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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Скоростной интернет между Землей и Луной 23.03.2022 Стартап компании Aquarian Spac получил начальное финансирование для развертывания высокоскоростной коммуникационной сети на Луне. Над околоземной орбитой нынешняя связь зависит от технологий 1960-х годов, что делает загрузку лунных и космических данных чрезвычайно медленным процессом. Более того, отсутствие высокоскоростной связи создаст серьезное препятствие для лунных операций и будущих исследований Марса. Эксперты надеются, что система Solnet поможет улучшить связь над околоземной орбитой, которую, по словам Джона Ротондо, технического директора стартапа, не хватает, чтобы справиться с растущим количеством предлагаемых миссий на Луну. Данные планируют передавать со скоростью 100 мегабит в секунду. Solnet хотят запустить в 2024 году. Ротондо также добавил, что для обеспечения непрерывного покрытия Южного полюса, компания намеревается установить в 2025 году второй спутник, но пока не заключила соглашение о запуске ни одного из них. В настоящее время Aquarian Space проводит технические обзоры с несколькими коммерческими поставщиками для миссии NASA CLPS, других американских коммерческих исследователей Луны и международных лунных миссий, чтобы к 2024 году предоставить бесперебойные услуги передачи данных и связи. Клиентам со своей стороны не требуется менять или обновлять технологию, чтобы интегрироваться с сетью Aquarian, что делает это решение очень простым и доступным. "К 2030 году у нас будет около 200 человек, создающих многомиллиардную лунную экономику. Но этого не произойдет без надежной связи между Землей и Луной. Solnet предназначен для того, чтобы разрешить эту ситуацию", - заключил Тим Дрейпер, основатель и управляющий партнер Draper Associates.

Другие интересные новости:

▪ Сверхминиатюрные катушки индуктивности без намотки

▪ Беспилотные аппараты сами построили мост

▪ Самообучаемый нейроморфный процессор Intel Loihi

▪ Суперпозиция электронного состояния изменила свойства тормозного излучения

▪ Мазь против змеиных укусов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Устройства защитного отключения. Подборка статей

▪ статья Вино, вино, на радость нам дано. Крылатое выражение

▪ статья Что заставляет сердце биться? Подробный ответ

▪ статья Анациклус лекарственный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Вертикальная многодиапазонная антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Птичкина хитрость. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025