मिट्टी की नमी की माप


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पृष्ठभूमि

इलेक्ट्रॉनिक्स में वापस आने की मेरी लंबे समय की महत्वाकांक्षा को किक-स्टार्ट करने के लिए, मैंने कोशिश की और एक उपकरण बनाने का फैसला किया, जो यह निर्धारित करने के लिए मिट्टी के पौधों की मिट्टी की नमी को मापता है कि क्या उन्हें पानी पिलाने की आवश्यकता है। पहले अवतार का उद्देश्य एक ऐसा नेतृत्व करना है जो पौधे के वर्तमान जल स्तर (पानी लाल है!) को दिखाता है, लेकिन निश्चित रूप से मेरे पास सड़क के नीचे स्वयं-पानी वाले पौधों के लिए जंगली योजनाएं हैं।

मेरा पहला छुरा गार्डुइनो निर्देशनीय पर आधारित था , विशेष रूप से यह सर्किट यहां:

यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

यह एक ज्ञात अवरोधक और दो तांबे के तार इलेक्ट्रोड का उपयोग करके एक साधारण वोल्टेज डिवाइडर है, जो मापने वाले उपकरण के रूप में मिट्टी में फंस गया है। A0मेरे Teensy ++ पर ADC का उपयोग करने पर मापा गया वोल्टेज प्रतिरोधों के अनुपात के समानुपाती होता है, और मैं वास्तविक मिट्टी प्रतिरोध के लिए वापस काम कर सकता हूं।

हालांकि, व्यवहार में मिट्टी का प्रतिरोध बहुत बड़े बहाव के अधीन था। डिवाइस को चालू करने के लगभग तुरंत बाद, मापा मिट्टी प्रतिरोध गिरना शुरू हो गया। (यह तब भी होता है जब आप संयंत्र में एक मल्टीमीटर छड़ी करते हैं।) माप के कुछ दिनों के बाद, मुझे माप और नमी के स्तर के बीच कोई उपयोग करने योग्य कनेक्शन नहीं मिला। जांच को हटाने और निरीक्षण करने से एनोड पर काफी कलंकित हुआ। मेरे लिए, यह इंगित करता है कि किसी प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रिया हो रही है (इलेक्ट्रोलिसिस?)। एक मल्टीमीटर कुछ दसियों मिलीवॉट के वोल्टेज अंतर को मापता है: मैंने अपने संयंत्र को बैटरी में बदल दिया है!

ऑक्सीकृत एनोड

इस समस्या से बचने के लिए मैं स्टेनलेस स्टील के स्क्रू से निर्मित एक जांच में चला गया। चूंकि वे तांबे की तुलना में काफी कम प्रतिक्रियाशील हैं, इसलिए ऑक्सीकरण एक समस्या से कम होना चाहिए। इसके अलावा, मिट्टी को "चार्ज" करने से बचने के लिए, मैंने टेनेसी के दो डिजिटल आउटपुट पिंस के बीच वोल्टेज डिवाइडर लगाया है। माप निम्नानुसार होता है:

  • कोई माप नहीं होने पर दोनों पिनों को कम रखा जाता है।
  • मैं एक एक पिन हाई चलाता हूं। मैं एक मिलीसेकंड प्रतीक्षा करता हूं और मैं विभक्त के केंद्र में वोल्टेज को मापता हूं।
  • मैं पिन वाल्टेज (उच्च <-> कम) को उल्टा करता हूं, एक मिलीसेकंड प्रतीक्षा करें और फिर से मापें। मुझे अब पहले माप के पूरक को मापना चाहिए।
  • दोनों पिनों को फिर से कम लाया जाता है और डिवाइस अगले माप तक सोता है।

यह ऑक्सीकरण की समस्या को कम करता है, लेकिन मापी गई मिट्टी का प्रतिरोध अभी भी मापना शुरू करते ही लगता है।

सवाल

  1. क्या कोई भी मिट्टी की नमी को मापने के लिए एक मजबूत विधि की सिफारिश कर सकता है?
  2. क्या कोई समझा सकता है कि वास्तव में यहाँ क्या चल रहा है?

