自动灌溉系统实验报告

自动盆栽灌溉系统实验报告

一．设计背景

目前，盆栽植物作为一种绿色、天然、健康的植物，就成了人们追求高品质生活的首选，但随着社会的高速发展和生活节奏的加快，人们的生活越来越忙碌，因加班、出差、早起及各种各样繁杂的事情经常会将“照顾”盆栽植物的事忘在脑后。该款装置将花土水分监测和浇灌实现自动化，提高了植物的科学浇灌的同时也减轻了人们的“负担”。克服了传统的人工给盆栽植物浇水带来的局限性[1-2]。装置不同于普通浇灌装置，根据不同植物对水分要求和灌溉时间的要求进行设定，可以在长时间“无人”情况下自动检测花土湿度，并根据花卉对湿度要求进行自动滴灌。盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统基于单片机控制，再配合土壤湿度检测电路探测盆栽植物所在的土壤环境，由于传统的人工浇水具有不定时性和不均匀性，所以我们采用滴灌技术。本系统采用独立的节能电源设计，避免停电的问题。具有节水、节电、省时、环保等特点。

二．实验原理

本模块为自动浇花装置，可以实现根据土壤的湿度状况自动驱动水泵浇水，当湿度满足需求时自动停止。

模块工作原理为利用水的导电性，使用传感器探头（叉子板）检测两个探头的水分是否满足导电性，若不满足（土壤干燥）则驱动继电器动作，使水泵工作；若满足则使继电器回归原位，使水泵停止工作。

三．实验仪器

1.土壤湿度传感器

由于土壤中含有矿物质离子，这些矿物质离子都溶解在土壤中的水中。如果将两个电极插入土壤中，电极之间就可以通过这些离子导电。通过测量两电极之间的电阻值来表征土壤湿度的大小[3-5]。由于两级间的电阻与电压成正比，所以通过计算两级的电压来表征土壤湿度。在测量电压之前，需将传感器得到的模拟电压信号经过A/D转换成数字信号以便单片机处理。

选择YL-69 土壤湿度传感器模块。传感器得到的模拟电压通过精密半波整流电路进行整流，再经过滤波电路滤波，之后通过A/D 转换送给单片机处理。为了方便精确测量，我们选择用交流电源给土壤湿度传感器供电，因为如果使用直流电源，两电极间会发生极化现象，会影响电压的测量。交流电源取自所用单片机的模拟输出端，该端出来有正弦波分量和直流分量，经过电容隔直后给传感器供正弦交流电压。土壤湿度信号采集及处理电路如图2所示。YL-69 土壤湿度传感器工作电压3.3V-5V，测量范围为0-100%RH，且误差在±3%之间。

除了水生花卉和旱生花卉外，中性花卉需要土壤湿润，耐湿程度不同，高湿度的要求相对湿度不超过80%，YL-69完全满足盆栽植物（如兰花、龟背竹、含笑等）

的生长要求。

图2土壤湿度信号采集及处理电路

图为YL69土壤传感器

2. 水泵

水泵及供水模块中的采用滴灌管有助于节水和均与浇灌，低音水泵不影响正常生活，并且自带储水罐。水泵开始工作后，通过滴灌管

进行系统的供水工作，在供水的过程中每30S（根据滴管口径调节）会由土壤湿度检测模块进行湿度的实时监测。当达到合适的湿度值的时候电磁阀和水泵停止工作

3.继电器一块

4.电源等其他部分。

四．实验过程

将原件进行相应的连接，组成相应的电路进行调试。通过两周的不断调整最终终于完成了自动灌溉系统的实验。实物连接图如下，实验过程见我们拍的小视频。

五．实验总结

通过一个学期的学习我们掌握了传感器了一些基本的知识，在上半学期我们一直在知识理论学习。下半学期我们通过自己动手完成一

些关于传感器的设计已经相应掌握了部分的传感器的内容，并且可以熟练应用到实际中。不得不说在淘宝上买零件实在太坑，比如水泵这样的简单东西4块钱的东西，快递要10块...最后还是感觉传感器对我们实际生活有很大的帮助。