传感器课程设计--花盆缺水报警装置概要
传感器课程设计-水位指示及水满报警
（1）水位检测部分 方案一：采用连续信号输出方式进行水位检测，例如超声波探测变送等。这种采 用这种探头检测精度比较高，但是价格昂贵，成本太高，而且大部分探头都已成 为成品，不适合本设计开发。 方案二：采用 ON/OFF 输出方式用电极点做水位检测，在水中给予一定的电势， 当导线接触到水时电势会发生改变，这种方法设计简单，成本低廉也有一定的精 度，能够满足设计要求。综上所述，我们选用方案二。
（2）水位信号处理部分 方案一：用 PLC 可编程控制器进行信号处理。PLC 可编程控制器控制精度高，是 体积大,价格昂贵,维护也不方便。 方案二：采用简单的模拟电路进行报警控制 (如图 2.2),这种方案成本低，但是控制报警的可靠性不高,容易误报警，实用性 不强 方案三：采用单片机进行报警控制,单片机有体积小,控制精度高不易误报警，且 外围电路简单。价格低廉等优点且方便对水位报警器的功能进行拓展。综上所述， 我们选用方案三 （3）水位报警指示部分 方案一：采用简单的模拟电路进行报警这种方案成本低，但是带负载能力差也不 容易进行功能扩展，实用性不强。 方案二：采用继电器和发光二极管进行水位报警指示（如图 2.3），继电器控制
三、设计步骤及原理分析
3.1 设计方法
方案一：串联式稳压源。串联式稳压电源具有较宽的输出电压调节范围，合理地 选择元器件可以达到较高的性能指标，如：电压调整率、负载调整率、纹波电压 等，但效率较低，需增设保护电路使调整管在输出电流过大或短路时不致损坏。 方案二：并联式稳压电源。并联式稳压电源电路简便易行，所用元器件相对较少， 当负载电流恒定时稳定性较好。最突出的优点是可承受输出端短路。但效率低于 串联式稳压电源，输出电压小调节范围较小。 方案三：开关电源。开关电源的调整管工作在截止和饱和区，自身功耗很小。电 源效率较高，但电路复杂，且纹波较大。 方案四：采用三端集成稳压 78 系列的稳压管可得到所需的工作电压，如图 2.1 所示，选用该方法方便简单，工作稳定可靠。
《花盆补水器作业设计方案》
《花盆补水器》作业设计方案一、项目背景在平时生活中，许多人都养花养草，但常常因为疏忽或忙碌而健忘给花盆补水，导致植物枯萎甚至死亡。
为了解决这一问题，我们设计了一款智能花盆补水器，可以帮助人们轻松管理自己的植物，保持植物的健康发展。
二、设计目标1. 实现自动检测花盆土壤湿度，及时补充水分。
2. 提供遥程手机App控制功能，方便用户随时随地管理植物。
3. 设计简洁美观，易于安装和操作。
三、设计方案1. 传感器模块：通过土壤湿度传感器实时监测花盆土壤湿度，当土壤湿度低于设定值时，自动启动水泵进行补水。
2. 控制模块：采用单片机控制花盆补水器的工作状态，根据传感器数据控制水泵的开关。
3. 通信模块：集成Wi-Fi模块，毗连手机App实现遥程控制和监测功能。
4. 电源模块：内置锂电池供电，支持USB充电，保证花盆补水器长时间稳定工作。
5. 外壳设计：采用环保材料制作外壳，设计简洁大方，符合摩登家居装饰风格。
四、实施步骤1. 硬件制作：搭建传感器、控制、通信和电源模块，组装成花盆补水器整体。
2. 软件开发：开发手机App，实现遥程控制和监测功能，设计友好的用户界面。
3. 测试调试：对花盆补水器进行功能测试和性能优化，确保各模块正常工作。
4. 生产制造：批量生产花盆补水器，并进行质量检验，确保产品质量可靠。
5. 推广营销：通过线上线下渠道推广产品，提高著名度，吸引更多用户采购和应用。
五、预期效果1. 提高花盆养护效率，减少人工管理成本。
2. 增加用户体验，方便用户随时监测和控制植物状态。
3. 增进智能家居产品的发展，提升生活品质。
六、总结通过《花盆补水器》作业设计方案，我们希木可以为人们提供一种便捷、高效的植物管理解决方案，让养花养草变得更加简单和愉快。
同时，也希望通过这一设计，激发更多人对智能家居产品的兴趣，推动科技与生活的融合发展。
《花盆补水器》作业设计方案-2023-2024学年科学粤教版2001
《花盆补水器》作业设计方案第一课时设计目的：本作业的目的在于让学生通过设计并制作一个简单的花盆补水器，帮助他们理解水的运动原理和掌握基本的手工制作技能，培养他们的动手能力和创造力。
设计内容：1. 理论知识学习：通过课堂讲解和讨论，学生了解水在花盆中的流动原理，掌握水的重要性及其在植物生长过程中的作用。
2. 实践操作环节：a. 学生根据提供的材料列表，准备制作花盆补水器所需的材料：一个空的可乐瓶、一根细管、一些胶水、剪刀等。
b. 学生按照指导书上的步骤，将细管固定在可乐瓶的瓶盖上，并将另一端插入到花盆土壤中。
c. 学生填满可乐瓶中的水，观察水是如何通过细管流向花盆，从而为植物提供水分的。
3. 制作成果展示：学生将完成的花盆补水器展示给全班同学，并分享他们在制作过程中的心得体会。
设计评价方式：1. 设计过程评价：学生的设计方案是否符合要求，是否能够实现花盆补水器的功能。
