Виберіть свою мову

Пропоную увазі улюбленого журналу розроблену мною систему автоматичного поливу і обприскування рослин, що добре зарекомендувала себе як у кімнаті, так і в теплиці, зимовому саду і квітнику. Вона включає в себе дві взаємопов'язані підсистеми: "датчик - водопостачання" (рис. 1) і автомат електронного управління (рис. 2). Причому якщо перша легко збирається навіть - початківцями, то другу краще доручити тим, хто має достатній досвід і знання в області електро - і радіотехніки.


Рис. 1. Підсистема "датчик - водопостачання" для автоматичного догляду за кімнатними рослинами: 1 - бак з водою; 2 - еластичний трубопровід (силіконова чи гумова трубка); 3 - електрокерований насос; 4 - трійник; 5 - водяна електроклапан; 6 - кільце крапельного поливу; 7 - форсунка (розпилювач від аерозольного балончика); 8- саморобний датчик вологості; деталі 3...5 - від омивача автомобіля ВАЗ-2109; кількість деталей 2,4...8 - за місцем; а - двосторонній фольгований склотекстоліт; б - електрод (графітний стрижень олівця, 2 шт.); - контактна дротяна обмотка; р - вивід (провід типу МГШВ, 2 шт.); д - захисний чохол (компаунд або відрізок вінілової трубки)


Рис. 2. Принципова електрична та функціональна схеми керування автоматичним обприскуванням і поливом з урахуванням індивідуальних особливостей рослин

Спочатку розрахована на обслуговування трьох (цінних для автора) рослин, система може бути використана і як багатоканальний. Всі канали абсолютно ідентичні, що істотно полегшує їх монтаж.

Алгоритм роботи системи такий, що велику частину часу автоматика (за винятком чергового фотореле) і датчики знеструмлені. Це зроблено для того, щоб підвищити економічність апаратури, не провокувати стреси у рослин постійно протікає через грунт струмом, а також не допускати так званої електрохімічної поляризації, що призводить до помилкового спрацьовування автоматики.

З настанням світлого часу доби спрацьовує чергове фотореле, яке включає блок живлення і подає на 5-7 хв (інтервал часу, що задається головним таймером) 12-вольтное напругу на електродвигун насоса. Той починає заповнювати "гідравліку" водою і обприскувати рослини, нацьковуючи зайву воду через форсунки, що виконує в даному випадку функції запобіжного клапана.

Таке ж 12-вольтное напруга подається через своє реле часу з витримкою до 15 секунд на субблок вимірювання, що відповідає за чіткість і правильність виміру вологості грунту. І якщо остання виявляється нижче необхідного рівня, встановлюється індивідуально для кожної рослини, то на виході схеми з'являється сигнал високого рівня, який підводиться до входу тригера субблока управління. Спрацьовуючи, той відкриває електроклапан на час, обумовлений ще одним реле часу, витримка якого встановлюється залежно від інтенсивності поливу, розміру вегетаційного судини та інших факторів.

Після закінчення заданого тимчасового інтервалу клапан закривається і подача води припиняється. Автоматично головний таймер виключає блок живлення, вимкнути обидві підсистеми за винятком фотореле, яке перебуває в черговому режимі до наступного ранку. Якщо ж вологість ґрунту при наступному включенні в нормі, то поливу не відбудеться. Система зведе свою опіку над рослинами лише до обов'язковому ранкового обприскуванню - при спрацьовуванні на світанку фотореле.

Тепер про особливості підсистеми "датчик - водопостачання".

Датчик вологості являє собою щуп із смужки склотекстоліти, з якого видалена більша частина фольги (тільки зверху залишено приблизно 10 мм). Два шматочки графітного стрижня від олівця (довжиною 15-20 мм кожний) щільно обмотані дротом на 10 мм і припаяні до фользі стеклотекстолитовой смужки з протилежних сторін. Зверху до грифелям припаяні дроти і вся конструкція герметизована компаундом.

У пристрої поливу використані електроклапани, гнучкі прозорі трубки, пластмасові трійники, а також електродвигун омивача лобового скла від автомобіля ВАЗ-2109 (ємність бака омивача замала, тому краще взяти 25-літрову пластикову каністру). В електродвигуні для зниження шуму і зменшення струму споживання ослаблений притиск щіток.

