Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Relpol przekaźniki
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sterownik podlewania z sondą pojemnościową na CD4093.

pietszyk 22 Maj 2019 12:52 519 0
  • #1
    pietszyk
    Poziom 11  
    Witam,

    Chciałbym dziś zaprezentować sterownik podlewania z sondą pojemnościową. Sterownik posiada wyjście analogowe oraz cyfrowe, może być zasilany napięciem od 3V do 18V. jako element wykonawczy zastosowałem tranzystor mosfet IRFZ44N.
    Sterownik podlewania z sondą pojemnościową na CD4093.

    Zasada działania

    Bramka A układu wraz z potencjometrem R1 oraz kondensatorem C1 tworzy regulowany generator sygnału prostokątnego o częstotliwości od ~1kHz do ~800kHz. Sygnał ten trafia następnie na filtr dolnoprzepustowy utworzony z elementów R3 i naszej sondy, oznaczonej na schemacie jako Cx. W zależności od aktualnej pojemności sondy zmienia się częstotliwość odcięcia filtru a tym samym zmienia napięcie stałe na kondensatorze C3, który wraz z diodą D1 tworzy układ uśredniania napięcia. Pomiaru tego napięcia możemy dokonać na zaciskach Va. Kondensator C4 pełni rolę filtra zakłóceń. Rezystor R4 jest opcjonalny. W kolejnym etapie sygnał nasz trafia na dzielnik napięcia utworzony z rezystora R6 i potencjometru R2. Dzielnik ten odpowiada za ustalenie progu zadziałania wyjścia "cyfrowego" naszego układu. sterującego pompką lub zaworem.

    Im gleba wokół sondy wilgotniejsza tym pojemność sondy rośnie a tym samym spada częstotliwość odcięcia filtru, co z kolei sprawia że spada napięcie na zaciskach Va. Po przekroczeniu progu ustalonego potencjometrem R2 pojawia się stan wysoki na wyjściu bramki B układu CD4093 sygnał ten jest negowany przez bramki C i D co wyłącza wyjście. Bramki C i D połączone są równolegle w celu zwiększenia dostępnego prądu do wysterowania tranzystora.

    Sonda
    Sonda to w moim przypadku prostokątny kawałek laminatu dwustronnego o wymiarach 10x100mm odizolowany od ziemi warstwą farby w sprayu.

    Uruchomienie

    Układ trzeba zestroić do wykonanej sondy oraz stosowanego napięcia zasilania. w tym celu podłączmy sondę i wkładamy ją do suchej ziemi, podłączamy woltomierz do zacisków Va kręcimy potencjometrem, aż napięcie na woltomierzu zacznie nam nieznacznie spadać. Przy mojej sondzie najlepsze wyniki uzyskałem przy częstotliwości generatora ok 150kHz. Następnie jeśli chcemy korzystać z wyjścia tranzystorowego ustawiamy próg zadziałania potencjometrem R2.
    Nie zalecam używania wyjścia tranzystorowego przy zasilaniu poniżej 4V gdyż może się nie otwierać do końca. VGS(th) =4V zastosowanego tranzystora.

    Podsumowanie
    Układ może być wykorzystany jako samodzielny sterownik lub przy zasilaniu 3,3-5V jako sensor analogowy do układu z mikroprocesorem.
    Najważniejsza zaleta to brak utleniania się elektrod jak w przypadku czujników rezystancyjnych.
    Koszt wykonania ok 15zł.

    Uwaga na wyjściu nie ma diody zabezpieczającej tranzystor przed przepięciami od obciążeń indukcyjnych typu przekaźnik lub silnik DC.

    Zapraszam do komentowania.

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • Relpol przekaźniki