Емкостное реле для орошения грибницы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дом, приусадебное хозяйство, хобби

 Комментарии к статье

При искусственном выращивании грибов в теплице требуется поддерживать определенную влажность субстрата с грибницей, поливая его небольшими порциями воды и не допуская переувлажнения. Начинать поливку следует, как только высохнут капли воды, оставшиеся от предыдущей. Технически это удается осуществить с помощью емкостного реле, реагирующего на наличие капель. Реле управляет электромагнитным клапаном, открывающим доступ воды в оросительную систему.

Емкостное реле должно разрешать подачу воды при меньшей влажности субстрата, а запрещать - при большей, т. е. обладать гистерезисом. В противном случае поливка будет слишком частой, не исключен дребезг водяного клапана, его неполное открывание и закрывание. Гистерезис несложно обеспечить с помощью электромагнитного реле, токи срабатывания и отпускания которого не равны. Но при повышенной влажности механические контакты ненадежны, поэтому предпочтительнее управлять клапаном с помощью электронного ключа, а гистерезис обеспечить, например, за счет положительной обратной связи.

Прототипом емкостного реле, схема которого изображена на рис. 1, послужила конструкция И. Нечаева ("Радио", 1988, № 1, с. 33). Описанное там устройство на микросхеме структуры КМОП с резисторами номиналом до 6 МОм оказалось совершенно неработоспособным в условиях характерной для теплицы среды с повышенной влажностью. В предлагаемом варианте установлена микросхема К155ЛАЗ структуры ТТЛ, сопротивление резисторов значительно уменьшено. Предусмотрены ручные регулировки уровня срабатывания и ширины зоны гистерезиса. По соображениям электробезопасности реле рассчитано на питание переменным напряжением 24 В, разрешенным для использования в теплицах.

(нажмите для увеличения)

Датчиком влажности грибницы служит четверка свитых в жгут проводов в полиэтиленовой изоляции диаметром 0,5 мм (по меди). Подходящие провода можно извлечь из телефонного кабеля ТПП. Отрезок жгута длиной 4,5 м наматывают на раму размерами 180x160 мм из изоляционного материала. Один конец отрезка изолируют - покрывают расплавленным битумом и обматывают полиэтиленовой пленкой. Провода на другом конце соединяют попарно и подключают к емкостному реле, установленному поблизости, но выше зоны действия поливных форсунок. Так как диэлектрическая проницаемость воды очень велика, капли, оседая на проводах датчика, увеличивают емкость между ними приблизительно с 300 до 600 пФ.

На элементах DD1.1 и DD1.2 собран симметричный мультивибратор, который, как показала проверка, работает надежнее несимметричного. Мультивибратор вырабатывает прямоугольные импульсы частотой 50 кГц. К выходу элемента DD1.2 подключена дифференцирующая цепь R5C4. Так как конденсатор С4 образует с емкостью датчика Сх емкостный делитель напряжения, амплитуда продифференцированных импульсов на базе транзистора VT1 зависит от количества влаги, осевшей на провода датчика. Конденсатор C3 - разделительный.

На эмиттере транзистора VT1 выделяются лишь вершины импульсов положительной полярности и приблизительно треугольной формы. Порог отсечки зависит от напряжения смещения, поступающего на базу транзистора VT1 через резисторы R3 и R4. С уменьшением порога растут амплитуда и длительность импульсов. Аналогичный эффект наблюдается при уменьшении емкости датчика Сх. На выходе элемента DD1.3 - прямоугольные импульсы низкого логического уровня, длительность которых зависит от положения движка подстроечного резистора R6, влажности датчика и величины напряжения обратной связи, поступающего через резистор R3.

При низком уровне на выходе элемента DD1.3 конденсатор С7 разряжается через диод VD6, при высоком - медленно заряжается через резистор R9. Емкость конденсатора С7 выбрана достаточно большой для того, чтобы он не успевал полностью зарядиться или разрядиться. Среднее значение напряжения на нем приблизительно обратно пропорционально длительности импульсов. Если напряжение на конденсаторе С7 (с учетом падения напряжения на участке база-эмиттер транзистора VT2) ниже порога переключения элемента DD1.4, напряжение высокого логического уровня с выхода этого элемента поступает через резистор R12, змиттерный повторитель на транзисторе VT3 и резистор R14 на управляющий электрод тринистора VS1. Тринистор, включенный в диагональ диодного моста VD1-VD4, открывается и замыкает цепь питания электромагнитного клапана YA1. Поливка разрешена.

