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 Спортсменам вредят любые удары по голове 20.01.2018 Исследователи из нескольких американских лабораторий в экспериментах на мышах показали, что хроническую травматическую энцефалопатию (ХТЭ) провоцируют не только сильные удары по голове, вызывающие сотрясение мозга, но и другие травматические воздействия. Главный фактор риска - частота травм: если по голове бьют регулярно, вероятность ХТЭ повышается независимо от силы ударов. Эти результаты объясняют, почему шлемы и прочие меры защиты головы спортсменов зачастую оказываются неэффективными для профилактики хронической травматической энцефалопатии. Эксперименты проводили на мышах. Животных подвергали либо воздействию ударной волны, либо удару по голове тупым предметом. После этого регистрировали, какие изменения произошли в поведении мышей и можно ли говорить о том, что у конкретных грызунов наблюдается сотрясение мозга (его выявляют по ряду поведенческих признаков). Аналогичное воздействие повторяли несколько раз, то есть если сначала мышь "били" ударной волной, то в последующих экспериментах использовали тот же метод. Изменения состояния нервной ткани грызунов изучали на срезах, проходящих через различные отделы их мозга. Признаки сотрясения мозга наблюдались только у тех грызунов, которым наносили механические удары по голове. При этом хроническая травматическая энцефалопатия развивалась и у тех, кого подвергали действию ударной волны, и у тех, кого били по голове "обычным" способом. Это означает, что в ряде случаев ХТЭ никак не проявляет себя, и ее развитие не обязательно сопряжено с сотрясением мозга. Таким образом, множество спортсменов, у которых никогда не диагностировали сотрясение, могут быть поражены хронической травматической энцефалопатией. В группе риска прежде всего те, кого чаще всего бьют по голове, - боксеры, а также игроки в регби и американский футбол. Хроническая травматическая энцефалопатия - это органическое поражение головного мозга, вызываемое травмами головы. При нем нарушаются внимание, память, а также зачастую страдает и настроение. При ХТЭ в нервных клетках нередко накапливаются амилоидные белки, служащие причиной болезни Альцгеймера. В любом случае эта патология доставляет неприятности больному: на уровне поведения она нередко проявляется как депрессия и мысли о самоубийстве, наблюдается ухудшение памяти и т.п. Исследователи надеются, что полученные ими данные заставят соответствующие спортивные федерации пересмотреть требования к допуску спортсменов, перенесших травмы головы, на игры или тренировки, и это поможет снизить распространенность ХТЭ.

Другие интересные новости:

▪ В космос на самолете

▪ Нейроны в глазу человека умеют корректировать ошибки

▪ Мощный антибиотик вырабатывается в носу человека

▪ Страсти вокруг видео-форматов

▪ ЖК и плазма: спроса нет, цены сильно упадут

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудиотехника. Подборка статей

▪ статья Фигаро здесь, Фигаро там. Крылатое выражение

▪ статья Какое поведение характерно для тонущего непосредственно перед окончательным погружением? Подробный ответ

▪ статья Чистотел. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Детектор газа на датчике GH-312. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фотографирование ложечкой. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026