Багаторазово описані в літературі датчики дощу і вологості засновані на вимірі опору між контактами-щупами, поміщається в контрольоване середовище (наприклад, у грунт). У пропонованій схемою управління навантаженням здійснюється за допомогою генератора частоти звукового діапазону L1, котушку якого заривають у грунт. Ця схема реагує не на омічний опір середовища, а на провідність звукових хвиль у вологому або сухому середовищі. Вологий грунт зробить роботу генератора неможливою – відбудеться зменшення амплітуди і зрив коливань. За величиною погашення енергії в котушці визначається ступінь вологості грунту. Метод представляє інтерес як альтернативний контроль стану грунту в порівнянні з методами вимірювання електричного опору на ділянці грунту. Такий альтернативний метод був запропонований журналом Popular Electronics, проте наведена там електрична схема при повторенні показала себе непрацездатною. Додавши в схему транзистор VT1 і саморобну (замість промислово виготовленої) котушку І, вдалося реалізувати новий прилад кращої якості (рис. 5.22). Щодо громіздкі розміри котушки дозволяють застосовувати прилад на присадибній ділянці з будь-яким складом грунтів в практично будь-якому кліматичному поясі. А ось для контролю вологості землі, наприклад, у квітковому горщику, якщо тільки квітка – не пальма, пристрій неефективно. Глибина занурення котушки індуктивності L1 повинна бути не менше 40 … 50 см.

Рис. 5.22

Транзистор VT2, котушка індуктивності І і конденсатори С2, СЗ утворюють простий автогенератор. Коливання збуджуються на частоті близько 16 кГц. При сухому грунті або розміщенні котушки L1 поза вологого середовища генерація відбувається нормально – розмах імпульсів на колекторі транзистора VT2 близько 3 В. Ланцюг С4 R4 з вказаними значеннями елементів забезпечує посилення імпульсів автогенератора на частоті резонансу.

Транзистор VT1, включений за схемою емітерний повторювача, зменшує вплив навантажувальних ланцюгів на роботу генератора. Діоди VD1, VD2 перетворять імпульси автогенератора в постійний струм. В якості цих діодів, крім зазначених на схемі КД503, можна використовувати прилади КД521, КД522 з будь-якими буквеними індексами. Незважаючи на своє германієвих походження добре працюють в детекторі діоди Д220Б.

Детектувати діодами постійний струм задає зсув в базу ключового транзистора ѴТЗ. Посилені транзистором ѴТ2 імпульси автогенератора пройдуть через розділовий конденсатор С5 (він не пропустить постійну складову напруги), випростовується діодами VD1, VD2 і відкриють транзистор ѴТЗ – включиться реле і навантаження. Транзистор ѴТЗ включає реле управління К1, як тільки вихідна напруга генератора виявиться достатнім для відкриття цього транзистора. Якщо розмах імпульсів автогенератора на колекторі транзистора ѴТ2 малий (менше 1 В, що свідчить про вологій середовищі навколо L1) – транзистор ѴТ1 не відкривається повністю і напругу зміщення на базі ѴТЗ недостатньо для його відкриття. Реле знеструмлена.

В якості навантаження застосовують будь-яку схему звукової сигналізації. Малопотужне реле К1 застосовують на напругу спрацювання 7 … 10 В. В якості навантаження приладу радетельний дачник може використовувати водяний насос з живленням від мережі 220 В. У такому випадку контакти реле К1 повинні комутувати потужне реле на відповідну напругу, наприклад, МКУ-48с, а воно своїми контактами буде подавати напруга на насос. Діод VD3 перешкоджає кидкам зворотного струму через перехід емітер-колектор ѴТЗ в моменти включення / вимикання реле. Чутливість генератора до зміни вологості грунту встановлюється многооборотістим змінним резистором R3 (типу СП5-1 Б).

Котушка L1 намотана на пластмасовому каркасі довжиною 30 см з зовнішнім діаметром 100 мм і містить 250 витків дроту марки ПЕЛ або ПЕВ діаметром 1мм, намотаного виток до витка. Зверху намотування закріплюють подвійним шаром ізоляційної стрічки.

На практиці встановлено, що крім вологості на коливання генератора з вміщеній в грунт котушкою L1 впливають такі параметри, як частота генератора, глибина заривання котушки і температура середовища (грунту). Оптимальна глибина заривання котушки 45 … 55 см. На цій глибині зондування пристрій надійно працює, контролюючи вологість грунту в теплиці з розсадою огірків. Довжина сполучних проводів від котушки до схеми не повинна перевищувати 1 м. Елементи пристрою монтують навісним монтажем на перфоровану монтажну плату розмірами 50×70 мм. «Начинка» ховається в металевий корпус від помехоподавляющие фільтри для вантажних автомобілів або інший відповідний.

Усередині корпусу розміщується блок живлення із знижуючим трансформатором і стабілізатором КР142ЕН12Б, що видає напругу 12 В, сам пристрій і додаткову звукову схему, якщо в ній є необхідність. Світлодіод VD4 индицирует режим «включено» приладу. Тумблер S1 подає харчування на схему. Вимоги до корпусу – вологонепроникність. На торцевій стінці монтується роз’єм типу РП10-11, який з’єднує елементи схеми з мережевим напругою 220 В, сполучними проводами котушки L1 і, при необхідності, з портативним водяним насосом.

Всі постійні резистори типу МЛТ-0, 25. Оксидний конденсатор С8, згладжує пульсації напруги – типу К50-20. Діодний міст VD5-VD8 будь-який малопотужний із серій КЦ402, КЦ405. Стабилизатор D1 встановлювати на радіатор не потрібно, оскільки струм, споживаний схемою, дуже малий – 20 (50) мА при вимкненому (включеному) реле К1. VD4 – будь-який світлодіод. Трансформатор Т1 типу ТПП127-220-50-27 (необхідно з’єднати перемичками обмотки 4-5, 11-12, 13-14) або будь промислово виготовлений на напругу вторинної обмотки 13 … 17 В.

Схема не вимагає настройки і при справних деталях починає працювати відразу після збирання. Роботу генератора перевіряють на робочому столі, підключаючи щуп осцилографа до колектора транзистора VT2. Регулюванням R3 домагаються максимального розмаху імпульсів у точці А. Регулювання приладу зводиться до встановлення рівня порогового зриву генерації автогенератора (чутливість). Для цього котушку індуктивності L1 поміщають в сухий грунт на зазначену глибину, подають харчування на схему приладу з підключеною звукової схемою, зміною опору змінного резистора R3 домагаються включення реле К1, контролюючи це по звуку. Оптимальне положення движка R3 – таке, при якому пристрій працює стабільно (реле К1 включається) протягом серії з декількох перевірок включення / вимикання тумблера S1.

Після установки порога чутливості переходять до другого етапу регулювання – зволожують грунт в місці зондування котушки L1. Так як вода розчиняється в землі інертно, то для при нудительного її зволоження треба вилити на випробуваний ділянку землі 2-3 літри води. Через кілька хвилин звукова індикація приладу повинна припинитися. Регулювання може відрізнятися від вказаної методики в залежності від складу грунту і її температури. Так, для осіннього і весняного застосування приладу (щодо літнього сезону, коли середня температура грунту становить 15 ° С) доводиться знову регулювати чутливість генератора.

Література: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов – Радіоаматорам схеми, Москва 2008