2. 制作成果评价：考察学生制作的花盆补水器的整体外观、细节工艺及实用性。
3. 知识应用评价：考察学生是否能运用所学的水的运动原理解释花盆补水器的工作原理及其在植物生长中的意义。
设计时间安排：本次作业设计共分为两个课时，第一个课时学习理论知识，第二个课时进行实践操作和成果展示。
师生互动方式：在学生制作过程中，老师可以适时地给予指导和帮助，鼓励学生发挥自己的想象力和创造力，激发学生对科学实践的热情。
同时，老师可以组织学生分享制作过程中的困难与收获，促进同学之间的合作交流。
教学反思：通过这次作业设计，不仅可以让学生从理论知识中获得启发，更能够让他们在实践操作中体验到科学实践的乐趣，提高他们的动手能力和创造力。
同时，本设计也适合不同年级的学生，可以根据学生的实际情况进行适当的调整，让每位学生都能够参与到其中，获得积极的成长体验。
第二课时一、设计背景：现代都市生活节奏快，很多人都喜欢在家里养一些绿植来净化空气、增加生活气息。
但是由于工作繁忙、出差频繁等原因，很多人养的植物经常会因为缺水而枯萎。
花盆缺水提醒装置[实用新型专利]
![花盆缺水提醒装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/fbcb16e7f12d2af90342e61a.png)
专利名称：花盆缺水提醒装置专利类型：实用新型专利
发明人：黄亚运,王漠
申请号：CN201420658295.7申请日：20141106
公开号：CN204317201U
公开日：
20150513
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种花盆缺水提醒装置，包括内层容器以及外层容器，所述内层容器盛装花草以及泥土，其特征在于：在所述内层容器与外层容器之间放置水，在所述内层容器底部设置有孔I，在内外层容器之间放置有悬浮球，所述悬浮球与穿过外层容器壁的杠杆连接，所述杠杆与设置在墙壁上的叮当铃进行连接。
本实用新型通过对现有花盆结构的改进，通过缺水并采用杠杆原理使其作用来带动叮当铃响起来达到提醒的作用，该结构具有结构简单并实用型强的优点。
申请人：重庆市云阳职业教育中心
地址：401100 重庆市云阳县青龙街道望江大道600号
国籍：CN
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《花盆补水器作业设计方案-2023-2024学年科学粤教版2001》
《花盆补水器》作业设计方案一、设计背景随着城市化经过的加快和人们生活水平的提高，家庭种植盆栽已经成为一种流行的生活方式。
然而，由于工作繁忙或者健忘浇水，很多人经常会忽略盆栽的发展需求，导致植物枯萎甚至死亡。
因此，设计一种智能化的花盆补水器，可以帮助人们更好地管理盆栽，是非常有必要的。
二、设计目标1. 实现自动补水功能，根据植物的发展需求，精准控制水量；2. 具备遥程监控和控制功能，方便用户随时随地查看植物状态；3. 具有美观的外观设计，可以融入家居环境；4. 确保产品的安全性和稳定性。
三、设计方案1. 感应器设计：在花盆内部设计感应器，可以感知土壤湿度，根据植物的需水量自动启动补水功能。
2. 控制器设计：通过控制器，可以设定植物的发展周期和需水量，实现精准控制补水量。
3. 通信模块设计：通过Wi-Fi模块，实现遥程监控和控制功能，用户可以通过手机App查看植物状态并进行操作。
4. 外观设计：采用简单时尚的设计风格，与家居环境相匹配，同时思量易清洁和防水防漏设计。
5. 安全性设计：在产品内部设计漏水报警装置，一旦发生漏水情况，立即遏制补水并发送警报。
四、实施步骤1. 确定设计方案：根据设计目标确定最终的产品设计方案。
2. 原材料采购：采购所需的元器件和材料。
3. 组装调试：按照设计图纸进行组装，并进行功能调试。
4. 软件开发：开发手机App，并与硬件设备进行联调。
5. 测试验证：对产品进行峻厉测试，确保各项功能正常运行。
6. 产品推广：通过各种渠道推广产品，吸引消费者。
五、预期效果1. 提高盆栽管理的便利性和精准性，减少人为疏忽导致的植物死亡；2. 提升用户体验，满足人们对于智能化生活的需求；3. 带动相关产业发展，推动智能家居技术的进步。
通过本设计方案的实施，置信能够为家庭种植爱好者提供更好的管理工具，同时也为智能家居领域的发展做出贡献。
愿《花盆补水器》能够成为人们生活中的得力助手，让盆栽管理更加简单和便捷。
花盆土壤缺水报警电路(精简版)_思维导图模板免费分享
花盆土壤缺水报警电路【基本要求】缺水时报警1电路方案1信号采集采用两根金属探针直接测试土壤电阻土壤湿度大时电阻小土壤湿度小时电阻大分析决策用电阻分压电路将土壤电阻的变化转变为电压的变化驱动报警电路工作R1与Rt构成分压电路执行电路缺水时LED灯亮，反之LED灯不亮仿真电路1Rt1仿真不缺失水时的电阻，Rt2模拟缺失时的电阻【电路改进】提高灵敏度3电路方案2信号采集电路不变分析决策三极管构成共集电极电路2执行电路电路不变仿真电路2提高电路工作灵敏度【电路改进】提升显示度4【电路改进】功能的转变5【拓展】进一步完善电路功能提升电路检查土壤湿度的准确性增加声音报警功能缺水时系统自动补水功能浇水时系统自动根据土壤湿度情况停止浇水系统自动维持土壤湿度恒定......备注：1. 【说明】仅简单实现土壤缺水时报警的基本功能。
