PRACTICAL ELECTRONICS

Детектор влажности Схема предназначен для определения влажности почвы в горшечных растений. Используя два электрода, изготовленных из медной проволоки, датчик можно вставить в горшок с любым растением, за которым вы хотите наблюдать. Пока почва в горшке достаточно влажная, схема бездействует. Но когда почва высыхает ниже определённого порога (который можно настроить в соответствии с используемой почвой и наблюдаемым растением), он начинает «пищать», напоминая о поливке. Чтобы датчик не начал пищать посреди ночи, на помощь приходит солнечный элемент: с одной стороны, он используется для питания схемы, делая её полностью автономной; с другой стороны, отсутствие энергии, вырабатываемой в темноте, означает, что схема автоматически отключается ночью. Схема очень простая, на одной КМОП-микросхеме 4093, которая содержит четыре триггера Шмитта. Первый элемент, IC1a, подключен как автоколебательный генератор с очень низкой частотой. Когда его выход находится в состоянии высокого логического уровня, что происходит регулярно, он активирует IC1b, который также подключен как автоколебательный генератор, но на звуковой частоте. Затем сигнал с IC1b должен пройти через IC1c, что возможно только при отсутствии соединения выводов E1 и E2, что позволяет подтянуть соответствующий вход к высокому логическому уровню. E1 и E2 – это электроды, вставленные в почву, и поэтому они не будут соединены, если последняя недостаточно электропроводна, то есть, когда она начнет высыхать. Порог включения IC1c регулируется с помощью P1. В зависимости от того, питается ли схема напряжением выше или ниже 3 В (что зависит от используемого солнечного элемента), пьезоэлектрический излучатель может быть подключен либо непосредственно между выходом IC1c и положительным источником питания, либо между выходами IC1c и IC1d, что реализовано как простой инвертор, позволяющий удвоить выходное напряжение.

Шестипозиционный переключатель CD40106 – это универсальный 6-канальный инвертирующий триггер Шмитта. Он может быть использован для реализации набора переключателей с аппаратным подавлением дребезга контактов. Для каждого переключателя нужны только кнопка, резистор и два конденсатора. Работает он следующим образом. Выходной конденсатор ёмкостью 1 мкФ заряжается или разряжается через резистор сопротивлением 1 МОм в зависимости от выходного уровня инвертора. Нажатие кнопки приводит к изменению входного уровня, что, в свою очередь, вызывает переключение выходного уровня. Конденсатор ёмкостью 10 нФ определяет состояние выхода после подачи напряжения питания. Можно подключить его к шине питания или к земле. При удерживании кнопки нажатой выходной сигнал будет представлять собой прямоугольный импульс с частотой, определяемой постоянной времени RC-цепи, которая составляет приблизительно 1 секунду.