Виберіть свою мову

Пропонований автомат звільнить власника дачної ділянки від турботи про своєчасної поливання городу. Він не тільки подасть у систему зрошення необхідну для достатнього зволоження ґрунту кількість води, але і вчасно поповнить її запас в накопичувальному баці. Деталі, потрібні для складання автомата, легко знайти навіть у віддалених від промислових центрів місцевості.

Проблеми "автоматизації" городу на сторінках журналу "Радіо" приділено чимало уваги. Були запропоновані різноманітні варіанти її вирішення [1-7], кожне зі своїми особливостями. Після їх аналізу було прийнято рішення розробити власний варіант автомата, що поєднує переваги розглянутих і позбавлений, по можливості, їх недоліків.

Для управління поливанням рослин, перш за все, необхідний датчик, що реагує на вологість грунту. Як показано на рис. 1, він виготовлений з двох односторонньо фольгованих стеклотекстолитовых пластин розмірами 1 150x25x2 мм. В кожній просвердлено по 70-80 отворів діаметром 1,5 мм, рівномірно розподілених по всій поверхні.

(натисніть для збільшення)

Пластини 1 з припаяними до фользі дротами закріплені паралельно один одному фольгою всередину за допомогою гвинтів 2 і ізолюючих втулок 4. У двох місцях між пластинами є поролонові вставки 3 (розміри заготовки 25x20x12 мм). Зібраний датчик обмотаний по периметру липкою стрічкою, захищає від попадання всередину частинок грунту.

Датчик закопують в землю на невелику глибину. Поролон вбирає воду, проникає через отвори в пластинах, в результаті електричне опір датчика (1...2 МОм у сухому стані) зменшується до 40...200 Ом при повному насиченні вологою.

Другий датчик рівня води в накопичувальному баці - виготовлений з відрізка силового кабелю АВВГ 4x4 мм2, введеного в бак зверху. Кінці чотирьох алюмінієвих проводів приблизно на 200 мм очищені від ізоляції. Два з'єднаних разом дроти утворюють загальний електрод датчика. Їх кінці закріплені горизонтально у самого дна бака. Кінець третього проводу розміщений аналогічним чином на 150 мм вище.

Це - електрод "Мало". Кінець четвертого проводу (електрод "Багато") знаходиться в верхній частині бака на достатньому для виключення переливу відстані від його зрізу.

Схема автомата показана на рис. 2. Вузол управління поливанням зібраний на транзисторах VT1 -VT3 і реле К1. Поки вологість грунту задовільна і опір датчика невелика, транзистор VT1 закритий, а утворює з ним тригер Шмітта транзистор VT2 відкритий. Напруга, що надходить через емітерний повторювач на транзисторі VT3 на обмотку реле К1, недостатньо для спрацьовування останнього.

По мірі висихання грунту опір датчика і напруга на базі ранзистора VT1 ростуть. У певний момент напруга стане достатнім для перемикання тригера. Напруга на обмотці реле К1 стрибком збільшиться. Спрацювавши, воно замкне ланцюг живлення електромагнітного клапана, що відкриває доступ води з накопичувального бака в зрошувальну систему або насоса, що подає у неї воду. Миготливий світлодіод HL3 зеленого кольору світіння покаже, що поливання йде.

З зволоженням грунту опір датчика впаде, напруга на базі транзистора VT1 стане менше порога перемикання тригера, що призведе до повернення пристрою в початковий стан. Поливання завершена.

Спрацьовування реле К1 потрібної вологості домагаються регулюванням підлаштований резистора R3. Іноді доводиться змінити і номінал резистора R2.

Діоди в емітерної ланцюга транзисторів VT1, VT2 - з різних напівпровідникових матеріалів (VD4 - германієвий, VD5 - кремнієвий). Це покращує температурну стабільність порога спрацьовування приладу.

Конденсатор С7, збільшуючи час спрацьовування і відпускання реле, усуває 'брязкіт", нерідко передує перемикання. Він же зменшує до безпечного значення амплітуду викидів напруги на обмотці реле. Діоди VD1 і VD2 разом з конденсатором С4 служать для усунення шкідливого впливу наведень, неминучих при великий довжині проводів, що з'єднують автомат з датчиком вологості.

