电路设计:土壤湿度的测量
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简介:电路由土壤湿度检测电路、土壤湿度信号放大电路和稳压电源电路组成。
1、电路原理图:
2、电路说明:
电路由土壤湿度检测电路、土壤湿度信号放大电路和稳压电源电路组成。其中土壤湿度检测电路由湿敏电阻RH、晶体管VT以及电阻R1、R2组成;土壤湿度信号放大电路由A1、RP1、RP2、R3、R4、R6、R5、R8、VD3组成;稳压电源电路由VD1、VD2、R7、R9、R10、R11组成,为湿度检测电路提供2.5V的稳压电源。而湿敏电阻RH可以采用硅湿敏电阻,因为硅在25摄氏度时响应时间小于5S,这样就提高了电路检测的准确性,从而可以让检测土壤的含水量更加准确。
其中电路中采用了两个TL431,TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从2.5V到36V范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω,在很多应用中可以用它代替齐纳二极管,例如,数字电压表,运放电路、可调压电源,开关电源等等。
3、电路原理:
当湿敏传感器插入要检测土壤时,由于土壤的含水量不同,使得湿敏传感器的RH阻值也不同,这个电阻成为VT的基极偏流电阻。偏流电阻的不同,使基级的电流也不同,从而改变了VT的集电极电流,也就改变了VT发射极电流,发射极的电流流经R2,在R2上将发射极电流转换成电压,并将该电压送到A1的同相输入端,经A1放大后输出,并由VD3控制输出电压,使得输出电压在5V以内。
经查阅资料了解到,在使用前调整时可以先将RH插入水中,调节RP2使得A1的输出为5V,然后将RH从水中取出并擦干,再调节RP1使得A1的输出为0V,这样反复调节多次即可达到要求,之后按需要进行土壤检测。