Система автоматического полива и опрыскивания растений. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дом, приусадебное хозяйство, хобби

 Комментарии к статье

Предлагаю вниманию любимого журнала разработанную мной систему автоматического полива и опрыскивания растений, хорошо зарекомендовавшую себя как в комнате, так и в теплице, зимнем саду и цветнике. Она включает в себя две взаимосвязанные подсистемы: "датчик - водоснабжение" (рис. 1) и автомат электронного управления (рис. 2). Причем если первая легко собирается даже начинающими, то вторую лучше поручить тем, кто имеет достаточный опыт и знания в области электро- и радиотехники.

Рис. 1. Подсистема "датчик- водоснабжение" для автоматического ухода за комнатными растениями: 1 - бак с водой; 2 - эластичный трубопровод (силиконовая или резиновая трубка); 3 - электроуправляемый насос; 4 - тройник; 5 - водяной электроклапан; 6 - кольцо капельного полива; 7 - форсунка (распылитель от аэрозольного баллончика); 8- самодельный датчик влажности; детали 3...5 - от омывателя автомобиля ВАЗ-2109; количество деталей 2,4...8 - по месту; а - двусторонне фольгированный стеклотекстолит; б- электрод (графитный стержень карандаша, 2 шт.); в - контактная проволочная обмотка; г - вывод (провод типа МГШВ, 2 шт.); д - защитный чехол (компаунд или отрезок виниловой трубки)

Рис. 2. Принципиальная электрическая и функциональная схемы управления автоматическим опрыскиванием и поливом с учетом индивидуальных особенностей растений

Изначально рассчитанная на обслуживание трех (ценных для автора) растений, система может быть использована и как многоканальная. Все каналы абсолютно идентичные, что существенно облегчает их монтаж.

Алгоритм работы системы таков, что большую часть времени автоматика (за исключением дежурного фотореле) и датчики обесточены. Это сделано для того, чтобы повысить экономичность аппаратуры, не провоцировать стрессы у растений постоянно протекающим через почву током, а также не допускать так называемой электрохимической поляризации, приводящей к ложному срабатыванию автоматики.

С наступлением светлого времени суток срабатывает дежурное фотореле, которое включает блок питания и подает на 5-7 мин (интервал времени, задаваемый главным таймером) 12-вольтное напряжение на электродвигатель насоса. Тот начинает заполнять "гидравлику" водой и опрыскивать растения, стравливая излишнюю воду через форсунки, выполняющие в данном случае функции предохранительного клапана.

Такое же 12-вольтное напряжение подается через свое реле времени с выдержкой до 15 секунд на субблок измерения, отвечающий за четкость и правильность замера влажности почвы. И если последняя оказывается ниже требуемого уровня, устанавливаемого индивидуально для каждого растения, то на выходе схемы появляется сигнал высокого уровня, который подводится ко входу триггера субблока управления. Срабатывая, тот открывает электроклапан на время, определяемое еще одним реле времени, выдержка которого устанавливается в зависимости от интенсивности полива, размера вегетационного сосуда и других факторов.

После истечения заданного временного интервала клапан закрывается и подача воды прекращается. Автоматически главный таймер выключает блок питания, обесточивая обе подсистемы за исключением фотореле, которое пребывает в дежурном режиме до следующего утра. Если же влажность почвы при следующем включении в норме, то полива не произойдет. Система сведет свою опеку над растениями лишь к обязательному утреннему опрыскиванию - при срабатывании на рассвете фотореле.

Теперь об особенностях подсистемы "датчик - водоснабжение".

Датчик влажности представляет собой щуп из полоски стеклотекстолита, с которого удалена большая часть фольги (только сверху оставлено примерно 10 мм). Два кусочка графитного стержня от карандаша (длиной 15-20 мм каждый) плотно обмотаны проводом на 10 мм и припаяны к фольге стеклотекстолитовой полоски с противоположных сторон. Сверху к грифелям припаяны провода и вся конструкция герметизирована компаундом.

В устройстве полива использованы электроклапаны, гибкие прозрачные трубки, пластмассовые тройники, а также электродвигатель омывателя лобового стекла от автомобиля ВАЗ-2109 (емкость бака омывателя маловата, поэтому лучше взять 25-литровую пластиковую канистру). В электродвигателе для снижения шума и уменьшения тока потребления ослаблен прижим щеток.

Вокруг растения из трубки свернуто кольцо полива и по его внутренней стороне проколоты небольшие отверстия. Если посадка рядковая, то трубку в кольцо можно не сворачивать, а протянуть между рядками. Форсунки опрыскивания взяты от аэрозольных баллонов. Эти детали расположены над цветами на П-образной штанге и соединены последовательно.

Иногда при низкорослости или малолиственности растений опрыскивание может повлиять на показания щупа. В таком случае его следует прикрыть конусным колпачком, который не должен соприкасаться с почвой. Если устройство применяется на большой площади, то к одному блоку измерения можно подключить несколько щупов, расположенных в разных местах.

Теперь о работе принципиальной электрической схемы. При затемнении датчика VR1 увеличивается его сопротивление, что приводит к закрыванию транзистора VT1. На транзисторах VT1- VT2 собран триггер Шмитта, чтобы обеспечить гистерезис при медленном изменении входного сигнала и добиться четкого срабатывания реле К1.

