XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Влагомер
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Состояние почвы является важной частью сельскохозяйственного дела. Уровень влажности влияет на рост и развитие растений, определяет необходимость полива и удобрения почвы.
Именно поэтому актуальным становится создание простого и недорогого устройства, позволяющего контролировать уровень влаги в почве самостоятельно.
Целью данного проекта является разработка простого электронного устройства под названием - Влагомер, которым можно проверить уровень влажности почвы. Если почва влажная будет загораться светодиод. Когда почва в горшке стала слишком сухой – лампочка не горит и растение нужно полить.
Наш проект поможет повысить интерес школьников к естественным наукам, развить практические навыки работы с электроникой, а также привьет понимание важности экологии и заботы о растениях.
ГЛАВА 1. Теоретическая часть
1.1. Важность своевременного полива растений
Своевременный полив растений играет важнейшую роль в обеспечении их нормального роста, развития и урожайности. Недостаточный или избыточный полив негативно сказывается на здоровье растений и качестве урожая. Рассмотрим основные причины важности правильного подхода к поливу:
1. Поддержание водного баланса растения
Растениям необходим постоянный приток воды для поддержания состояния клеток. Если почва недостаточно увлажнена, корни не смогут поглощать воду и необходимые минеральные вещества, что приведет к замедлению роста и увяданию листьев.
2. Предотвращение болезней и вредителей
Недостаточная влажность способствует развитию грибковых заболеваний и атаке насекомых-вредителей. Чрезмерный же полив может вызвать гниение корней и плесень.
3. Усвоение удобрений
Без достаточного количества влаги растения не смогут полноценно усваивать удобрения.
Таким образом, контроль уровня влажности почвы и обеспечение оптимального режима полива являются важными аспектами ухода за растениями, способствующими повышению продуктивности сельского хозяйства и сохранению здоровья растений.
1.2. Виды и методы измерения влажности почвы.
Существует несколько методов измерения влажности почвы, каждый из которых имеет свои особенности и области применения. Вот наиболее распространенные виды измерений:
1.2.1 Весовой метод
Это классический лабораторный метод, заключающийся в взвешивании образца почвы до и после высушивания.
Можно воспроизвести так: Взять немного земли, взвесить её, потом высушить на солнце или в духовке и снова взвесь. Сколько граммов ушло — столько было воды!
1.2.2 Электрический метод (электрический датчик)
Основан на измерении электропроводимости почвы, которая зависит от содержания влаги. Чем больше влаги, тем лучше проводимость. Для этого используются специальные датчики, которые погружаются в почву и передают сигнал на считывающее устройство.
Простыми словами можем представить себе палочку с двумя металлическими иглами. Когда земля мокрая, ток легко проходит между ними, а когда сухая — плохо.
1.2.3 Капиллярный метод (трубки с водой)
Есть специальная трубочка, которую ставят глубоко в землю. По высоте поднявшейся воды видно, насколько почва сырая.
1.3. Критерии выбора
На основе сравнения рассмотренных методов измерения влажности почвы был выбран электрический метод с отображением уровня влаги на зеленый светодиод. Для выбора мы рассмотрели различные материалы, их стоимость, простота установки, а так же в дальнейшем возможность совершенствования данной конструкции.
ГЛАВА 2. Практическая часть
2.1. Выбор оборудования
Для создания прибора были выбраны следующие материалы:
-
Два медных стержня
-
Китайские палочки
-
Батарейный модуль на 2 батарейки по 3.7 В
-
Зеленый светодиод
-
Провода
2.2. Создание прибора
Взяли 2 аккумулятора, соединили их последовательно, чтобы получить напряжение 8 Вольт для питания светодиода. К плюсу батарейки подключили анод светодиода (длинная ножка “+” светодиода). К катоду (короткая ножка “-” светодиода) припаяли медный стержень. Второй конец этого провода будет первым электродом датчика. К минусу батарейки припаяли второй стержень (электрод). Взяли китайские палочки и плотно примотали стержни к этим палочкам на расстояние 2-3 см друг от друга.
2.3. Испытания
Втыкаем получившийся датчик в землю в горшке с растением. Когда почва сухая – цепь разомкнута, светодиод не горит. Необходимо полить растения.
Когда поливаем, вода пропитывает землю, электрическая цепь замыкается, светодиод загорается.
Простыми словами когда земля мокрая, ток легко проходит между стержнями, а когда сухая — плохо.
После полива светодиод будет гореть, а по мере высыхания почвы тускнеть и в итоге погаснет.
Заключение
В ходе выполнения проекта была успешно разработана простая конструкция прибора для измерения влажности почвы электрическим методом, предназначенного для использования в образовательных целях. Проект позволил нам глубже разобраться в устройстве электронных компонентов и научиться применять их на практике.
Мы узнали, как работают датчики влажности, освоили базовые навыки работы с электричеством. Наш прибор способен измерять влажность почвы и информировать пользователей о необходимости полива растений.
Полученные знания и опыт позволят нам в дальнейшем совершенствовать конструкции, создавать новые полезные приборы и развивать свои инженерные способности. Мы надеемся, что созданный нами инструмент поможет нашим сверстникам лучше заботиться о растениях и повысит общий интерес к изучению естественных наук и технологий.
Список используемых источников и литературы
1. Интернет-ресурс https://www.radiokot.ru "Подключение нагрузок к МК. Справочник"
2. Простая электроника для детей. Девять простых проектов с подсветкой, зуками и многое другое / Эйвинд Нидал Даль; пер. с англ. Ф.Г.Хохлова; под ред. Ю.П.Батырева. - М. : Лаборатория знаний, 2021. - 95с. ISBN 978-5-00101-280-1.
3. Электронный конструктор ЗНАТОК "999 схем+школа"
4. Другие интернет-ресурсы