Автомат поливает огород. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дом, приусадебное хозяйство, хобби

 Комментарии к статье

Предлагаемый автомат освободит владельца дачного участка от заботы о своевременной поливке огорода. Он не только подаст в систему орошения необходимое для достаточного увлажнения почвы количество воды, но и вовремя пополнит ее запас в накопительном баке. Детали, нужные для сборки автомата, легко найти даже в удаленной от промышленных центров местности.

Проблеме "автоматизации" огорода на страницах журнала "Радио" уделено немало внимания. Были предложены самые разнообразные варианты ее решения [1-7], каждое со своими особенностями. После их анализа было принято решение разработать собственный вариант автомата, сочетающий достоинства рассмотренных и лишенный, по возможности, их недостатков.

Для управления поливкой растений, прежде всего, необходим датчик, реагирующий на влажность почвы. Как показано на рис. 1, он изготовлен из двух односторонне фольгированных стеклотекстолитовых пластин 1 размерами 150x25x2 мм. В каждой просверлено по 70-80 отверстий диаметром 1,5 мм, распределенных равномерно по всей поверхности.

(нажмите для увеличения)

Пластины 1 с припаянными к фольге соединительными проводами закреплены параллельно друг другу фольгой внутрь с помощью винтов 2 и изолирующих втулок 4. В двух местах между пластинами имеются поролоновые вставки 3 (размеры заготовки 25x20x12 мм). Собранный датчик обмотан по периметру липкой лентой, защищающей от попадания внутрь частиц грунта.

Датчик закапывают в землю на небольшую глубину. Поролон впитывает воду, проникающую через отверстия в пластинах, в результате электрическое сопротивление датчика (1...2 МОм в сухом состоянии) уменьшается до 40...200 Ом при полном насыщении влагой.

Второй датчик - уровня воды в накопительном баке - изготовлен из отрезка силового кабеля АВВГ 4x4 мм2, введенного в бак сверху. Концы четырех алюминиевых проводов приблизительно на 200 мм очищены от изоляции. Два соединенных вместе провода образуют общий электрод датчика. Их концы закреплены горизонтально у самого дна бака. Конец третьего провода размещен аналогичным образом на 150 мм выше.

Это - электрод "Мало". Конец четвертого провода (электрод "Много") находится в верхней части бака на достаточном для исключения перелива расстоянии от его среза.

Схема автомата показана на рис. 2. Узел управления поливкой собран на транзисторах VT1 -VT3 и реле К1. Пока влажность почвы удовлетворительна и сопротивление датчика невелико, транзистор VT1 закрыт, а образующий с ним триггер Шмитта транзистор VT2 открыт. Напряжение, поступающее через эмиттерный повторитель на транзисторе VT3 на обмотку реле К1, недостаточно для срабатывания последнего.

По мере высыхания почвы сопротивление датчика и напряжение на базе ранзистора VT1 растут. В определенный момент напряжение станет достаточным для переключения триггера. Напряжение на обмотке реле К1 скачком увеличится. Сработав, оно замкнет цепь питания электромагнитного клапана, открывающего доступ воды из накопительного бака в оросительную систему или насоса, подающего в нее воду. Мигающий светодиод HL3 зеленого цвета свечения покажет, что поливка идет.

С увлажнением почвы сопротивление датчика упадет, напряжение на базе транзистора VT1 станет меньше порога переключения триггера, что приведет к возвращению устройства в исходное состояние. Поливка завершена.

Срабатывания реле К1 при нужной влажности добиваются регулировкой подстроенного резистора R3. Иногда приходится изменить и номинал резистора R2.

Диоды в эмиттерной цепи транзисторов VT1, VT2 - из разных полупроводниковых материалов (VD4 - германиевый, VD5 - кремниевый). Это улучшает температурную стабильность порога срабатывания прибора.

Конденсатор С7, увеличивая время срабатывания и отпускания реле, устраняет 'дребезг", нередко предшествующий переключению. Он же уменьшает до безопасного значения амплитуду выбросов напряжения на обмотке реле. Диоды VD1 и VD2 вместе с конденсатором С4 служат для устранения вредного влияния наводок, неизбежных при большой длине проводов, соединяющих автомат с датчиком влажности.

Реле К1 - РМУ паспорт РС4.523.330 (сопротивление обмотки - 430 Ом). Можно применить и другие, рассчитанные на коммутацию цепей переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 250 В при токе до 5 А. Например, серии ПЭ-36 с катушкой на 24 В постоянного тока.