2. 【说明】土壤电阻值的变化导致三极管基极电位变化，决定三极管的导通情况，三极管导通后能够提供较大的电流驱动LED灯工作。
电路的关键在于，土壤电阻值的变化会被三极管放大（基极电流与射极电流的关系），从而提供整个电路的工作灵敏度。
3. 【说明】直接由土壤电阻的变化驱动LED灯亮熄，效率低，切灵敏度不够，需要土壤电阻有较大变化时才会出现结果。
加入三极管提高电路的工作灵敏度。
4. 【说明】前述电路虽然能缺失报警，但不能反映缺失的程度。
在引入三极管提高电路灵敏度后可以进一步改进报警显示电路，以反映缺失的不同程度。
5. 【说明】在方案3的基础上将电阻R1与探针（Rt）的位置交换，就构成了土壤湿度报警电路，灯亮得越多土壤含水量越高。
《花盆补水器》作业设计方案-2023-2024学年科学粤教版2001
《花盆补水器》作业设计方案第一课时一、教学目标1. 能够学习到智能科技在日常生活中的应用2. 能够了解植物的生长需求及保养知识3. 能够动手制作一个简单的花盆补水器，提升学生动手能力和创造力二、教学内容1. 植物的生长需求及保养知识2. 花盆补水器的原理及制作方法三、教学重点和难点重点：学习并掌握花盆补水器的原理和制作方法难点：理解植物的生长需求及保养知识，并将其运用到实际制作中四、教学方法1. 观察法：学生观察植物生长过程，了解植物的生长需求2. 实验法：设计实验让学生亲手制作花盆补水器，体验智能科技的乐趣3. 合作学习法：学生分组合作，共同制作花盆补水器，培养团队合作意识和沟通能力五、教学步骤1. 导入：通过展示视频或图片介绍智能花盆补水器的概念和原理，激发学生学习兴趣2. 基础知识讲解：讲解植物的生长需求及保养知识，引导学生认识到植物需要水分和养分来生长3. 制作花盆补水器：提供学生所需材料和工具，指导学生根据设计图纸制作花盆补水器4. 实验操作：让学生将花盆补水器放入花盆中，观察植物生长过程，及时给植物补充水分5. 讨论总结：让学生分享制作花盆补水器的心得体会，总结经验教训，并展示成果六、教学评价1. 通过制作花盆补水器的过程来评价学生的动手能力和创造力2. 观察学生对植物生长需求及保养知识的掌握程度3. 通过学生的讨论总结来评价学生对实验的反思和学习收获七、拓展延伸1. 邀请植物专家或智能科技研究者到班级进行讲座，深入探讨智能花盆补水器的原理和未来发展2. 组织学生参加植物保护活动，增强学生对植物保护的意识和责任感通过本次教学设计，学生将不仅学习到智能科技在生活中的应用，同时也能够培养植物保养意识和动手能力，为未来的学习和生活打下坚实基础。
希望学生能够通过这次实践经验，深入了解植物生长的奥秘，珍惜大自然的馈赠，爱护植物，呵护地球。
第二课时一、设计背景随着城市化进程的加快，很多人都喜欢在家中养一些绿色植物，以增加居住环境的舒适度。
盆花缺水告知器
盆花缺水告知器养花能够美化环境、陶冶人们的性情，许多退休在家的老人都喜欢养花。
如果制作一台盆花缺水告知器送给爷爷、奶奶，一定会讨得他们的欢心！盆花缺水告知器制作成本超不过5元钱，它能够在花盆土壤过分干燥时自动发出电子音乐声，以提醒主人尽快给花卉浇水。
一、工作原理盆花缺水告知器的电路如图1所示，它主要由音乐集成电路A、晶体三极管VT1及土壤探头a、b等组成。
VT1的基极偏流电阻由可变电阻器RP和土壤电阻串联而成。
平常盆花不缺水时，置入盆花泥土内的a、b探头所检拾出的土电阻较小，VT1获得合适偏流而饱和导通，A的触发端TG脚处于低电位，故A内部电路不工作，压电陶瓷片B无声。
一旦盆花缺水，探头a、b检拾到的土电阻就会成倍增大，VT1失去合适偏流而退出饱和区，A的触发端电压≥1/2VDD，A内部电路被触发工作，其OUT端输出内储音乐电信号，经晶体三极管VT2功率放大后，驱动B发出清脆悦耳的电子音乐声。
主人闻讯浇水后，音乐声即很快自行停止。
电路中，电感器L并联在B两端，它与压电陶瓷片构成LC并联谐振回路，可显著增大发音量。
二、元器件选择A选用KD-9300系列音乐集成电路，亦可用HFC1500、KD-152系列音乐集成电路直接代换。
KD-9300的主要参数：工作电压范围1.3～5V，触发电流≤40μA；当工作电压为1.5V时，实测输出电流≥2mA、静态总电流＜0.5μA；工作温度范围-10～60℃。
VT1用9011或3DG6型硅NPN小功率晶体三极管，要求电流放大系数β＞50；VT2用9014或3DG8型硅NPN小功率晶体三极管，要求电流放大系数β＞100。
RP用WH7-A型立式微调电阻器。
R用RTX-1/8W型碳膜电阻器。
L用LG2-22mH型固定磁芯电感器。