जवाबों:


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बुद्धिशीलता:

मैं हाल ही में कैपेसिटिव सेंसिंग के बारे में पढ़ रहा हूं । कैपेसिटिव-टच सेंसर का बड़ा फायदा है कि वे प्लास्टिक की एक पतली परत के पीछे पूरी तरह से hermetically सील कर सकते हैं, इसलिए खुरचना के लिए कोई धातु उजागर नहीं है। ( "इलेक्ट्रॉनिक्स और रोबोटिक्स: सेंसिंग टच एक मोटी सतह के माध्यम से?" )

क्योंकि आप डीसी करंट को प्लास्टिक के माध्यम से प्रवाहित नहीं कर सकते, लियोन हेलर ने सुझाव दिया कि ऐसे सेंसर को एसी का उपयोग करना चाहिए।

काश, मैंने जो भी चर्चा की है, उनमें से अधिकांश यह है कि केवल बुद्धिमान उंगली-प्रेस का जवाब कैसे दिया जाए; पानी की नमी के बारे में बहुत कम चर्चा है कि पानी के छींटों के लिए कैपेसिटिव सेंसर की संवेदनशीलता को कैसे कम किया जाए। ( "स्पार्कफुन फोरम: कैपेसिटिव सेंसर और वॉटरप्रूफिंग" )। तो स्पष्ट रूप से वे पानी के प्रति संवेदनशील हैं, इसलिए शायद आप इस "दोष" का उपयोग कर सकते हैं और इसे एक सुविधा में बदल सकते हैं।


हां, यह निश्चित रूप से काम करेगा और यह मेरी जांच की वर्तमान पंक्ति है। मुझे जो मुख्य परेशानी हो रही है वह जांच को ऐसे डिजाइन कर रही है जिसमें कैपेसिटी स्विंग है जो मापने के लिए काफी बड़ी है। यह मेरी प्रेरणा का मुख्य स्रोत है: mechanical.poly.edu/faculty/vkapila/ME3484/Readings/...
drxzcl

मैं कैपेसिटिव सेंसर के साथ अच्छी प्रगति कर रहा हूं। मुख्य चुनौती यह सुनिश्चित कर रही है कि नमी सीधे इलेक्ट्रोड के संपर्क में न आए, क्योंकि यह प्रतिरोधक भार में बदल जाता है। लेकिन मुझे लगता है कि मेरे पास इसका इलेक्ट्रॉनिक्स हिस्सा काम कर गया है।
drxzcl

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वेनर पुल की व्यवस्था के साथ, इलेक्ट्रोड के ध्रुवीकरण से बचने के लिए, आपको एसी का उपयोग करना चाहिए।


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क्या आप वेनर ब्रिज की अवधारणा पर थोड़ा और विस्तार कर सकते हैं? एक खोज में ज्यादातर जर्नल पेपर मिलते हैं, और मेरे पास उन लोगों तक पहुंच नहीं है जो शारीरिक रूप से विश्वविद्यालय के पुस्तकालय में जाते हैं। शीर्षक (लवणता माप आदि) आशाजनक लगते हैं!
drxzcl


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मिट्टी की नमी को मापने के लिए एकमात्र मजबूत तरीका जिसके बारे में मुझे पता है वह इन जांचों का उपयोग कर रहा है ।


बहुत ही रोचक! मैंने मूल रूप से संधारित्र का निर्माण करके ढांकता हुआ निरंतर मापने की जांच के बारे में सुना था, लेकिन मैंने बिक्री के लिए कोई भी देखा था। चूंकि यह एक शौक परियोजना है, मैं "बिल्ड" को "खरीदना" पसंद करता हूं, लेकिन मैं "खरीदना" को "कुछ भी नहीं" पसंद करता हूं;)
drxzcl

उस नोट पर, "क्योंकि हमारी जांच पारेषण लाइन तकनीकों का उपयोग करके मिट्टी के ढांकता हुआ निरंतर को मापती है, यह पानी की लवणता के प्रति असंवेदनशील है, और समय के साथ-साथ चालकता आधारित जांच नहीं करता है।" - यह बिल्कुल वैसी ही तकनीक लगती है जैसी मुझे चाहिए।
drxzcl

मैं यह जानने की कोशिश कर रहा हूं कि साझा लिंक कार्य में जांच कैसे होती है। क्या वे टीडीआर या टीडीटी का उपयोग कर रहे हैं? या यह सिर्फ समाई है? एक बुनियादी सेटअप में उनकी कार्यक्षमता को दोहराने के लिए क्या शामिल होगा?
डेविडो

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यहाँ है कि कैसे botanicalls करता है।


क्या मैं ९, १० और १२ पिंस का उपयोग अन्य चीजों के लिए करने में सही हूं? वे सेंसर सर्किट को प्रभावित नहीं करते हैं।
drxzcl

हां, ऐसा लगता है कि 9 और 10 बस एल ई डी को नियंत्रित कर रहे हैं और 12 एक स्विच है
टोबी जाफे

