Одне з основних умов успішного вирощування квітів та овочів в теплицях - дотримання необхідного світлового режиму. Його можна забезпечити автоматично пристроєм, про який розповідається в цій статті. Крім теплиць, воно знайде застосування для освітлення акваріумів, а також у приміщеннях, де необхідно продовження світлового дня, наприклад, у пташниках та на тваринницьких фермах.
Пропонований автомат "Світловий день" включає освітлення при настанні сутінків і вимикає його при закінчення запрограмованого часу світлового дня. яке в залежності від виду рослини може регулюватися в межах від 12 до 15 год з інтервалом в одну годину.
Принципова схема автомата "Світловий день" наведена на рис. 1. Він складається з задаючого генератора і подільника частоти проходження імпульсів на мікросхемі DD1, дільника частоти на 60 на мікросхеми DD4 і лічильника з попередньою установкою, виконаного на мікросхемі DD6, формувача імпульсів на елементах DD2.1, DD2.2 і блоку управління.
(натисніть для збільшення)
Час світлового дня програмується шляхом встановлення коду в лічильнику DD6. Мінімальний час становить 12 год (обидва перемикача в зазначеному на схемі положенні). Цей час може бути збільшено на 1, 2 або 3 години включенням SB2 і (або) SB3. Реально менше зазначеного на 21 хв, оскільки на перший фронт вихід DD4 виникає через 39 хв після скидання.
Після включення напруги живлення на вході елемента 9 DD2.3 присутні рівень лог. 0, а на його виході - рівень лог. 1, що обнуляє тригери DD5.1 і DD5.2 і проводить попередню установку лічильника DD6.
Кварцовий генератор і дільник частоти проходження імпульсів на мікросхемі DD1 починають працювати відразу після подачі на них напруги живлення. З виводу 10 мікросхеми DD1 імпульси з періодом 1 хв надходять на вхід дільника на 60 на мікросхеми DD4. Однак лічильник поки не починає рахунок, оскільки на вхід R мікросхеми DD4 і на вхід переносу PI лічильника DD6 з вив. 2 тригера DD5.1 подається забороняє рівень лог. 1.
У темний час доби опір фоторезистора більше опору R3 резистора R2 і тому на висновки 1, 2 елемента DD2.1 мікросхеми DD2 напруга перевищує поріг перемикання мікросхеми, а на рахунковому вході тригера З DD5.1 - лог. 0.
Вранці, коли освітлення збільшується, опір фоторезистора R3 зменшується і напруга на висновках 1.2 елемента DD2.1 також починає зменшуватися. Коли воно доходить до напруги перемикання елемента DD2.1, ланцюжок D02.1, DD2.2, DD2 4 переходить в інший стан. Цей процес прискорюється за рахунок позитивної зворотного зв'язку через конденсатор C3 Тригер DD5.1 перемикається, на його інверсному виході з'являється лог. 0, який дозволяє роботу лічильників DD4 і DD6, а також забороняє проходження імпульсів через елемент DD2.4. Щогодини стан лічильника DD6 буде зменшуватися на одиницю.
При пуску пристрою розряди 4 і 8 лічильника DD6 записується 1. Проинвертированная елементом DD3.3 вона забороняє проходження імпульсів через DD3.1, і тригер DD5.2 вранці не може змінити свого стану.
Мінімум через п'ять годин на виході 8 DD6 з'явиться лог. 0, на вході 2 DD3.1 - лог. 1. Вона дозволить проходження імпульсів від формувача DD2.1, DD2.2 на вхід З тригера DD5.2.
Увечері, коли природне освітлення зменшується, опір фоторезистора R3 збільшується. Тоді на вив. 3 елемента DD3.1 з'являється рівень лог. 0, а на рахунковому вході 11 тригера DD5.2 - рівень лог. 1. У підсумку тригер змінить своє стан і закриє елемент DD3.2 для проходження імпульсів. Подальше зміна освітлення фотодатчика не буде впливати на роботу автомата до тих пір, поки не закінчиться встановлений час.
Після зміни стану тригера на вив. 13 елемента DD5.2 з'явиться рівень лог. 1, який надійде на диференціюючу ланцюжок C6R7. З виходу DD7.2 імпульс тривалістю 0,6 с через резистор R9 надійде на базу транзистора VT2 і відкриє його. Спрацює реле К2, і через його замкнувшись контакти К2.1 надійде харчування на пускове реле КЗ (рис. 2). При його спрацьовуванні замкнуться контакти КЗ. 1 - К3.4. Контакт К3.1 блокує реле К3, а К3.2 - К3.4 (в залежності від положення перемикачів SA1 - SA3) підключать ту чи іншу лінію освітлення EL1 - EL3.
Після того, як встановлене число імпульсів на лічильнику DD6 буде віднята, на його виході перенесення Р з'явиться лог. 0. На вхід S лічильника DD6 і входи R тригерів DD5.1 і DD5.2 через елемент DD2.3 буде подана лог. 1. Це призведе до заздалегідь визначену настройку обнулення лічильника і тригерів. Диференціюючою ланцюжком C5R6 і інверторами DD7.1, DD7.4 буде сформований імпульс вимикання освітлення, який відкриє транзистор VT1. Спрацює реле К1, і разомкнувшиеся контакти До 1.1 знеструмлять реле КЗ. Його контакти К3.1 - К3.4 розімкнуться, і освітлення вимикається. Це станеться вночі, а вранці цикл роботи автомата повториться.