B用FT-27或HTD27A-1型压电陶瓷片，要求带有简易助声腔（也叫共振腔或共鸣腔）。
G用两节5号干电池串联（配塑料电池架）而成，电压3V。
三、制作与使用图2所示为该告知器印制电路板接线图，印制电路板实际尺寸仅为30mm×30mm。
一种花盆缺水报警装置
一种花盆缺水报警装置
花盆缺水报警装置是一种能够及时提醒用户水缺乏的智能装置。
其原理是：通过花盆底部安装一个传感器，能够感知土壤中水分用量，当水分用量不足时，如开启报警器报警，发出警告信号，让用户即时
知道花盆缺水。
该装置可以有效帮助用户减少花盆水分浪费，更好地控制花盆中
水分量，而且它还能够及时告知用户因补充水而需要做出的反应。
该花盆缺水报警装置的装置通常由电池、LED报警灯、传感器及主
控单元组成。
LED报警灯可以在水分不足的情况下发出亮灯警告，电池
的作用是给装置提供电力；传感器的作用是探测土壤水份是否充足，
并把读数发给主控单元；而主控单元则负责控制报警器及LED灯的工作。
另外，该装置还可以利用WIFI技术，将报警信息发送至手机上，
以便更好地及时通知用户补充花盆中的水分，进而节省用水。
总的来说，花盆缺水报警装置是一种非常有用的节省水资源的装置，而且还能及时提醒用户水分不足，给用户带来很大的方便。
传感器课程设计--花盆缺水报警装置概要
花盆缺水报警装置作者：指导老师：专业：测控技术与仪器班级：学号：报告提交日期： 2012 年 9 月目录一、前言 (3)1、湿敏传感器的发展史 (3)2、湿敏传感器的种类及优缺点 (3)3、湿敏传感器发展趋势及应用 (4)二、选用湿敏传感器 (5)1、初定 (5)2、实际选用 (6)三、实验设计内容 (6)1、设计题目 (6)2、设计要求 (6)3、设计原理 (7)四、关于555的介绍 (8)五、实验过程 (9)六、负责主要的工作 (10)1.选题 (10)2．电路模拟仿真 (10)3.实验元器件的测试和电路调试 (10)七、体会 (11)八、致谢 (11)九。
参考文献 (11)十．附录 (12)一、前言1.湿敏传感器的发展史早在18世纪人类就发明了干湿球和毛发湿度计，而电子式湿度传感器是近几十年．特别是近20年才迅速发展起来的。
新旧事物的交替与人们的观念转变很有关系。
由于干湿球、毛发湿度计的价格仍明显低于湿度传感器，造成一部分人对电子湿度传感器价格的不认可。
正好像用惯了扫帚的人改用吸尘器时，总觉得花几百元钱买一台吸尘器有些不上算，不如花几元钱买把扫帚那样心理容易平衡。
由于传统测湿方法在人们的脑海中印象太深了，一些人形成了只有干湿球湿度计才是准确的固有概念。
有些用户拿干湿球湿度计来对比刚购得的湿度传感器，如发现示值不同，马上认为湿度传感器不准。
须知干湿球的准确度只有5％一7％RH，不但低于电子湿度传感器，而且还取决于干球、湿球两支温度计本身的精度；湿度计必须处于通风状态：只有纱布水套、水质、风速都满足一定要求时，才能达到规定的准确度。
湿度传感器生产厂在产品出厂前都要采用标准湿度发生器来逐支标定，最常用分流式标准湿度发生器来进行标定。
所以希望用户在需要校准时也采用相同的方法，避免用准确度低的器具去校准或比对精度高的传感器。
2.湿敏传感器的种类及优缺点种类：1)、电解质湿敏元件2)、高分子材料湿敏元件3)、金属氧化物膜湿敏元件4)、金属氧化物陶瓷湿敏元件5)、热敏电阻式湿度传感器6)、红外线吸收式湿度传感器7)、微波式湿度传感器8)、超声波式湿度传感器优缺点：湿度传感器的精度应达到±2%~±5%RH，达不到这个水平很难作为计量器具使用，湿度传感器要达到±2%~±3%RH的精度是比较困难的，通常产品资料中给出的特性是在常温(20℃±10℃)和洁净的气体中测量的。
缺水报警器设计
课程设计任务书一、设计课题：缺水报警器二、设计内容及要求：1.设计要求：1.掌握电子电路的设计方法。
2.在家用热水器中，当水位太低时，会有空烧危险发生，当汽车在发动机水箱缺水的情况下行驶，极易造成发动机损坏。
本次设计的缺水报警器，能在水箱内水位降至最低水位时，能用液位传感器检测到，通过相应电路使报警器动作，发出声光的报警，提醒人们及时加水。
2．工作任务和要求：1).搜集有关资料，进行方案设计，画出总体设计框图，说明缺水报警器由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间的互相联系，并以文字对原理作辅助说明。
2）进行电路参数分析，论证，以及电路可靠性分析。
3).设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。
4).选择相应元器件。
5）在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线，进行合理布局，画出总体电路图。
3.设计说明书正文内容要求：1）.设计目的。
2）.设计指标。
3). 设计方案及论证。
4）.画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。