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आइए देखें कि क्या मुझे यह मिलता है। मैं जांच के माध्यम से एक (छोटे) वर्तमान की स्थापना करते हुए 8 उच्च ड्राइव करूंगा। इस धारा को BJT द्वारा प्रवर्धित किया जाता है और मैं 100 ओम के ज्ञात अवरोधक पर इस धारा के वोल्टेज ड्रॉप को मापता हूं। यह मुझे वोल्टेज विभक्त डिजाइन पर क्या खरीदेगा?
drxzcl

मुझे वनस्पति विज्ञान की ओर इशारा करने के लिए धन्यवाद! मैंने उनकी योजनाबद्धता और कोड की जांच की है और मैंने कुछ दिलचस्प खोजों को बनाया है, जो ऊपर दिए गए सर्किटों को मापने में अंतर है। वे जस्ती इस्पात इलेक्ट्रोड का उपयोग करते हैं जो केवल माप के दौरान सक्रिय होते हैं (बिल्कुल भी देरी नहीं, यहां तक ​​कि एक एमएस भी नहीं) और उन्हें अभी भी इलेक्ट्रोलिसिस के कारण गिरावट की समस्या है। वे नमी सेंसर रीडिंग का एक औसत औसत रखते हैं, डिफ़ॉल्ट रूप से 2 मिनट में 10 नमूने। मैं थोड़ा प्रयोग करूँगा और रिपोर्ट करूँगा।
drxzcl

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मैंने प्लास्टर ऑफ पेरिस के सिलेंडर में सेट किए गए दो जस्ती नाखूनों का उपयोग करके एक मिट्टी की नमी सेंसर का निर्माण किया है। मैंने किसी भी निष्कर्ष को निकालने के लिए समय की एक लंबी अवधि में इसका परीक्षण नहीं किया था, लेकिन आप उस डिजाइन के साथ प्रयोग कर सकते हैं।

प्लास्टर नमी में किसी भी एसिड को बेअसर करता है, इस प्रकार नमी की मात्रा को एक चर के रूप में अलग करता है (लेकिन यह एक प्रकार का कम-पास फिल्टर के रूप में भी काम करता है!) + नाखूनों पर गैल्वनीकरण उन्हें ऑक्सीकरण से रोकने में मदद करता है।

अगर आपको कोई अच्छा उपाय मिले तो कृपया पोस्ट करें।


अब जब आपके पास इन सेंसर के साथ कुछ समय हो गया है, तो क्या आप उनके स्थायित्व के बारे में अधिक जानते हैं? मैं विशेष रूप से गैल्वेनिक संक्षारण के बारे में चिंतित हूँ ....
स्वर्गदूत

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आप इरोमेटर वॉटरमार्क सेंसर का उपयोग करने का प्रयास कर सकते हैं। मिट्टी की नमी को मापने के लिए अब मैं उनका उपयोग कर रहा हूं। यदि आप रुचि रखते हैं, तो मैं योजनाबद्ध और खुदाई कर सकता हूं।


मैंने वेबसाइट को देखा है और मैंने देखा है कि उनके पास जिप्सम में एम्बेडेड कैपेसिटिव सेंसर और रेसिस्टिव सेंसर दोनों हैं। जो आप उपयोग कर रहे हैं? क्या वे कोई अच्छे हैं?
drxzcl

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मैं वॉटरमार्क सेंसर की सलाह दूंगा। वे टिकाऊ और पढ़ने में काफी आसान हैं। आपको प्रति सेंसर दो डिजिटल आउटपुट और एक इनपुट चाहिए।

10k रोकनेवाला के साथ श्रृंखला में प्रत्येक मीटर को अपने आउटपुट से कनेक्ट करें। जब आप मापना चाहते हैं, तो एक आउटपुट हाई और दूसरा लो सेट करें। सेंसर के पार वोल्टेज को मापें। http://www.irrometer.com/pdf/supportmaterial/sensors/voltage-WM-chart.pdf किसी न किसी अंशांकन के लिए एक चार्ट है; आपको "पूरी तरह से गीला" आधार रेखा स्थापित करने की आवश्यकता होगी। क्योंकि आप सेंसर को दफनाने के दौरान मिट्टी को अच्छी तरह से गीला करने वाले होते हैं, आप यह सुनिश्चित करने के लिए किसी भी तरह से ऐसा करेंगे ताकि यह बात सही ढंग से काम कर सके।

आप दो आउटपुट का उपयोग करते हैं क्योंकि जंग से बचने के लिए आपको ध्रुवीयता को स्विच करना चाहिए।

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