RIVELATORE UMIDITA' TERRENO - 2

Osservando lo schema elettrico del dispositivo rivelatore di umidità, riportato in figura 1, si può notare che tutte le funzioni fondamentali sono affidate all'integrato IC1, che è il ben noto operazionale uA741 il quale, a seconda delle condizioni, funge da comparatore o da oscillatore. Ma vediamo subito nei suoi dettagli il comportamento del circuito di figura 1, prendendo l'avvio dagli ingressi dell'integrato operazionale.

Fig. 1 - Circuito elettrico del dispositivo rivelatore dello stato di umidità del terreno in cui vegetano piante e fiori. I due trimmer R1-R2 debbono essere tarati saltuariamente con riferimento alla natura della terra posta sotto controllo.

I puntali-sonda, collegati sui punti 1 - 2 del circuito, formano, assieme al trimmer R1, un partitore resistivo nel quale il rapporto di partizione, ovvero la tensione sul punto comune, varia in funzione della resistenza della sonda. Questa tensione di controllo viene prelevata attraverso il trimmer R2 e la resistenza R3 ed inviata all'ingresso non invertente (piedino 2) dell'operazionale IC1, che rimane a sua volta controreazionato per mezzo della resistenza R5; questa resistenza, infatti, collega l'uscita (piedino 6) con l'entrata non invertente (piedino 2) dell'integrato.
La regolazione del trimmer R2 determina delle variazioni del guadagno e serve, in pratica, a stabilire entro quali valori resistivi del terreno sondato si dovrà ottenere il lampeggìo del diodo led DL1.
L'ingresso non invertente di IC1 è polarizzato ad una tensione di riferimento, tramite il diodo zener DZ1, il cui valore è di 5,1 V circa. Questa stessa tensione viene applicata al piedino 3 di IC1, che rimane reazionato tramite il condensatore C1. Si possono così verificare tre diverse condizioni di funzionamento del circuito, che corrispondono ai tre comportamenti del diodo led inizialmente citati.
Sotto l'aspetto elettrico, queste tre condizioni sono:

1 ° - Tensione sul puntale 2 superiore a 5,1 V

2° - Tensione sul puntale 2 pari a circa 5,1 V

3° - Tensione sul puntale 2 inferiore a 5,1 V

Naturalmente, nella prima e nella terza condizione, la tensione presente sul puntale collegato col punto 2 del circuito di figura 1 deve essere molto maggiore e nettamente inferiore a 5,1 V. Comunque, nel primo caso, l'amplificazione rimane tale da mantenere in saturazione l'amplificatore, facendo assumere all'uscita un valore prossimo allo zero ed il diodo led DL1 rimane costantemente acceso. In pratica questa condizione corrisponde ad una bassa resistenza della sonda, ovvero ad un terreno eccessivamente umido.
Nel secondo caso, l'integrato operazionale IC I rimane libero di funzionare entro la zona lineare. La presenza del condensatore C1, però provoca l'innesco di oscillazioni di bassa frequenza, che portano alternativamente l'uscita (piedino 6) da 0 V circa sino al valore della tensione di alimentazione o quasi, facendo lampeggiare il diodo led.
Nell'ultimo caso, infine, corrispondente ad una elevata resistenza della sonda, in pratica a terreno secco, si verifica ancora la saturazione dell'amplificatore, ma con polarità inversa rispetto al primo caso. L'uscita dell'operazionale (piedino 6) pertanto, rimane sempre alta ed il diodo led è spento.