5）.画出各个功能模块的电路图，加上原理说明。
6）.画出总布局接线图（集成块按实际布局位置画，集成块的引脚须按实际位置画，并注明名称。
）7）.元器件清单。
8）.总结。
设计过程中遇到的问题及解决方法及课程设计过程体会。
4.设计说明书格式要求：设计说明书应包括：序言、目录、摘要（中英文）、关键字（中英文）、正文(含设计方案论证，设计及其他说明等（不少于2000字）)、结束语和参考文献等内容、并按照封页，设计任务书、序言、目录、摘要、关键词、正文、结束语、参考文献和封底的顺序装订。
指导教师（签名）：__________________学生（签名）：____________________2012年6月7日序言20世纪80年代以前，在生活用品应用自动控制的最先进装置就是继电器，它对当时生活质量的提高及节能确实发挥了很大的作用；传感技术还很少应用到生活中。
《花盆补水器作业设计方案-2023-2024学年科学粤教版2001》
《花盆补水器》作业设计方案一、设计背景：随着城市化经过的不息加快，越来越多的人们选择在家中养花种草，让自己的生活环境更加美好。
然而，由于工作繁忙或者出行等原因，很多人无法守时给花盆浇水，导致植物枯萎凋谢。
因此，设计一款智能花盆补水器，可以帮助人们解决这一难题，让植物能够得到及时的水分补充，保持生气盎然。
二、设计目标：1. 实现花盆补水的自动化，让用户无需手动浇水；2. 节省用户的时间和精神，提高养花的便利性；3. 具有智能感应功能，可以根据植物的需水量进行自动调节；4. 保证浇水的准确性和稳定性，避免因为过量或者不足的水分造成植物死亡。
三、设计方案：1. 传感器模块：设计一个能够感知土壤湿度的传感器模块，当土壤湿度低于设定值时，自动启动补水器进行补水操作；2. 控制模块：通过单片机控制模块，实现对传感器模块采集到的数据进行处理，并控制补水器的开关；3. 补水器：设计一个可靠稳定的补水器，能够根据控制模块的指令进行自动浇水；4. 电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应，保证系统正常运行；5. 外壳设计：设计一个外壳，将传感器模块、控制模块、补水器等部件整合在一起，方便用户应用和维护。
四、实施步骤：1. 确定系统整体设计方案，明确各个模块的功能和互相干系；2. 采购所需的传感器模块、控制模块、补水器等零部件；3. 进行系统的组装和调试，保证各个模块之间的正常通信和协作；4. 进行实地测试，验证系统的稳定性和可靠性；5. 完善系统的外观设计，提高产品的美观性和实用性；6. 进行用户体验测试，根据用户反馈进行适当的调整和优化。
五、预期效果：1. 实现花盆补水的自动化，减轻用户的肩负；2. 提高养花的便利性和成功率，让更多人能够享受到种植的乐趣；3. 降低因为浇水不及时导致植物死亡的风险，延长植物的寿命；4. 为用户提供更加智能化的养花解决方案，提升用户体验和满意度。
六、总结：通过本次设计方案的实施，我们成功地设计出了一款智能花盆补水器，实现了花盆补水的自动化，为用户提供了更加便利的养花解决方案。
湿敏传感器设计报告花盆缺水报警装置
湿敏传感器设计报告花盆缺⽔报警装置盆花缺⽔报警装置的设计报告⼀、主要内容利⽤湿敏传感器制作⼀个简单的可以进⾏盆花缺⽔报警装置：当盆花缺⽔时，盆花缺⽔指⽰灯就会闪烁发光，提醒⼈们及时给花浇⽔；使⽤555时基电路组成的振荡器来实现缺⽔时发光⼆极管VD闪烁。
⼆、基本要求当花盆缺⽔时，发光⼆极管随着振荡频率⼀闪⼀闪发光，提⽰花盆该浇⽔了。
⼟壤不缺⽔时，发光⼆极管不发光。
三、电路图及其设计原理电路图如下：设计原理：如图所⽰，这是⼀个由555时基集成电路和⼀些分⽴元件组成的测量⼟壤含⽔量的电路，其中由N沟道结型场效应管3DJ6E构成⾼阻输⼊检测电路，配合插⼊⼟壤的电极进⾏含⽔量检测。
当花盆缺⽔时，⼟壤的电阻率便增加，这时A、B两根电极间电阻很⼤，场效应管3DJ6E的栅极接近负电源电压，所以截⽌。
但晶体三极管BG2的基极通过电阻R2、R3获得偏流⽽导通，发射极电位上升，使555⼯作。
555是接成⼀个超低频多谐振荡器（1Hz），当其⼯作时，发光⼆极管随着振荡频率⼀闪⼀闪发光，提⽰花盆该浇⽔了。
⼟壤不缺⽔时，⼟壤电阻率很⼩，A、B间相当于⼀个⼩电阻，于是BG1的栅极近乎接“地”，栅压接近0V，漏源两极之间导通。
BG1导通时，其漏极电位下降，从⽽使BG2截⽌，其发射极电位也下降⾄“地”电位。
555停⽌⼯作，发光⼆极管不发光。
四、关于湿敏传感器的知识1．湿度的表⽰法空⽓的湿度对⼯农业⽣产和⼈类的⽣活有着密切的关系。
湿度有多种表⽰⽅法，例如绝对湿度、相对湿度、露（霜）点温度、⽐湿度、饱和度等。
绝对湿度表⽰单位体积的空⽓中所含⽔汽的质量，其定义为式中：m V 为待测空⽓中的⽔汽质量，V 为待测空⽓的总体积。
H a 的单或mg/m3。
相对湿度定义为待测空⽓的⽔汽分压与相同温度下⽔的饱和⽔汽压⽐值的百分数。
