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:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

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 ...>>

Случайная новость из Архива Быстрый способ создания высокоэффективных тандемных солнечных элементов 24.05.2026 Солнечные панели остаются одним из самых перспективных решений для получения чистой электроэнергии. Однако традиционные кремниевые элементы уже приближаются к своему теоретическому пределу эффективности. Именно поэтому ученые по всему миру активно работают над тандемными технологиями, которые сочетают разные материалы для более полного поглощения солнечного света. Недавний прорыв в этой области продемонстрировали исследователи из Германии и Испании, разработавшие инновационный метод производства перовскит-кремниевых солнечных элементов. Новая технология позволяет создавать тандемные солнечные элементы с коэффициентом полезного действия до 24,3%. Весь процесс вакуумного напыления занимает всего 10 минут и полностью обходится без токсичных растворителей. Это совместная разработка ученых Технологического института Карлсруэ (KIT) и Университета Валенсии. Благодаря такому подходу производство становится значительно быстрее и экологичнее по сравнению с традиционными методами. В основе инновации лежит метод сублимации в замкнутом пространстве, известный как Close Space Sublimation (CSS). Во время процесса исходные материалы улетучиваются в условиях вакуума и преодолевают расстояние всего в несколько миллиметров, прежде чем равномерно осесть на кремниевой подложке. Такая короткая дистанция обеспечивает высокую точность и минимальные потери сырья, что особенно важно для масштабирования технологии на промышленном уровне. Эффективность тандемных элементов объясняется их уникальной конструкцией. Верхний перовскитный слой поглощает высокоэнергетическую часть солнечного спектра, в то время как нижний кремниевый слой улавливает оставшиеся длинноволновые лучи. Этот тандемный подход позволяет существенно превзойти показатели обычных кремниевых панелей и приблизиться к более высоким уровням конверсии солнечной энергии в электричество. Профессор Ульрих Паэтцольд из Технологического института Карлсруэ подчеркнул, что для коммерческого успеха важны не только высокая эффективность, но и скорость, надежность и масштабируемость производства. Новый метод продемонстрировал отличную универсальность: его успешно применили на гладких, наноструктурированных и микроструктурированных кремниевых поверхностях. Толщина и однородность перовскитных слоев при этом контролировались с точностью до микрон и нанометров. Самый высокий результат в 24,3% был достигнут именно на текстурированной микроструктурной поверхности, которая широко используется в современной промышленности. Это открывает прямой путь к внедрению технологии в массовое производство, поскольку не требует радикального изменения существующих линий по выпуску кремниевых элементов. Разработка немецко-испанских ученых представляет собой важный шаг на пути к более доступной и эффективной солнечной энергетике. Быстрый, экологичный и экономически выгодный процесс может существенно снизить стоимость производства и ускорить глобальный переход на возобновляемые источники.

Другие интересные новости:

▪ Погрузчик John Deere 326 P-Tier

▪ Электромобили Toyota с твердотельными батареями

▪ Рекорд продолжительности полета беспилотника

▪ 23" IPS монитор AOC i2360Phu

▪ Очки с подсветкой

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Освещение. Подборка статей

▪ статья Прощай, любимый город! Уходим завтра в море. Крылатое выражение

▪ статья Кто совершил первый полет на воздушном шаре? Подробный ответ

▪ статья Машинист рыбоподъемника. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Антенна с переключаемой диаграммой направленности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Защита от помех пусковых токов электродвигателей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026