Устройство управления подачей воды в накопительный бак состоит из двух почти одинаковых узлов, реагирующих на ее минимальный и максимальный уровни. Когда бак пуст, резисторы R1 и R5 поддерживают на входах элементов DD1.1 и DD1.2 уровень лог. 1. Цепи R6C2 и R7C6 служат фильтрами, подавляющими наводки и импульсные помехи.

Уровень на выходах указанных выше элементов в этом состоянии - лог. 0, а на выходах элементов DD1.3 и DD1.4 - лог. 1. Светодиод HL1 (мигающий красного свечения) включен и сигнализирует, что бак пуст. Светодиод HL2 (зеленого свечения) погашен. Транзисторы VT4-VT7 открыты.

Сработавшее реле К2 замыкает цепь обмотки реле КЗ, в результате чего срабатывает и оно, а светодиод HL4 (желтого свечения) включается. Контакты КЗ.2 замыкают цепь питания насоса, подающего воду в бак.

Вода, достигшая электрода "Мало", резко уменьшит сопротивление между ним и общим электродом. Уровень лог. 1 на входе элемента DD1. 1 сменится на лог. 0. В результате погаснет светодиод HL1 и будет закрыт составной транзистор VT4VT6. Однако благодаря замкнутым контактам К3.1 это не приведет к изменению состояния реле К2 и КЗ и насос продолжит работу.

Когда бак будет заполнен до электрода "Много", изменят состояние элементы DD1.2 и DD1.4, будет включен светодиод HL2 и закрыт составной транзистор VT5VT7. Светодиод HL4 погаснет, реле КЗ, а за ним и К2 отпустят якори. Подача воды в бак будет прекращена и не возобновится, пока ее уровень не опустится ниже электрода "Мало", после чего описанный выше процесс будет автоматически повторен.

Реле К2 - РЭС22, паспорт РФ4.500.131 или РЭС9, паспорт РС4.524.200. Реле КЗ аналогично К1. Если электродвигатель насоса мощностью более 1 кВт, для его включения необходим электромагнитный пускатель соответствующей мощности, например, серии ПМЕ-100 или ПМЕ-111. В подобном случае контакты К3.1 должны коммутировать цепь обмотки пускателя.

Напряжение питания автомата (24 В) даже в "полевых" условиях при повышенной влажности не представляет опасности для человека. Однако против его случайного попадания под напряжение 220 В, например, при повреждении изоляции между первичной и вторичной обмотками трансформатора питания, необходимо принять все меры. Лучше всего использовать трансформатор, обмотки которого находятся в разных секциях каркаса. Следует предусмотреть возможность быстрого автоматического или ручного аварийного отключения обоих выводов первичной обмотки от сети.

Общий провод устройства следует надежно заземлить, а все работы производить с соблюдением "Правил устройства и эксплуатации электроустановок потребителей" и мер пожарной безопасности.

Литература

1. Ахметжанов Н. Узел управления насосом. - Радио, 1989, № 2, с. 25.
2. Беленький В. Автомат для теплицы. - Радио, 1990, № 11, с. 34-36; № 12, с. 36-39.
3. Калашник В. Автоматическая водокачка. - Радио, 1991, № 6, с. 32, 33.
4. Ваганов А. С беспоплавковым датчиком. - Радио, 1992, № 1, с. 23, 24.
5. Агарков А. С поплавково-герконовым датчиком. - Радио, 1992, № 1, с. 24, 25.
6. Нечаев И. Автомат управления насосом. - Радио, 1995, № 3, с. 38, 39.
7. Татарко Б. Автомат управления водяным насосом. - Радио, 2003, № 8, с. 46.

Автор: А.Марков, г.Тулома Мурманской обл.

Смотрите другие статьи раздела Дом, приусадебное хозяйство, хобби.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Скука полезна творческим людям 16.06.2025

Когда информационный поток непрерывно заполняет наше сознание, умение сделать паузу становится особенно важным. Именно в моменты кажущейся скуки мозг получает возможность перезагрузиться и активировать скрытые ресурсы, стимулирующие творческое мышление и саморефлексию. Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии провели исследование, которое подтверждает, что короткие периоды скуки могут быть полезны для творческих людей и не только. Скука возникает в тот момент, когда способность человека удерживать внимание начинает снижаться, и активируется так называемая сеть пассивного режима мозга. Эта система отвечает за внутренние мысли и саморефлексию, в то время как активность исполнительной сети, которая обычно помогает сосредоточиться, заметно снижается. Таким образом, скука становится не просто неприятным ощущением, а своего рода переключателем, дающим мозгу возможность отдохнуть от постоянной концентрации. Современный ритм жизни сопровождается постоянной стимуляцией симпатическо ...>>

