基于LM393的土壤浇灌报警器的制作方法

本实用新型涉及一种基于LM393的土壤浇灌报警器。

背景技术：

目前国内关于土壤湿度方面，有根据土壤湿度设计的自动浇花器，通过单片机检测传感器输出的高低电平，驱动执行机构做出相应的动作，但一般应用在花盆等小区域土壤范围内，也有土壤湿度检测仪，但由于设备价格昂贵，多用于大棚养殖的对于湿度要求很高的农作物的湿度控制或者是用于科学研究，没有得到普及应用。

我国是一个农业大国，推广节水灌溉，发展节水农业是我国促进农业生产结构调整、加强水资源管理的重要措施, 所以探索一种技术简单，投资小，适合农民使用的，性价比高的土壤浇灌报警系统是非常有必要的。将现代传感技术，数据融合处理技术，计算机嵌入式技术、计算机网络通信技术，智能化决策技术等先进技术与工程控制技术相结合，对于节水农业的发展，和加强水资源的集约管理，具有重要的意义和作用。目前，在农村大面积人工浇灌时，由于距离过远，或者夜晚浇灌时，看不到水浇灌的范围，凭直觉的推测或判断，不能及时关闭阀门，导致浇水过多，漫出浇灌范围造成不必要的浪费，针对浇水过多，导致漫出的情况，提出了一种土壤浇灌报警器，通过判断灌水情况，达到节水的目的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于LM393土壤浇灌报警器。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于LM393土壤浇灌报警器，包括探测装置、定时装置、与门电路及报警装置，探测装置连接双电压比较器输出数字电压信号，双电压比较器输出端与定时装置输出端通过与门电路连接报警装置；

所述报警装置包括PNP型三极管、发光二极管、及蜂鸣器，PNP型三极管的基极经第七电阻和与门电路3脚相连，发射极与发光二极管的阴极和蜂鸣器相连，集电极接地。

本实用新型基于LM393土壤浇灌报警器，所述探测装置、555定时器通过与门电路相连接，驱动三极管，二极管和蜂鸣器的导通；

所述探测装置中的探针采用铜材料。

此处Q1起开关作用，其基极的高电平使三极管饱和导通，使蜂鸣器发声；而基极低电平则使三极管关闭，蜂鸣器停止发声。

本设计的土壤浇灌报警器优势在于：

利用根据土壤中含水量的高低造成土壤电阻率的变化原理，通过将探针插到需要浇灌的土地边缘，可以检测到灌溉的情况，当有水流经过时，闪灯蜂鸣器开始工作，提示农民关闭水龙头。报警器通过测量探头两端的电压差获得土壤容积含水量信息，当超出阈值时，发出报警信号，实现信息采集-处理-决策-信息反馈-监控为一体的调度系统。密封性极好，可长期浸泡于水中，根据土质情况，可任意调节，适用于各种土质，也可以根据不同植物对水分的不同需求任意调节，实用性很强。

测量简单，精度高，线性度好，不乱跳，不漂移，而且成本低，便于携带，适用与各种土质，性价比高，方便农民的使用，适合在农村的普及。

附图说明

图1是整个装置的设计原理图。

图2是装置的操作示意图。

具体实施方式

结合附图1至2对本实用新型的具体实施方式进一步说明：

基于LM393的土壤浇灌报警器，包括探测装置、定时装置、与门电路及报警装置，它以简单的电子线路为基础，设备包括探针A、B，定时器，PNP三极管，闪光蜂鸣器以及H桥电路，与门电路，电压比较电路。在大面积浇灌时，将报警器放在预浇灌区域的边界，并根据土质情况，调节电位器，顺时针调节，控制湿度大，逆时针小，控制阈值，探针A、B选用铜材料，将A、B插入土壤中，H桥电路将土壤的干湿情况转换成土壤的电阻大小（土地越干，电阻越大，反之，土地越湿，电阻越小），然后通过双电压比较器，将电压信号转换成电子线路中的高低电平，利用555定时器构成多谐振荡器，多谐振荡器的自激震荡原理，得到不同占空比的脉冲，将比较器输出的数字电压信号与用555集成芯片产生的固定脉冲通过与非门电路，产生驱动三极管导通的信号，以此来驱动蜂鸣器与发光二极管的导通。能够在无人看管的情况下，尤其是某些夜晚灌溉的土地，检测到灌溉水的情况，并根据设置的土壤湿度阈值，发出报警声。

电路中选择R1和R2为确定值，均为5.1k欧姆。R3为测得的土壤阻值。另外，对于不同的话，要求干湿度也不相同，为此可设R4为一可变电阻来实现。比如用间距为5cm的探针测得的干土壤阻值为30k欧姆左右，就可设置Ri的阻值为0k欧姆~100k欧姆范围内可变,可以根据花的品种不同，而采取不同的值，使占空比更合适。

将探针插入被测土壤，如图2所示。打开开关，即开始工作，模块在土壤湿度达不到设定阈值时，LM393和74HC08将输出高电平，PNP三极管关断，无报警声；当土壤中的湿度达到一定程度后，随着电阻的变小，电阻两端的分压会相应变小以至小于参考电压，这样得到的控制信号将从高电平转变到低电平。LM393和74HC08将输出低电平；PNP三极管导通，发出报警声。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。