于 RPI的滑動端電位(比較器同相輸入端 )，故比較器 I輸出高電平，red不發(fā)光；RP2的滑動端電位低于 c 點電位，則比較器 II輸出高電平，green也不發(fā) 光。若土壤的濕度達(dá)到或超過 RP2設(shè)定的上限濕度時，ab探頭間電阻變小，從而探頭分壓減小，比較器 II的同相輸入端電位(c點電位 )低于比較器反相端電位(RP2滑動端電位 )，則比較器 II翻轉(zhuǎn)輸出低電平，green發(fā)光 ，同時 SS8550II導(dǎo)通蜂鳴器發(fā)聲，表示土壤濕度過大。若土壤干燥達(dá)到或超過 RP1設(shè)定的下限濕度時，a、b探頭間電阻增大，從而探頭分壓增大高于比較器 I同相端電壓(RP1滑動端電位)，比較器 I輸出低電平，red發(fā)光 ，同時 SS8550I導(dǎo)通蜂鳴器發(fā)聲，表示土壤濕度過小。蜂嗚器設(shè)計是便于用戶設(shè)置報警點，當(dāng)設(shè)置完畢可將電鍵 SP斷開 ，由下位機(jī)統(tǒng)一報錯 。傳感器探頭 a、b是由長160 mm、直徑為5 mm的兩根不銹鋼棒制成，相間55 mm。
土壤探頭現(xiàn)場調(diào)試過程為：①將 RP1的滑動觸點調(diào)至zui上端 ，RP2的滑動觸點調(diào)至zui下端，使red，green都熄滅；②進(jìn)行土壤濕度調(diào)試 ，取兩盆適合溫室育苗的土樣，一盆為上限濕度(即適合溫室育苗的zui大土壤濕度)，一盆為下限濕度(即適合溫室育苗的zui低土壤濕度)。把探頭插入上極限土壤中，調(diào)節(jié) RP2，使 green剛好點亮，蜂鳴器剛好發(fā)聲為止；再把探頭插入下極限土壤中，調(diào)節(jié) RP1，使 red剛好點亮，蜂鳴器剛好發(fā)聲為止 ；③將土壤濕度探測器的報警輸出端ALARM1，ALARM2分別與下位機(jī)的P1口相連，下位機(jī)上電復(fù)位時 P1口為高電平 ，當(dāng)土壤濕度過高或過低時土壤濕度探測器 ALARM1或 ALARM2端輸出低電平，下位機(jī)定時掃描 P1口的電平狀態(tài)，并賦值相應(yīng)狀態(tài)字，進(jìn)入子處理程序。 對于應(yīng)用此種方法制作的傳感器其測量阻值用普通的萬用表是無法測量的，只能用惠斯通電橋測電阻的方法測量。另外在實際電路中可將報警部分去掉，只需觀察燈的亮滅即可。探針的引出線需要用屏蔽線。