Схема. Управление орошением теплицы

Относительную влажность воздуха в теплице контролируют с помощью установленного в ней датчика, по показаниям которого включают и выключают подающее воду исполнительное устройство (насос или электроклапан). По принципу действия датчики влажности бывают ёмкостными и резистивными. Первые обладают практически линейной зависимостью влажность—ёмкость и более точны. Для вторых характерна логарифмическая зависимость электрического сопротивления от влажности. Если относительная влажность воздуха изменяется в широком интервале от 0 до 100 %, предпочтительнее измерять её с помощью ёмкостного датчика. Его чувствительный элемент представляет собой многослойную структуру, образованную плоскими платиновыми обкладками и заполняющим пространство между ними термореактивным полимером [1, 2].

Для использования в приборе выбран датчик 808H5V6 [3] с коэффициентом преобразования около 30 мВ на процент относительной влажности. Типовая зависимость выходного напряжения (между выводами 2 и 1 датчика) от относительной влажности окружающего воздуха при напряжении питания 3,3 В (между выводами 3 и 1) показана на рис. 1 синей линией. Там же тонкой красной линией показана для сравнения идеальная прямо пропорциональная зависимость.

Схема автомата управления орошением изображена на рис. 2. Выходное напряжение датчика влажности В1 поступает на вход микросхемы К1003ПП1 (DA3), описание которой можно найти в [4]. Она представляет собой простой аналого-цифровой преобразователь, содержащий резистивный делитель образцового напряжения (разности потенциалов входов U_H и U_L) на 12 равных частей и 12 компараторов, сравнивающих напряжение, поданное на вход IN, с соответствующей долей образцового. Число сработавших компараторов и выходов микросхемы, на которых установлен низкий уровень напряжения, последовательно увеличивается по мере изменения входного напряжения от нижнего предела U_L до верхнего предела U_H.

Выходы микросхемы DA3 выполнены по схеме с открытым коллектором и рассчитаны на подключение светодиодов, образующих линейную шкалу напряжения. В описываемой конструкции эти выходы, объединённые цепочкой соединённых последовательно нормально замкнутых выключателей SA2— SA12 в «монтажный» логический элемент ИЛИ, через симисторный оптрон U1 управляют мощным симистором VS1.
Нижний предел входного напряжения микросхемы DA3 (0 В) задан соединением её входа U_L с общим проводом, а верхний (3 В) — её входа U_H через резистивный делитель напряжения R1R2 с выходом микросхемы DA2, стабилизирующей напряжение питания датчика В1 (3,3 В). Согласно графику на рис. 1, это соответствует интервалу измеряемой датчиком относительной влажности 0…100 %.

Уровень, на котором стабилизируется относительная влажность, задают с помощью выключателей SA2—SA11. Например, если разомкнут выключатель SA7, а остальные замкнуты, то система орошения теплицы будет выключена по достижении приблизительно 56 % относительной влажности и включена, когда влажность опустится ниже указанного значения. Мощность симистора VS1 должна быть достаточной для управления насосом или электроклапаном системы орошения.
Микросхема DA1 — стандартный линейный стабилизатор напряжения. Он использован для питания всего устройства напряжением 12 В.
Собрав прибор, необходимо, прежде всего, проверить датчик В1, поместив его в среду с относительной влажностью около 100 %, например, завернув во влажную ткань. Выходное напряжение датчика в этих условиях должно быть около 3 В. Затем подборкой резистора R1 устанавливают на выводе 3 (входе U_H) микросхемы DA3 точно такое же напряжение. На этом налаживание завершается.

ЛИТЕРАТУРА
1. Берлинер М. А. Измерения влажности. — М.: Энергия, 1973.
2. Виглеб Г. Датчики: Пер. с нем. — М.: Мир, 1989.
3. 808H5V6   Humidity   Transmitter. www.sensorelement.com/humidity/808H5V6.pdf .
4. Новаченко И. В. и др. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры. Справочник. — М.: Радио и связь, 1989.

А. КОРНЕВ, г. Одесса, Украина
«Радио» №4 2013г.