При роботі в теплиці іноді виникає необхідність продовжити час включення освітлення, це легко зробити за допомогою кнопки SB4 ("Пуск") і SB5 ("Стоп"). За закінчення робіт і вимкнення освітлення необхідно короткочасно натиснути на кнопку SB1 ("Скидання") для установки автомата в початковий стан. Після монтажу автомата з цією ж метою також необхідно натиснути на цю кнопку в темний час доби. Вдень при слабкому освітленні світло можна включити вручну, але перед відходом з теплиці, якщо ще досить світло, його необхідно вимкнути.
В якості джерела резервного живлення використовується батарея "Крона", підключена до основного джерела через діод VD1. При споживаному струмі в режимі рахунку близько 0,5 мА (в режимі спрацьовування реле - 20 мА) резервної батареї вистачає на весь сезон вирощування овочів.
Фоторезистор краще розташувати в такому місці теплиці, де в нічний час на нього не падає місячне світло і світло від автомобільних фар.
Налагодження пристрою починають з перевірки працездатності генератора і дільників частоти слідування імпульсів на мікросхемі DD1. Це можна зробити навіть авометром, перевіривши наявність секундних імпульсів на виводі 4 і хвилинних - на виведення 10 мікросхеми DD1. Далі перевіряють сигнал на виводі 4 елемента DD2.2. Для цього прикривають від світла фоторезистор R3 і підбирають такий спротив резистора R2, при якому на виводі 4 встановлюється рівень лог. 1. Опір резистора R2 залежить від обраного рівня освітленості, при якому повинен спрацьовувати автомат.
Після цього слід розімкнути перемичку між контактами ХТ1 - ХТ2 і контакт ХТ2 з'єднати з вив. 4 DD1. При наявності частотомера з стартстопным входом його слід підключити до висновку 9 мікросхеми DD4, а лічильний вхід - до контакту ХТ2. Потім потрібно включити настільну лампу і закрити від світла фоторезистор. За закінчення рахунку на частотомере повинно висвітитися число, рівне виставленому на настановних входах лічильника DD6 і висловленим у хвилинах. Якщо не частотомір має старт-стопного входу, його лічильний вхід підключають до висновку 10 мікросхеми DD4, але тоді высвеченное число буде виражена в годинах.
При відсутності частотомера в момент включення настільної лампи потрібно засікти час з точністю до хвилини, і тоді кількість хвилинних імпульсів, поданих на лічильник DD6, повинно дорівнювати числу, виставленому в двійковому коді на його настановних входах. Для надійного визначення моменту зупинки лічильника (на око) паралельно обмотці реле К1 через резистор 1 кОм підключають червоний світлодіод. Закінчивши перевірку працездатності пристрою, слід відновити перемичку між контактами ХТ1-ХТ2.
Автомат змонтований на друкованій платі з фольгованого склотекстоліти товщиною 1,5 мм розмірами 100x60 мм. Її види з боку друкованих провідників і з боку деталей показано на рис. 3.
(натисніть для збільшення)
У пристрої застосовані резистори МЛТ-0,125. Конденсатори С1 - C3, С5, С6 - КМ-6, С4, С7 - К53-1. Транзистори КТ315Б замінні будь кремнієвими малопотужними структури п-p-n з допустимим струмом колектора не менше 100 мА.
Замість мікросхеми К561ИЕ11 (DD6) підійде К561ИЕ14 (для рахунку в двійковому режимі її вив. 9 повинен бути підключений до ланцюга +9 В), К561ЛА7 (DD2, DD3. DD7) і К561ТМ2 (DD5) замінні аналогічними мікросхемами серії К176. Реле К1, К2 - РЭС49 паспорт РС4.569.426. Багаторічна їх експлуатація показала стійку роботу в автоматі. Зазначені реле можна замінити на РЭС32 паспорт РФ4.500.341 або РЭС15 паспорт РС4.591.003. Перемикачі SB1 - SB3 - П2К.
Фоторезистор R3 використаний автором від оптопари ОЭП14, з якої видалена лампочка, а світлочутливий шар залитий епоксидною смолою. Оптопара ОЭП14 містить два фоторезистора (вив. 2,6 і 3,5), їх краще з'єднати паралельно. Допустимо використовувати і будь-який інший фоторезистор, передбачивши його підстроювання (як було сказано вище) підбором опору резистора R2. З'єднувальний провід до фоторезистору довжиною 1 м повинен бути екранованим. Кварцовий резонатор ZQ1 - РК71, його можна замінити на будь-який від несправних кварцових годин, а якщо його частота в два рази нижче, то вив. 7 мікросхеми DD1 слід з'єднати не з вив. 4, а з вив. 6.
Реле кріплять до плати двома мідними дужками, а кварцовий резонатор встановлюють через гумову прокладку.
Плату найкраще помістити в корпус екранує.
Автор: Н.Заєць, п. Вейделевка Бєлгородської обл.