自動澆花器 

央視國際 (2005年04月12日 15:34)

　　編導：湯玫梅

　　下午的歷史課是同學們最喜歡的課程之一，老師像往常一樣把課講得繪聲繪色。可是徐洪今天卻有點走神，他在華東師範大學附屬第一初中上初一，聽講一向都非常認真的，今天的心事還得從一盆花説起。

　　徐洪家裏有一個大陽臺，養了很多花草，爸爸媽媽工作忙，平時給這些花草澆水自然成了徐洪的任務，儘管他很用心，可是前天還是有一盆花死掉了，難道是因為沒有及時澆水的緣故？徐洪決定請教生物老師，搞明白植物到底需要怎樣照料。

　　生物老師聽了徐洪的描述，基本上判斷是因為澆水出了問題。水是生物的命根子，澆多澆少可馬虎不得。通常説，土壤的含水率在17％－48％之間比較好，用農民伯伯的經驗來説，就是把土捏起來能成團，摔下去又能散開。

　　原來給花草澆水也得這麼細緻，要是有個自動的機器；來完成這個工作就好了，徐洪靈光一現，乾脆自己設計一個能自動澆水的機器。

　　想到容易實現難，從哪開始呢？根據老師説的，澆水的關鍵就是使土壤保持合適的含水率，徐洪決定就從研究土壤的含水率開始。他先用捏團的辦法試了試，發現這個方法太籠統，尤其是平時對土壤接觸比較少的人，沒法掌握好這個乾濕的尺度。

　　那麼，用什麼方法來測量比較好呢？他想到了一個好辦法。

　　天平，微波爐，這些就是徐洪測量土壤含水率的設備，挺像回事的吧，其實思路很簡單，先稱出一定量的土壤，用微波爐加熱去除水分，減輕的重量就是這土壤所含的水分。如何保證土中的水分已經去除乾淨呢？這也難不倒徐洪，只要多次加熱和稱量，當重量不再隨着加熱而減少時，就表示土壤中的水分已經去除乾淨。

　　結果表面，這份土壤樣本的含水率是百分之十二，要是種着植物，植物肯定會喊渴，需要澆水的。但是如何才能自動完成澆花的工作呢？

　　定時也許是個解決方案，像微波爐的定時器一樣，如果用一個定時器控制水流，隔一定的時間就澆一定量的水，這樣不就能保持土壤的濕度了麼。

　　還有沒有更好的辦法呢？有了，既然測量含水率是通過重量，我們也可以通過稱重的原理來控制是否給植物澆水。把花盆放在一個類似電子秤的裝置上，由於水的不斷蒸發，花盆輕到一定的程度，就自動澆水。

　　看，測了一次含水率，想到兩種自動澆花的控制方法，收穫真是不小，究竟應該採用哪種方案呢，還是有更好的辦法呢？

　　這一陣， 徐洪在下課後又有了新的任務，參加班裏排演的小品，雖然不是主角，但他要在其中先後飾演幾個角色，真不輕鬆。而這時徐洪自動澆花器的設計也到了關鍵時刻。排練之後，他還要在這裡繼續奮鬥。

　　定時器的想法由於不能視陰天與晴天需要水量的變化而被否決了，而通過稱重來決定是否澆水看來也不可行，因為每一盆花的大小輕重都不相同，而且植物也在不斷地生長，所以通過重量進行判斷並不現實。看來只有另想辦法。

　　偶然間，徐洪在爸爸的一本書上看到有關電阻的內容，忽然想到，潮濕的土壤能導電啊，那麼土壤的電阻是否和含水率有關係呢？

　　徐洪找來萬用錶，嘗試着測量花盆裏泥土的電阻。果然有所差異，土壤的電阻值與乾濕程度有很大的關係，土壤越幹電阻越大。另外，倆個電極之間的距離增大，電阻也會變大。找到了土壤濕度與電阻之間的關係，就能夠通過測量電阻來控制是否要澆水，既不受天氣變化的干擾，又不受花盆大小的影響，那樣就太完美了。

　　有了思路就好辦了。第一部就是建立土壤含水率與電阻之間的對應關係。徐洪準備了七份完全烘乾，含水率為零的土壤，再用量筒量出由少到多六份清水，按順序加進七份幹土中。這樣就得到了含水量由低到高的7組樣品。通過測量7組樣品的電阻，就能得到電阻與含水率的關係。不過先別忙測電阻，要等水分把土壤充分濕潤才行，而且還有一個工序沒有完成呢，就是電極的處理，因為如果電極之間的距離變化，電阻也會發生變化，看這樣一來，正負極之間的距離就固定了，是個聰明的辦法吧。

　　根據含水率與電阻之間的關係，徐洪確定了在他的測量條件下，400歐姆左右的電阻對應的含水率適合一般植物的生長。接下來的工作就是設計電路了來實現控制了。

　　爸爸為徐洪提供了一個現成的控制電路，只要稍作改動就可以用了，聽起來簡單，可對於剛上初中的徐洪來説就沒那麼容易了。幸虧有個搞電器工作的老爸，所謂家學淵源，對於電路，徐洪要比其他同學精通多了。電路完成，零件備齊，開工組裝！親手把自己的想法變成實物，再看著機器一步步裝備完整，這可真讓人興奮。

　　工作很順利地完成了，徐洪大聲的向爸爸報喜，爸爸趕緊放下手裏的工作跑過來，果然，水正從管子裏一點點地向土壤中滲透呢。不過爸爸還是有懷疑，這玩意兒能靈嗎？他決定再實驗一下。爸爸把一整杯水倒了下去，感應到土壤潮濕以後，機器開關“啪”地一聲合上了。成功了！爸爸感慨地説，唉，你發明了這個機器，我可就要下崗了啊！

責編：艷芳 　來源：CCTV.com