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:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Шпионский глаз 17.02.2012 С помощью нового гаджета от ZionEyez вы можете дать любому человеку возможность в реальном времени посмотреть на происходящее вашими глазами. Компания ZionEyez анонсировала устройство, которое бы вполне не плохо смотрелось в арсенале Джеймса Бонда или любого другого секретного агента. Речь идет о стильных очках с вмонтированной в них камерой, способной снимать видео с разрешением 720р в течение трех часов без перерыва. Видеокамера настолько миниатюрна, что заметить ее практически невозможно. Скопировать записанное видео с устройства можно через USB, Bluetooth или Wi-Fi. Кроме того, установив на свой смартфон или планшетный ПК под управлением iOS или Android специальное приложение и привязав к нему очки ZionEyez, вы сможете вести видеотрансляцию с них на прямую в Интернет. Цена новинки составляет $200.

Другие интересные новости:

▪ От любви растут нервы

▪ Предсказана супер-вспышка на Солнце

▪ Оптимизация оборудования снижает энергопотребление 5G

▪ Экологически чистые батарейки

▪ Чем дышат компьютеры

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Личный транспорт: наземный, водный, воздушный. Подборка статей

▪ статья Винтовка. История изобретения и производства

▪ статья Кто такие Семеро спящих? Подробный ответ

▪ статья Коричник Лоурейра. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Устройство управления аквариумом. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Переход механической энергии в теплоту. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026