Часть выходного напряжения элемента DD1.4, снимаемая сдвижка подстроечного резистора R13, служит сигналом положительной обратной связи, создающей необходимый гистерезис.

По мере увлажнения грибного субстрата емкость датчика Сх растет. Это ведет к уменьшению амплитуды импульсов на базе транзистора VT1 и увеличению напряжения на конденсаторе С7.

При достижении достаточной влажности высокий уровень напряжения на выходе элемента DD1.4 сменяется низким, тринистор VS1 закрывается и клапан YА1 прекращает доступ воды в поливную систему.

Рассмотренный вариант рассчитан на клапан YA1, управляемый переменным напряжением. Если клапан или другое исполнительное устройство работает от постоянного тока, силовые цепи емкостного реле можно собрать по схеме, изображенной на рис. 2.

На диоде VD5, конденсаторах С5, С6 и резисторе R7 собран однополупериодный выпрямитель. Стабилизатор на транзисторе VT4 обеспечивает на своем выходе напряжение 5 В для питания микросхемы DD1.

Печатная плата емкостного реле и расположение деталей на ней показаны на рис. 3. В приборе использованы резисторы МЩ конденсаторы БМ и МБМ, оксидные конденсаторы К50-6, причем С5 и С6 установлены вне платы. Транзистор VT4 снабжен теплоотводом площадью 20 см2. При небольшой (менее 3 Вт) мощности поливного клапана в отводе тепла от тиристора VS1 нет необходимости.

(нажмите для увеличения)

Налаживая реле, следует подобрать конденсатор С4, емкость которого должна быть приблизительно в полтора раза больше емкости сухого датчика. Порог срабатывания регулируют подстроечным резистором R6, а гистерезис (разность порогов срабатывания и отпускания) - R13. Если оптимальный режим работы достигается лишь при установке указанных резисторов в крайние положения, следует изменить номиналы резисторов R3 и R4.

Автор: Ю.Егоров, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Дом, приусадебное хозяйство, хобби.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Создан кристалл, который лучше всех веществ преломляет свет 02.07.2018 Команда ученых и инженеров, возглавляемая Висконсинским университетом в Мадисоне и Университетом Южной Калифорнии (США), создала кристалл, обладающий более высокой степенью оптической анизотропии, чем все другие твердые вещества на Земле, особенно для инфракрасного света. Чтобы лучше понять, что такое оптическая анизотропия, поместите кусок прозрачного исландского шпата (минерал, разновидность кальцита) поверх изображения, и вы увидите, что это изображение раздвоится. Это происходит благодаря феномену, называемому двойным преломлением. В этом свойстве и проявляется оптическая анизотропия - различие оптических свойств среды в зависимости от направления распространения в ней света, а также от поляризации этого света. Световые волны в одном и том же пучке, проходящие через материал с оптической анизотропией, будут замедляться более или менее в зависимости от поляризации - меры направления вибрации волн света. Человеческий глаз не может уловить поляризацию, но способность изменять вибрационную ориентацию света необходима для ЖК-экранов, 3D-фильмов, лазеров и фильтров для объективов фото- и видео-камер. Большинство устройств, которые изменяют поляризацию света, основаны на материалах с оптической анизотропией. Такой минерал, как исландский шпат обладает хорошо выраженным двупреломлением, однако у нового кристалла, созданного американскими учеными, это свойство проявляется намного лучше. И намного лучше, чем у любого другого вещества на Земле - примерно в 50-100 раз, для инфракрасного диапазона. Эта впечатляющая способность исходит из уникальной молекулярной структуры кристалла, которая состоит из длинных цепочек атомов, расположенных в параллельных рядах. Используя передовые вычислительные методы, исследователи отобрали ряд необходимых атомов, выращивали их в лаборатории и тщательно изучали. Новый материал за счет своего свойства обладает высоким потенциалом. Он может быть полезен в энергосберегающих фотогальванических элементах или светоизлучающих диодах. В будущем ученые планируют исследовать другие свойства нового кристалла, они также работают над разработкой стратегий для синтеза материала в больших количествах.

Другие интересные новости:

▪ MESO вместо КМОП

▪ Искусственные мышцы из нейлона для роботов будущего

▪ 30-дюймовая LCD-панель для HDTV

▪ Двухсотвольтовые моноусилители

▪ Математическое закономерное распределение нейронов в человеческом мозге

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоэлектроника и электротехника. Подборка статей

▪ статья Штрейкбрехер. Крылатое выражение

▪ статья Сколько на свете существует сортов яблок? Подробный ответ

▪ статья Фармацевт и младший фармацевт. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Второе дыхание холодильника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фокус с часами и игральной костью. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026