Открыта планета с уникальным вращением 16.06.2025

В поисках новых миров и понимания их устройства астрономы постоянно сталкиваются с неожиданными открытиями, которые ставят под сомнение привычные теории о формировании и движении планет. Одним из таких необычных объектов стала потенциальная экзопланета, вращающаяся в нашей галактике Млечный Путь под углом 90 градусов относительно плоскости орбит своей материнской системы - пары коричневых карликов. Это открытие было сделано с использованием Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории, расположенного в Чили. Ученые обнаружили объект под обозначением 2M1510 (AB)b, который, вероятно, обращается вокруг двух коричневых карликов системы 2M1510 под практически перпендикулярным углом к их орбитам. Такой тип вращения является беспрецедентным и может существенно расширить наши знания о возможных траекториях планет в двойных звездных системах. Интересно, что планета была обнаружена не с помощью традиционного метода транзитов, когда объект на короткое время заслоняет свет звезды, ...>>

Получение влаги из воздуха без затрат энергии 15.06.2025

Вода - один из важнейших ресурсов на планете, и поиск новых способов ее получения особенно актуален в условиях глобального изменения климата и растущей засухи. Традиционные методы сбора воды из воздуха часто требуют затрат энергии или высокой влажности, что ограничивает их эффективность и применение. Однако группа американских инженеров сделала значительный прорыв, разработав материал, способный извлекать воду из атмосферы без использования дополнительной энергии. Команда исследователей из Пенсильванского университета совместно с учеными из Технического университета Мюнхена представила новый класс наноматериалов, которые используют явление капиллярной конденсации. Этот процесс заключается в том, что водяной пар превращается в жидкость внутри крошечных пор материала, даже при невысокой влажности воздуха. Такое сочетание гидрофильных и гидрофобных элементов внутри наноструктуры позволяет собирать воду там, где традиционные методы оказываются бессильны. В ходе экспериментов ученые и ...>>

Случайная новость из Архива Недосып ведет к обжорству 24.01.2012 Новые данные, полученные шведскими исследователями из университета Уппсалы, указывают на то, что недостаток сна запускает в мозге механизмы, ведущие к перееданию. Результаты более раннего исследования продемонстрировали, что на утро после абсолютно бессонной ночи организм молодых мужчин с нормальной массой тела значительно снижал потребление энергии. Более того, у них отмечалось обостренное чувство голода, что свидетельствовало о способность острого недостатка сна влиять на восприятие человеком пищи. В своей новой работе исследователи провели систематический анализ, целью которого было выявление среди вовлеченных в формирование ощущения голода регионов мозга зон, подверженных влиянию нехватки сна. С помощью метода функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ) они проанализировали активность головного мозга 12 мужчин с нормальной массой тела, в то время как они рассматривали блюда разной калорийности. Сравнение результатов, полученных после бессонной ночи с результатами, полученными при обследовании выспавшихся мужчин, показало, что в первом случае у участников наблюдалась повышенная активность в правой передней части поясной извилины коры головного мозга. Выраженность наблюдаемой закономерности не зависела ни от калорийности рассматриваемого блюда, ни от результатов предварительной оценки испытываемого чувства голода, ни от измеряемой натощак концентрации глюкозы в крови. Однако результаты оценки силы чувства голода, проведенной после окончания сканирования мозга, были пропорциональны уровню активации указанного участка коры мозга. Полученные результаты говорят о том, что бессонная ночь является сильным стимулом к поглощению пищи, независящим от реального чувства голода и уровня глюкозы в крови. Вполне возможно, что этот механизм вносит существенный вклад в растущую проблему ожирения среди населения стран Западной Европы и США.

Другие интересные новости:

▪ Микро-ПК Intel Edison

▪ ON Semi выпустила новые N-канальные МОП-транзисторы на 600 вольт

▪ Передатчик Analogix SlimPort ANX7688

▪ Сознание как баланс взаимодействия между нейронами

▪ Мобильный фотоаппарат

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сборка кубика Рубика. Подборка статей

▪ статья Укор невежд, укор людей. Крылатое выражение

▪ статья Где находится самый большой коралловый риф Земли? Подробный ответ

▪ статья Чилон. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Система зажигания для автомобиля Самара. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Угадывание предмета. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025