这是⼀个⽆量纲量，常表⽰为％RH （RH 为相对湿度Relative Humidity 的缩写），亦即2．湿度传感器的分类新型湿度传感器分类3、典型类型介绍①．MgCr2O4－TiO2湿度传感器的结构⾦属氧化物陶瓷中，由MgCr2O4－TiO2固溶体制成的多孔性半导体陶瓷湿敏材料的表⾯电阻率能在很宽的范围内随着湿度变化，⽽且即使在⾼温条件下，对其进⾏多次反复的热清洗，性能仍不易改变。
《花盆补水器作业设计方案-2023-2024学年科学粤教版2001》
《花盆补水器》作业设计方案第一课时一、设计目的：随着人们生活水平的提高，越来越多的人开始养花种草，但是在日常生活中，由于工作忙碌或出门旅行等原因，经常会出现花盆缺水而导致植物枯萎的情况。
因此，设计一种智能化的花盆补水器，可以有效地解决这个问题，为人们的生活带来便利。
二、设计原理：该花盆补水器主要由水箱、水泵、管道、传感器和控制器等组成。
传感器可以监测花盆中的水位，当水位过低时，控制器会启动水泵，将水从水箱中抽取到花盆中，达到补水的效果。
同时，控制器还可以根据植物的生长情况和环境温湿度等参数，调节补水的频率和量，保证植物获得适量的水分，提高生长环境的稳定性。
三、产品特点：1. 智能化控制：控制器可以根据环境参数进行智能化调节，保证植物得到适量的水分；2. 高效节能：采用高效节能的水泵和传感器，降低产品的能耗成本；3. 简单安装：整体设计简单易安装，无需专业人士操作即可完成；4. 多种适用场景：适用于各种花盆和植物，可以满足不同用户的需求。
四、使用方法：用户只需将水箱中装满水，并将传感器放置于花盆中，连接电源，设置好控制器的参数，即可开始使用。
控制器会根据预设的参数自动启动补水器工作，无需人工干预，方便快捷。
五、安全性考虑：1. 设备防水：所有电气部件都经过防水处理，确保设备在浇水时不会受到影响；2. 电源保护：采用过载保护和短路保护等技术，确保设备在异常情况下可以及时停止工作，保护用户和设备的安全。
六、维护保养：1. 定期清洁：定期清洁水箱和管道，保持设备的正常运行；2. 检查传感器：定期检查传感器的工作状态，确保补水器的正常使用；3. 及时更换零部件：如发现设备出现故障，及时更换零部件或联系专业维修人员进行维修。
七、市场前景：随着人们生活质量的提高和环保意识的增强，智能化产品在市场上的需求将会越来越大。
《花盆补水器》作为一款结合科技和生活的产品，将会受到消费者的青睐，具有良好的市场前景和发展空间。
《花盆补水器导学案-2023-2024学年科学粤教版2001》
《花盆补水器》导学案
一、先导
在平时生活中，我们经常会健忘给植物浇水，导致植物枯萎甚至死亡。
为了解决这一问题，我们设计了一款智能花盆补水器，可以帮助我们自动浇水，保持植物的发展健康。
在本次实验中，我们将进修如何制作这款花盆补水器，并探讨其原理和应用。
二、实验目标
1.了解智能花盆补水器的工作原理。
2.掌握制作智能花盆补水器的方法。
3.探讨智能花盆补水器在植物养护中的应用。
三、实验材料
1.塑料花盆
2.水泵
3.水管
4.电线
5.电池
6.传感器
四、实验步骤
1.将水泵安装在花盆底部，并毗连水管。
2.将传感器安装在花盆内部，用于检测土壤湿度。
3.将电线毗连水泵、传感器和电池，组装成一个完备的电路。
4.将花盆放置在阳光充足的地方，并将植物种植在花盆内。
5.调试传感器的灵敏度，确保在土壤干燥时能够及时启动水泵进行补水。
五、预期结果
1.当土壤湿度低于设定值时，传感器将启动水泵进行补水。
2.通过智能花盆补水器的应用，可以有效保持植物的发展健康。
3.实验结束后，学生将掌握制作智能花盆补水器的方法，并了解其在植物养护中的重要性。
六、实验总结
通过本次实验，我们不仅进修了智能花盆补水器的工作原理和制作方法，还了解了其在植物养护中的应用。
智能花盆补水器可以帮助我们解决植物缺水的问题，提高植物的存活率和发展速度。
希望同砚们能够在平时生活中积极运用这一技术，珍爱我们的环境，增进植物的发展和繁殖。
感谢大家的参与和支持！。
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花盆缺水报警装置（作者：指导老师：专业：测控技术与仪器班级：学号：`报告提交日期： 2012 年 9 月目录一、前言 (3)1、湿敏传感器的发展史 (3)·2、湿敏传感器的种类及优缺点 (3)3、湿敏传感器发展趋势及应用 (4)二、选用湿敏传感器 (5)1、初定 (5)2、实际选用 (6)三、实验设计内容 (6)1、设计题目 (6)2、设计要求 (6),3、设计原理 (7)四、关于555的介绍 (8)五、实验过程 (9)六、负责主要的工作 (10)1.选题 (10)2．电路模拟仿真 (10)3.实验元器件的测试和电路调试 (10)七、体会 (11)八、致谢 (11)九。
参考文献 (11)】十．附录 (12)：一、前言1.湿敏传感器的发展史早在18世纪人类就发明了干湿球和毛发湿度计，而电子式湿度传感器是近几十年．特别是近20年才迅速发展起来的。