При появлении на затворе VT3 напряжения реле К1 замыкает цепь нагрузки - субблок 12-вольтного питания. Для того, чтобы он был включенным ограниченное время (5-7 мин), предусматривается транзистор VT4 с цепью разряда R8C1. Как только конденсатор С1 разряжается до порогового значения, то открывается VT4, замыкая затвор VT3 на общий провод, и реле К1 отключается. В этом состоянии схема находится до следующего вечера.

Подсистема "датчик- водоснабжение" для автоматического ухода за комнатными растениями

Днем конденсатор С1 разряжается через резисторы R6 и R8. Значит, при очередном освещении датчика реле сработает в течение интервала времени, задаваемого номиналами R8 и С1.

Устройство питается от сети по бестрансформаторной схеме - для уменьшения энергозатрат. В ждущем режиме оно потребляет ток порядка 30 миллиампер.

Субблок 12-вольтного питания на выходе также имеет устройство ограничения времени, аналогичное фотореле. Но время ограничения уже другое - 15 секунд, задаваемые параметрами цепи R14C7.

Схема измерения собрана на компараторе, порог срабатывания которого устанавливается подстроечным резистором R19. Под ручками регулировки R17 и R19 располагаются бумажные шайбы - своеобразные шкалы с делениями.

Движок "подстроечника" R19 выставляется в среднее положение. Щуп помещается в почву с требуемой влажности. Вращением ручки R17 подбирается момент срабатывания реле К3. Регулировка выполняется для каждого растения (каждого канала) отдельно.

Триггер на микросхеме DD1 обеспечивает четкость срабатывания реле К3. Чтобы лимитировать продолжительность его удержания (а значит, и полива), вводится ограничитель, время которого подбирается номиналами резистора R24 и конденсатора С12. Для более удобной отладки аппаратуры при смене одного растения на другое эти элементы схемы выполнены в виде съемного модуля. Нелишне иметь под руками несколько модулей, настроенных на разное время (от нескольких секунд до нескольких минут).

Практически вся информация о деталях содержится в принципиальной электрической схеме. Можно лишь уточнить, что постоянные резисторы - типа МЯТ, а подстроечные - СП-3-19, причем R17 и R19 можно заменить постоянными резисторами после измерения разных уровней влажности почвы. Конденсаторы С1, С2, С4-С12 широко известных типов К50-35, а C3 - К73-17 на 500 В. Реле подойдут любые, лишь бы их обмотка была рассчитана на 12 В, а контакты надежно работали при токе коммутации 0,6 А.

Трансформатор готовый или самодельный, с двумя вторичными обмотками, способными отдавать в нагрузку по 12 В при токе 1 А (стабилизированная для электроники) и 8 А (обычная, для питания электроклапанов и двигателя насоса). Параметры названы с некоторым запасом, предусматривающим расширение устройства и подсоединение новых клапанов из расчета 0,4 А на каждый клапан.

Автор: С.Савлюков

Смотрите другие статьи раздела Дом, приусадебное хозяйство, хобби.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Очки Google Glass будут передавать звук через кость черепа 07.02.2013 Судя по документам Федеральной комиссии связи США (Federal Communications Commission, FCC), носимый компьютер Google Glass будет оборудован не только модулями 2.4GHz 802.11 b/g WiFi и Bluetooth 4.0, но и получит костно-проводящий динамик, благодаря которому пользователи смогут прослушивать аудио без использования наушников. Вибрации, которые будут проходить во внутреннее ухо через кость черепа, позволят человеку слышать не только музыку, но и все, что происходит вокруг него. Об этом говорится в тексте документа FCC в пункте "Встроенный вибрирующий элемент, передающий звук пользователю путем контакта с его головой". Несколько дней назад, напомним, Google подала заявку на патент мобильного компьютерного устройства со встроенным костно-проводящим динамиком. Заметим, что данная технология не является чем-то новым, однако применение в устройствах типа Google Glass может значительно увеличить ее популярность. Прототип очков Google Glass был представлен широкой аудитории полгода назад в рамках конференции Google I/O. После этого носимый компьютер неоднократно демонстрировался публике и даже стал участником нью-йоркской недели моды в сентябре минувшего года. Ожидается, что разработчики получат на руки устройство уже в течение ближайших нескольких месяцев, в то время как для рядовых пользователей гаджет будет доступен лишь в следующем году.

Другие интересные новости:

▪ Игровые мониторы MSI QD-OLED

▪ Куры рассказывают о географических открытиях

▪ Планшеты Samsung Galaxy Tab 3

▪ Люстра на печатной схеме

▪ Прозрачная бумага

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Строителю, домашнему мастеру. Подборка статей

▪ статья Санитарно-технические требования к производственным помещениям и рабочим местам. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Какое достоинство имеет оранжевая долларовая купюра? Подробный ответ

▪ статья Бригадир ремонтно-заготовительного цеха железнодорожного транспорта. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Изготовление трансформатора для радиоаппаратуры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Как ходят ходики. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025