一種簡單測量土壤溼度和pH值(帶溫度補償)的方法
2020-11-30 電子工程世界本文說明如何測量土壤溼度和pH值，以及如何利用這種測量（例如）讓作物快速生長。
圖1所示電路是一種完整的單電源、低功耗、高精度解決方案，用於土壤溼度和pH值測量，包含溫度補償功能。每個模擬傳感器來自三個獨立的測量部分的測量值被饋送至模數轉換器(ADC)，然後模數轉換器(ADC)將它們以數字形式轉發給一個微控制器，以進行進一步的信號處理。ADI公司提供的24位Σ-Δ ADC AD7124就是一個合適的ADC示例，該器件是一款適合高精度測量應用的全集成式低噪聲模擬前端。其輸入可以配置為差分輸入或單端/偽差分輸入。此外，AD7124具有可編程放大器級，以確保小幅度信號可以直接接入。
圖1.進行土壤溼度、pH值和溫度測量的簡化電路
pH值測量
因為pH傳感器一般具有較高的阻抗輸出（約1 GΩ），無法驅動ADC輸出，所以需要一個高精度運算放大器來緩衝傳感器輸出。由於傳感器的輸出阻抗高，為了最小化偏置誤差，低運算放大器輸入偏置電流就非常重要。在本電路設計中，使用了ADA4661-2軌到軌運算放大器。pH傳感器提供雙極性輸出，輸出的最大信號為±414 mV。AD7124的內部偏置生成器可用於將其輸入共模電壓設置為AVDD/2，從而在傳感器輸出端產生AVDD/2 ± 414 mV。
組件的噪聲特性對測量系統的解析度也有影響。AD7124（全功率模式，增益 = 1，輸出數據速率 = 25 SPS）的有效噪聲為VNOISE，EFF = 570 nV，因此產生峰峰值VNOISE，PP = 3.76 μV（6.6 × VNOISE, EFF）。ADA4661-2的噪聲組件VNOISE，PP = 3 μV添加之後，產生的總噪聲為VNOISE, PP, TOTAL = 4.8 μV。 因為ADC的最大輸入電壓範圍為6.6 V，導致無噪聲解析度為：
土壤溼度測量
目前常用的土壤溼度傳感器通常是電容式，通過介電常數來測量水分含量。由於水比土壤中的其他元素具有更高的介電常數，因此傳感器可以通過電容變化來檢測含水量的變化。圖1所示的電路使用3線傳感器（電源、接地和電壓輸出）。為了使功耗最小化，傳感器大部分時間都處於睡眠模式，只有在需要測量時才通過VSENSOR激活。
在噪聲特性方面，由於傳感器與ADC直接相連，因此與pH測量值相比，無噪聲解析度略高：
溫度測量
由於電極塗層和老化過程，pH傳感器的行為隨時間而變化。為了保持最高的準確度，定期校準必不可少。為此，通常要測量已知的液體，並與NIST參考表中給出的相應溫度的pH值進行比較，這些參考表應隨附在軟體中。溫度測量採用三線電阻溫度檢測器(RTD)進行，如圖2所示。由於AD7124的可編程勵磁電流源，RTD可以直接連接到ADC（IOUT1、IOUT2）。
圖2.RTD溫度測量電路
結論
如圖所示，土壤溼度和pH值的測量相對容易。由於pH傳感器對溫度的依賴性很強，所以需要通過額外的溫度測量進行溫度補償。
關鍵字：土壤溼度 編輯：muyan 引用地址：http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic475201.html 本網站轉載的所有的文章、圖片、音頻視頻文件等資料的版權歸版權所有人所有，本站採用的非本站原創文章及圖片等內容無法一一聯繫確認版權者。如果本網所選內容的文章作者及編輯認為其作品不宜公開自由傳播，或不應無償使用，請及時通過電子郵件或電話通知我們，以迅速採取適當措施，避免給雙方造成不必要的經濟損失。推薦閱讀
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發表於 2020-09-22
（顯示的是電壓值，具體溼度要自己定義）測試AO的時候我發現如果接上DO，LCD顯示會出錯，所以我接了AO線就會拔掉DO線，其實就是兩種模式二選一就好了。 我從賣家那裡獲得的資料程序很簡單，其程序單純用於判斷 幹 或 溼。我加了個LED燈亮滅，也就是 溼就亮燈，幹就滅燈。好了，重點講一下AO的接口，這個才重要。顯示具體溼度值。第一次寫帖子啊，代碼直接貼上來會怎麼樣的啊，不知道，是不是要寫在附件裡面啊，具體怎麼操作不知道了，有懂的說一下哈。一：接線接好了，直接燒程序（廢話），但是如果你用的單片機是亞博的51單片機，它的學習資料，視頻教程裡面就會有LCD1602顯示AD的程序，亞博 51單片機開發板資料A亞博 51單片機
發表於 2020-02-12
項目是在相應環境中檢測土壤溼度，以及檢測空氣溫度。軟體環境：Keil C51軟體 硬體環境：KST 51開發( 自帶 溫度、顯示器模塊)使用模塊：土壤溼度傳感器 PCF8591 AD轉換模塊 DS1302時鐘模塊土壤溼度傳感器1.傳感器適用於土壤的溼度檢測2.比較器採用LM393晶片，工作性能穩定3.工作電壓3.3V-5V4.模塊中藍色的電位器是用於土壤溼度的閥值調節，順時針調節，控制的溼度會越大，逆時針越小；5.數字量輸出D0可以與單片機直接相連，通過單片機來檢測高低電平，由此來檢測土壤溼度；6.小板模擬量輸出AO可以和AD模塊相連
發表於 2020-02-09
一、簡介1、傳感器適用於土壤的溼度檢測；2、模塊中藍色的電位器是用於土壤溼度的閥值調節，順時針調節，控制的溼度會越大，逆時針越小3、數字量輸出D0可以與單片機直接相連，通過單片機來檢測高低電平，由此來檢測土壤溼度；4、小板模擬量輸出AO（0~1023）可以和AD模塊相連，通過AD轉換，可以獲得土壤溼度更精確的數值；二、土壤溼度傳感器功能及特點本傳感器體積小巧化設計，攜帶方便，安裝、操作及維護簡單。結構設計合理，不繡鋼探針保證使用壽命。外部以環氧樹脂純膠體封裝，密封性好，可直接埋入土壤中使用，且不受腐蝕。土質影響較小，應用地區廣泛。測量精度高，性能可靠，確保正常工作。響應速度快，數據傳輸效率高。三、主要技術參數1、因為長期與水鏽
發表於 2018-01-22
圖中D1、D2用普通二極體，TR1採用小功率矽管，ME1為動圈電流表，電源VF為正負3V。探針可採用萬用表的表筆，也可以自己製作，大約長25~50毫米，兩探針應用膠粘或用其他方法固定住以保持一定的距離，這樣才能保證測試結果的一致性。調整的時候可取幾種不同溼度的土壤，在錶盤上劃下刻度。也可以用其它方法代替電流表，例如發光二極體，它的閃爍速率隨土壤的溼度而變化。該電路簡單易行，造價便宜。R1：47K，VR1：470K。
發表於 2014-05-17
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