Реле К1 - РМУ паспорт РС4.523.330 (опір обмотки - 430 Ом). Можна застосувати й інші, розраховані на комутацію ланцюгів змінного струму частотою 50 Гц, напругою 250 В при струмі до 5 А. Наприклад, серії ПЕ-36 з котушкою на 24 В постійного струму.

Пристрій керування подачею води в накопичувальний бак складається із двох майже однакових вузлів, реагують на її мінімальний і максимальний рівні. Коли бак порожній, резистори R1 і R5 підтримують на входах елементів DD1.1 і DD1.2 рівень лог. 1. Ланцюги R6C2 і R7C6 служать фільтрами, що пригнічують наводки і імпульсні перешкоди.

Рівень на виходах зазначених вище елементів в цьому стані - лог. 0, а на виходах елементів DD1.3 і DD1.4 - лог. 1. Світлодіод HL1 (миготливий червоного світіння) включений і сигналізує, що бак порожній. Світлодіод HL2 (зеленого світіння) погашений. Транзистори VT4-VT7 відкриті.

Спрацювало реле К2 замикає ланцюг обмотки реле КЗ, у результаті чого спрацьовує і воно, а світлодіод HL4 (жовтого світіння) включається. Контакти КЗ.2 замикають ланцюг живлення насоса, що подає воду в бак.

Вода, яка досягла електрода "Мало", різко зменшить опір між ним і загальним електродом. Рівень лог. 1 на вході елемента DD1. 1 зміниться на лог. 0. В внаслідок згасне світлодіод HL1 і буде закритий складовою транзистор VT4VT6. Однак завдяки замкнутим контактам К3.1 це не призведе до зміни стану реле К2 і КЗ і насос продовжить роботу.

Коли бак буде заповнений до електрода "Багато", змінять стан елементи DD1.2 і DD1.4, буде включений світлодіод HL2 і закритий складовою транзистор VT5VT7. Світлодіод HL4 згасне, реле КЗ, а за ним і К2 відпустять якорі. Подача води в бак буде припинена і не відновиться, поки її рівень не опуститься нижче електрода "Мало", після чого описаний вище процес буде автоматично повторений.

Реле К2 - РЭС22, паспорт РФ4.500.131 або РЭС9, паспорт РС4.524.200. Реле КЗ аналогічно К1. Якщо електродвигун насоса потужністю понад 1 кВт, для його включення необхідний електромагнітний пускач відповідної потужності, наприклад, серії ПМЕ-100 або ПМЕ-111. У подібному випадку контакти К3.1 повинні комутувати ланцюг обмотки пускача.

Напруга живлення автомата (24 В) навіть в "польових" умовах при підвищеній вологості не представляє небезпеки для людини. Однак проти його випадкового попадання під напругу 220 В, наприклад, при пошкодженні ізоляції між первинною і вторинною обмотками трансформатора живлення, необхідно прийняти всі заходи. Краще всього використовувати трансформатор, обмотки якого перебувають у різних секціях каркаса. Слід передбачити можливість швидкого автоматичного або ручного аварійного відключення обох висновків первинної обмотки від мережі.

Загальний провід пристрою слід надійно заземлити, а всі роботи проводити з дотриманням "Правил улаштування та експлуатації електроустановок споживачів" і заходів пожежної безпеки.

Література

  • Ахметжанов Н. Вузол керування насосом. - Радіо, 1989, № 2, с. 25.
  • Біленький В. Автомат для теплиці. - Радіо, 1990, № 11, с. 34-36; № 12, с. 36-39.
  • Калашник Ст. Автоматична водокачка. - Радіо, 1991, № 6, с. 32, 33.
  • Ваганов А.с беспоплавковым датчиком. - Радіо, 1992, № 1, с. 23, 24.
  • Агарков А.с поплавково-герконовим датчиком. - Радіо, 1992, № 1, с. 24, 25.
  • Нечаєв В. Автомат керування насосом. - Радіо, 1995, № 3, с. 38, 39.
  • Татарко Б. Автомат керування водяним насосом. - Радіо, 2003, № 8, с. 46.
  • Автор: А. Марков, р. Тулома Мурманської обл.