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:

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Ультраширокий монитор LG 40HT513D 07.09.2026

Компания LG Electronics презентовала свой новый профессиональный дисплей 40HT513D, сочетающий большую рабочую площадь с функциями, ориентированными специально на медицинские учреждения. Монитор оснащен 40-дюймовой изогнутой IPS Black-панелью с соотношением сторон 21:9 и разрешением 5120 x 2160 пикселей, что соответствует примерно 11 мегапикселям. Такая конфигурация позволяет разместить на одном экране несколько диагностических изображений без разделительных рамок, которые неизбежно возникают при использовании отдельных мониторов. Устройство предназначено для работы с рентгеновскими снимками, компьютерной и магнитно-резонансной томографией, а также другими медицинскими изображениями и получило разрешение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) в качестве медицинского устройства. По оценке LG, по площади рабочего пространства один 40HT513D способен заменить конфигурацию из трех 3-мегапиксельных медицинских мониторов. Для специалистов по лучевой диагностике это ...>>

Происхождение изображений ИИ становится все труднее установить 06.09.2026

Генеративный искусственный интеллект способен создавать изображения, в которых угадываются особенности определенных художественных стилей, однако установить источник конкретного визуального элемента оказывается значительно сложнее. Исследование специалистов лаборатории MIT CSAIL показывает, что по мере увеличения обучающего набора данных надежно определить, какое именно изображение повлияло на результат работы модели, становится практически невозможно. Чтобы изучить эту проблему, исследователи создали около двух десятков собственных диффузионных моделей и обучили их на наборах, содержащих от нескольких сотен до сотен тысяч изображений. В экспериментах использовались фотографии лиц, а также произведения различных художников. Независимо от размера и состава наборов данных ученые наблюдали одну закономерность: чем больше изображений использовалось для обучения, тем труднее становилось определить вклад отдельной работы в последующий результат. Это явление авторы назвали "утратой атрибуц ...>>

Случайная новость из Архива Двигатель на сухом льде 16.03.2015 Исследователи придумали, как снабдить энергией первых колонизаторов Марса: на планете много сухого льда, который можно использовать для получения доступной энергии. Вы наверняка замечали, как капля воды, попав на горячую сковородку, начинает кататься по поверхности. Казалось бы, температура сковородки намного выше температуры кипения воды, и капля должна бы сразу испариться, но она еще какое-то время "живет". Этот эффект впервые описал Иоганн Лейденфрост в 1756 году. Почему капля не испаряется моментально? Все дело в прослойке пара, которая образуется в месте контакта капли и раскаленной поверхности. Часть капли превращается в пар, который приподнимает каплю над поверхностью, не давая оставшейся жидкости моментально испариться. В результате капля бегает по сковородке довольно продолжительное время. Эффект Лейденфроста проявляется не только на сковородках. Например, если очень быстро погрузить палец в стакан с жидким азотом и быстро вытащить его обратно, то, как ни странно, палец не замерзнет и не отвалится, хотя температура жидкого азота -196°С. Происходит так из-за того, что жидкий азот начинает кипеть при контакте с теплой кожей, на которой образуется защитный слой из уже газообразного азота. А газы остывают и нагреваются намного медленнее жидкостей, поэтому палец безрассудного экспериментатора не успевает замерзнуть. Правда все равно есть риск получить ожог, так что ни в коем случае не проверяйте эффект Лейденфроста на себе. Еще более экстремальный и намного более опасный трюк заключается в опускании мокрой руки в емкость с жидким металлом - вода на поверхности руки мгновенно вскипает и на доли секунды образует защитную прослойку, между кожей и расплавленным металлом. Фокусы фокусами, но как получить из этого феномена реальную пользу? Исследователи из Нортумбрийского университета Великобритании сделали прототип двигателя, который может работать куске сухого льда. В основе конструкции лежит тот самый эффект Лейденфроста. Мы помним, что капля жидкости бегает по раскаленной поверхности. Точно также ведет себя кусок сухого льда, если его бросить в воду. Сухой лед уникален тем, что он при нагревании из твердой фазы превращается сразу в газ, минуя жидкую фазу. Вопрос весь в том, как направить его энергию в полезное русло. Инженеры уже давно разработали технологию, позволяющую превратить энергию пара в механическую энергию: в газотурбинном двигателе струя пара или газа ударяет в поверхность лопаток турбины, которая начинает вращаться. Но в нашем случае исследователи пошли другим путем. Они сделали нагреваемую поверхность в форме диска, с профилем, похожим на лопасти турбины. Теперь, если на такую разогретую поверхность поместить каплю воды, то образующийся в месте контакта пар будет не только поддерживать каплю на весу, но и будет толкать ее в определенном направлении. Капля будет бегать по кругу, пока не испарится. А что произойдет, если на такую нагретую поверхность положить диск из сухого льда? Испаряющаяся двуокись углерода начнет раскручивать диск, притом геометрия поверхности не даст ему сойти с оси, потоки газа будут возвращать диск к центру. Теперь если на диске из сухого льда закрепить магниты, и поместить всю конструкцию внутрь проводящего контура, то получится самый настоящий электрогенератор, в котором нет никаких трущихся частей, а значит и потерь на трение. Авторы изобретения разместили на сайте видео того, как все это работает. Хорошо, прототип двигателя работает, но где брать для него топливо? Сухой лед в природе не встречается. Вот тут исследователи замахнулись, ни много ни мало, на генераторы для будущих колонизаторов Марса или других планет. Многие футурологи уверены, что рано или поздно у человечества не останется выбора кроме как заселять ближайшие к нам планеты. Сейчас всерьез обсуждаются и разрабатываются программы по отправке экспедиции на красную планету. Членам экспедиции придется обустраивать там свою жизнь, и одной из главных проблем будет поиск источников энергии. Дело в том, что на Марсе углекислый газ часто встречается в твердой форме, то есть в виде сухого льда. И его можно использовать как энергетический ресурс. Уникальность изобретенного двигателя в простоте конструкции - в нем практически нет никаких заменяемых частей. А когда ближайший магазин находится за 50 с лишним миллионов километров, вопрос надежности оборудования встает на одно из первых мест.

Другие интересные новости:

▪ Спутники для регистрации гравитационных волн

▪ Телефон, способный испортить аппетит

▪ Технология зарядки батареи Battery health management от Apple

▪ Глютен против секущихся кончиков

▪ Беспилотник в стиле олуши

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники. Подборка статей

▪ статья Очевидное - невероятное. Крылатое выражение

▪ статья Какой ангел берет свое начало от дьявола? Подробный ответ

▪ статья Работа на станке скрепления спиралью и вставки ригеля. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья ГУН на микросхеме К0308018. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Три варианта самодельных Анти-АОН. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026