新旧事物的交替与人们的观念转变很有关系。
由于干湿球、毛发湿度计的价格仍明显低于湿度传感器，造成一部分人对电子湿度传感器价格的不认可。
正好像用惯了扫帚的人改用吸尘器时，总觉得花几百元钱买一台吸尘器有些不上算，不如花几元钱买把扫帚那样心理容易平衡。
由于传统测湿方法在人们的脑海中印象太深了，一些人形成了只有干湿球湿度计才是准确的固有概念。
有些用户拿干湿球湿度计来对比刚购得的湿度传感器，如发现示值不同，马上认为湿度传感器不准。
须知干湿球的准确度只有5％一7％RH，不但低于电子湿度传感器，而且还取决于干球、湿球两支温度计本身的精度；湿度计必须处于通风状态：只有纱布水套、水质、风速都满足一定要求时，才能达到规定的准确度。
湿度传感器生产厂在产品出厂前都要采用标准湿度发生器来逐支标定，最常用分流式标准湿度发生器来进行标定。
所以希望用户在需要校准时也采用相同的方法，避免用准确度低的器具去校准或比对精度高的传感器。
2.湿敏传感器的种类及优缺点种类：1)、电解质湿敏元件2)、高分子材料湿敏元件￥3)、金属氧化物膜湿敏元件4)、金属氧化物陶瓷湿敏元件5)、热敏电阻式湿度传感器6)、红外线吸收式湿度传感器7)、微波式湿度传感器8)、超声波式湿度传感器优缺点：湿度传感器的精度应达到±2%~±5%RH，达不到这个水平很难作为计量器具使用，湿度传感器要达到±2%~±3%RH的精度是比较困难的，通常产品资料中给出的特性是在常温(20℃±10℃)和洁净的气体中测量的。
在实际使用中，由于尘土、油污及有害气体的影响，使用时间一长，会产生老化，精度下降，湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断，一般说来，长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题，年漂移量控制在1%RH水平的产品很少，一般都在±2%左右，甚至更高。
【湿敏元件除对环境湿度敏感外，对温度亦十分敏感，温度每变化℃。
将产生%RH的湿度变化(误差)。
使用场合如果难以做到恒温，则提出过高的测湿精度是不合适的。
有的湿敏元件在不同的相对湿度下，其温度系数又有差别。
多数情况下，如果没有精确的控温手段，或者被测空间是非密封的，±5%RH的精度就足够了。
对于要求精确控制恒温、恒湿的局部空间，或者需要随时跟踪记录湿度变化的场合，再选用±3%RH以上精度的湿度传感器。
温漂非线性，这需要在电路上加温度补偿式。
采用单片机软件补偿，或无温度补偿的湿度传感器是保证不了全温范围的精度的，湿度传感器温漂曲线的线性化直接影响到补偿的效果，非线性的温漂往往补偿不出较好的效果，只有采用硬件温度跟随性补偿才会获得真实的补偿效果。
湿度传感器工作的温度范围也是重要参数。
多数湿敏元件难以在40℃以上正常工作。
3、温度传感器发展趋势趋势：在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境湿度进行测量及控制。
但在常规的环境参数中，湿度是最难准确测量的一个参数。
用干湿球湿度计或毛发湿度计来测量湿度的方法，早已无法满足现代科技发展的需要。
这是因为测量湿度要比测量温度复杂的多，温度是个独立的被测量，而湿度却受其他因素（大气压强、温度）的影响。
此外，湿度的标准也是一个难题。
国外生产的湿度标定设备价格十分昂贵。
近年来，国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。
湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代湿度/温度测控系统创造了有利条件，也将湿度测量技术提高到新的水平。
应用：任何行业的工作都离不开空气,而空气的湿度又与工作、生活、生产有直接联系,使湿度的监测与控制越来越显得重要。
湿度传感器的应用主要有如下几个方面:拉绳传感器(1) 温室养殖现代农林畜牧各产业都有相当数量的温室，温室的湿度控制与温度控制同样重要，把湿度控制在农作物、树木、畜禽等生长适宜的范围,是减少病虫害、提高产量的条件之一。
(2) 气候监测天气测量和预报对工农业生产、军事及人民生活和科学实验等方面都有重要意义,因而湿度传感器是必不可少的测湿设备,如树脂膨散式湿度传感器已用于气象气球测湿仪器上。
称重传感器(3) 精密仪器的使用保护许多精密仪器、设备对工作环境要求较高。
环境湿度必须控制在一定范围内,以保证它们的正常工作,提高工作效率及可靠性。
如电话程控交换机工作湿度在55 [%] ±10 [%]较好。
温度过高会影响绝缘性能,过低易产生静电,影响正常工作。
位移传感器|(4) 物品储藏各种物品对环境均有一定的适应性。
湿度过高过低均会使物品丧失原有性能。
如在高湿度地区，电子产品在仓库的损害严重，非金属零件会发霉变质，金属零件会腐蚀生锈。
(5) 工业生产在纺织、电子、精密机器、陶瓷工业等部门,空气湿度直接影响产品的质量和产量,必须有效地进行监测调控。