Навколо рослини з трубки згорнуто кільце поливу і на його внутрішній стороні проколоті невеликі отвори. Якщо посадка рядковая, то трубку в кільце можна не згортати, а протягнути між рядками. Форсунки обприскування взяті від аерозольних балонів. Ці деталі розташовані над квітами на П-образної штанзі і з'єднані послідовно.

Іноді при низькорослості або малолиственности обприскування рослин може вплинути на показання щупа. В такому випадку його слід прикрити конусним ковпачком, який не повинен стикатися з грунтом. Якщо пристрій застосовується на великій площі, то до одного блоку вимірювання можна підключити декілька щупів, розташованих у різних місцях.

Тепер про роботу принципової електричної схеми. При затемненні датчика VR1 збільшується його опір, що приводить до закривання транзистора VT1. На транзисторах VT1 - VT2 зібраний тригер Шмітта, щоб забезпечити гістерезис при повільній зміні вхідного сигналу і домогтися чіткого спрацьовування реле К1.

При появі на затворі VT3 напруги реле К1 замикає ланцюг навантаження - субблок 12-вольтна харчування. Для того, щоб він був включеним обмежений час (5-7 хв), передбачається транзистор VT4 з ланцюгом розряду R8C1. Як тільки конденсатор С1 розряджається до порогового значення, то відкривається VT4, замикаючи затвор VT3 на загальний провід, і реле К1 відключається. У цьому стані схема знаходиться до наступного вечора.

Підсистема "датчик - водопостачання" для автоматичного догляду за кімнатними рослинами

Вдень конденсатор С1 розряджається через резистори R6 і R8. Отже, при черговому висвітленні датчика реле спрацює протягом інтервалу часу, що задається номіналами R8 і С1.

Пристрій живиться від мережі з бестрансформаторной схеми для зменшення енерговитрат. У режимі очікування він споживає струм близько 30 міліампер.

Субблок 12-вольтна харчування на виході також має пристрій обмеження часу, аналогічне фотореле. Але час обмеження вже інше - 15 секунд, задаються параметрами ланцюга R14C7.

Схема вимірювання зібрана на компараторі, поріг спрацьовування якого встановлюється підлаштування резистором R19. Під ручками регулювання R17 і R19 розташовуються паперові шайби - своєрідні шкали з поділками.

Движок "подстроечника" R19 виставляється в середнє положення. Щуп розташовується в грунт з необхідної вологості. Обертанням ручки R17 підбирається момент спрацьовування реле К3. Регулювання виконується для кожної рослини (кожного каналу окремо.

Тригер на мікросхемі DD1 забезпечує чіткість спрацьовування реле К3. Щоб лімітувати тривалість його утримання (а значить, і поливу), вводиться обмежувач, час якого підбирається номіналами резистора R24 і конденсатора С12. Для більш зручної налагодження апаратури при зміні однієї рослини на інше ці елементи схеми виконані у вигляді знімного модуля. Не зайве мати під руками кілька модулів, налаштованих на різний час (від кількох секунд до декількох хвилин).

Практично вся інформація про деталі міститься в принципової електричної схемою. Можна лише уточнити, що постійні резистори - типу МЯТ, а підстроювальні - СП-3-19, причому R17 і R19 можна замінити постійними резисторами після вимірювання різних рівнів вологості грунту. Конденсатори С1, С2, С4-С12 широко відомих типів К50-35, а СЗ - К73-17 на 500 Ст. Реле підійдуть будь-які, лише б їх обмотка була розрахована на 12 В, а контакти надійно працювали при струмі комутації 0,6 А.

Трансформатор готовий або саморобний, з двома вторинними обмотками, здатними віддавати в навантаження по 12 В при струмі 1 А (стабілізована для електроніки) і 8 А (звичайна, для живлення електроклапанів двигуна насоса). Названі параметри з деяким запасом, передбачають розширення пристрою і підключення нових клапанів з розрахунку 0,4 А на кожен клапан.

Автор: С. Савлюков