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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Цвет Марса связан с его прошлым 17.02.2025 На протяжении тысячелетий человечество задавалось вопросом: почему Марс имеет характерный красный оттенок? Современная наука утверждает, что причина кроется в высоком содержании оксидов железа в пыли, покрывающей поверхность Красной планеты. Однако разнообразие этих оксидов ставит перед учеными новые задачи, ведь некоторые из них могли образоваться только в условиях, потенциально пригодных для зарождения жизни. Таким образом, разгадка цвета Марса может стать ключом к пониманию его прошлого и, возможно, ответить на вопрос, существовала ли когда-либо жизнь на этой планете. Основная сложность заключается в невозможности точного анализа марсианской пыли без доставки образцов на Землю. NASA сталкивается с трудностями в реализации своей программы по возвращению образцов, и ожидается, что эта миссия будет осуществлена не ранее конца 2030-х годов. Тем временем китайские ученые активно работают над технологиями сбора и доставки марсианского грунта, стремясь опередить NASA и выполнить эту историческую миссию до 2035 года. В условиях отсутствия образцов марсианской почвы ученые вынуждены полагаться на спектральные данные, моделирование процессов и лабораторные эксперименты, воссоздающие марсианские условия. Группа американских ученых провела масштабное исследование, объединив данные, полученные с орбитальных аппаратов NASA и ESA, а также марсоходов NASA. Основное внимание было уделено анализу поверхности Марса и возможности образования таких оксидов железа, как ферригидриты. Эти соединения образуются при относительно низких температурах в присутствии кислорода и жидкой воды, что указывает на потенциальную обитаемость планеты в прошлом. "Фундаментальный вопрос о красном цвете Марса волновал ученых на протяжении многих веков", - отмечают исследователи. "Наш анализ позволяет предположить, что ферригидрит присутствует повсеместно в марсианской пыли и, возможно, в горных породах. Хотя идея о ферригидрите как причине красного цвета Марса не нова, теперь мы можем проверить эту гипотезу с большей точностью, используя данные наблюдений и новые лабораторные методы, позволяющие воссоздать марсианскую пыль в земных условиях". Полученные данные открывают новые перспективы для изучения потенциальной обитаемости Марса в прошлом и подчеркивают важность сотрудничества между NASA и его международными партнерами. Эти исследования не только помогают ответить на фундаментальные вопросы о нашей Солнечной системе, но и способствуют развитию космической отрасли. Таким образом, тайна красного цвета Марса постепенно раскрывается, открывая новые горизонты для понимания прошлого и будущего Красной планеты.

Другие интересные новости:

▪ Наноматериал из марсианской почвы

▪ Пятно на банане

▪ Передача данных из мозга в компьютер по венам

▪ Ледоколы должны плавать задом наперед

▪ Ядро Земли твердое

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тембра, громкости. Подборка статей

▪ статья Собаку съесть. Крылатое выражение

▪ статья Что такое шок? Подробный ответ

▪ статья Обучение приемам оказания первой помощи пострадавшим

▪ статья Конвертер сигналов DRM для DEGEN 1103. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электрический театр. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025