压力传感器二、选用湿敏传感器1、初定湿敏传感器：MgCr2O4—TiO2陶瓷温敏元件(MCT型)1.结构：在MgCr2O4—TiO2陶瓷片的两面,设置高孔金电极，并用掺金玻璃粉将引出线与金电极烧结在一起。
在半导体陶瓷片的外面,安放一个由镍铅丝烧制而成的加热清洗圈(又称Kathal 加热器)，以便对元件进行经常加热清洗，排除有害气氛对元件的污染。
元件安放在一种高度致密的、疏水性的陶瓷底片上。
为消除底座上测量电极2和3之间由于吸湿和沾污而引起的漏电．在电极2和3的四周设置了金短路环。
2.感湿机理(一般认为)是：利用陶瓷烧结体微结晶表面对水分子进行吸湿或脱湿使电极间电阻值随相对湿度成指数变化。
#3.电阻一湿度特性:MgCr2O4－TiO2系陶瓷湿度传感器的电阻一湿度特性，随着相对湿度的增加，电阻值急骤下降，基本按指数规律下降。
在单对数的坐标中，电阻—湿度特性近似呈线性关系。
当相对湿度由0变为100％RH 时，阻值从107Ω下降到104Ω，即变化了三个数量级。
4.主要优点：1)(2)体积小，测湿范围宽，一片即可测(1—100)％RH ，并可用于高温环境(150℃)，最高承受温度可达600℃；3)2)能用电热反复进行清洗．除掉吸附在陶瓷上的油雾、灰尘、盐、酸、气溶胶或其它污染物，以保持精度不变；4)3)响应速度快(一般不超过20s)；5)4)长期稳定性好。
2、实际选用1234金短路环杜美丝引出线陶瓷基片金电极MgCr 2O 4-TiO 2感湿陶瓷镍铬丝加热清洗线圈三、实验设计内容1.设计题目盆花缺水报警装置：利用湿敏传感器制作一个简单的可以进行盆花缺水报警装置：当盆花缺水时，盆花缺水指示器就会闪烁发光，提醒人们及时给花浇水；使用555时基电路组成的振荡器来实现缺水时发光二极管VD闪烁。
2.设计要求￥1）：将湿度传感器埋于花中作为两个电极，当土壤缺水时，土壤的电阻率增大，和其串联的电阻电压很低，导致此电阻驱动的VT1截止，而此时作为555的驱动VT2却是导通的，555时基电路的振荡器工作，所以驱动所连接的发光二极管VD 随着低频振荡信号闪烁发光，提醒浇水；2）：当盆花不缺水，土壤电阻率很小，两电极电阻很小，和其串联的电阻压降增加，则此电阻驱动的VT1导通….振荡电路停止工作，发光二极管VD灭。
3.设计原理如图所示，这是一个由555时基集成电路和一些分立元件组成的测量土壤含水量的电路，其中由N沟道结型场效应管3DJ6E构成高阻输入检测电路，配合插入土壤的电极进行含水量检测。
当花盆缺水时，土壤的电阻率便增加，这时A、B两根电极间电阻很大，场效应管3DJ6E的栅极接近负电源电压，所以截止。
但晶体三极管BG2的基极通过电阻R2、R3获得偏流而导通，发射极电位上升，使555工作。
555是接成一个超低频多谐振荡器（1Hz），当其工作时，发光二极管随着振荡频率一闪一闪发光，提示花盆该浇水了。
【土壤不缺水时，土壤电阻率很小，A、B间相当于一个小电阻，于是BG1的栅极近乎接“地”，栅压接近0V，漏源两极之间导通。
BG1导通时，其漏极电位下降，从而使BG2截止，其发射极电位也下降至“地”电位。
555停止工作，发光二极管不发光。
四、关于555的介绍555内部电路图：@555定时器：各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
2脚：低触发端。
3脚：输出端Vo。
*4脚：是直接清零端。
当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH 处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：VC为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只μF电容接地，以防引入干扰。
6脚：TH高触发端。
7脚：放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC 的范围为3 ~ 18V。
一般用5V。
}。
五、实验过程1、选题阶段：开始阶段小组讨论利用ICL7107CPL芯片设计数字温度计，但由于器材缺乏和设计精度要求，小组最终确定利用555定时器作为主控制器设计一个湿度传感器。
2、电路搭建阶段：通过查阅资料，根据设想在protues上模拟搭建电路图，并确定具体数值。
3、软件仿真阶段：使用protues等软件调试仿真，理论上实现了预期目标。
4、实际电路调试阶段：在面包板上按照模拟电路图搭建初步的实际电路图，并通过检查线路，最终调试通过。
"5、电路制板阶段：最后在万用板上焊接电路，并检查排除电路故障，实际上达到预期目标。
6、实验结果整理阶段：整理测得的数据并分析误差，讨论误差解决办法，撰写课程设计实验报告。
六、负责的主要工作1．选题初阶段通过在图书馆和电脑上搜集、阅读相关的资料，再结合实际所能提供的器材和精度要求，最终和组员选定这个课题。
2．软件模拟仿真使用protues等软件调试仿真，理论上实现了预期目标。