Итак, для начала, приступим к изготовлению помпы.
Нам потребуется CD диск, пластиковая бутылка объемом 1,5 литра от молока (с широким горлышком, внутр. диаметр 33 мм.), супер клей, четырех жильный провод (я взял испорченный провод от зарядки айфона), три винта, шайбы и три гайки и кусок гибкой трубки.
У бутылки и отпиливаем горлышко ножовкой по металлу ровно по краю «юбочки» и ровняем получившийся отрез наждачной бумагой, напильником или бруском.
Таким образом мы готовим так называемую, рабочую камеру помпы.
Далее нам понадобится CD диск, его внутреннее отверстие ровно подходит по размерам к мотору, из диска мы будем делать крыльчатку.
Диск хорошо режется ножницами, и хорошо если он немного подогретый в горячей воде, чтобы не допустить растрескивания разрезаемой кромки.
Берем отпиленную часть от бутылки — нашу рабочую камеру и прикладываем ровно к центру диска той частью где была завинчивающаяся крышка. Очерчиваем маркером кружок и вырезаем обычными ножницами. Полученный диск будет не идеально ровным, но наждачкой можно поправить, главное чтобы диск с минимальным зазором мог помещаться внутри рабочей камеры.
Получилось колечко будущей крыльчатки.
Теперь нужно изготовить лопасти для «пропеллера». Для этого нужна будет половинка диска. Чертим маркером полоску шириной 7 мм и отрезаем ножницами.
Шкурим и ровняем ее.
Далее нарезаем на шесть равных частей по 13 мм, и изгибаем пассатижами с обоих сторон
Дальнейшая процедура потребует максимальной аккуратности, нужно по одной приклеивать лопасти супер клеем на равном расстоянии.
Обратите внимание, лопасти загнуты так чтобы они не загребали воду в отверстие камеры, а наоборот, как бы отбрасывали от центра к отверстию на краю. Мотор при этом будет вращаться только против часовой стрелки. Можно слегка зафиксировать капелькой, выровнять пинцетом и после небольшой просушки добавить клея в недостающие части.
Старайтесь избегать токсичных паров секундного клея. После чего можно просушить и покрыть лаком. У меня под рукой был только лак для ногтей, он достаточно износостойкий.
Затем понадобится кусок гибкого шланга, например я взял кусок от строительного жидкостного уровня.Просверлить ровное отверстие в резьбовой поверхности горлышка не так просто, мне пришлось сначала потренироваться на паре бутылок, в итоге ровно проплавил паяльником и гладко зачистил изнутри чтобы лопасть не задевала за неровности.
Вставляем кусочек шланга отрезанного под небольшим углом с усилием в отверстие горлышка и фиксируем прозрачным клеем типа момента. Трубочка и отверстие камеры должны быть достаточного диаметра, около 8 мм. Желательно вставить трубку не под прямым углом к корпусу, а с учетом того что поток будет вращаться против часовой стрелки.
Для крепления трубки не желательно использовать супер клей, т.к. он при высыхании сильно портит поверхность пластика и корпус становится мутным, теряя прозрачность. Тут отлично подходит прозрачный герметик или клей мент на гелиевой основе.
Теперь остается собрать помпу, прикрепив камеру к мотору, отцентрировать чтобы обеспечить свободное вращение лопастей внутри, закрепить винтами, загерметизировать щели прозрачным герметиком и приклеить сверху прозрачную крышку с отверстием посередине 14 мм.
Напомню, что крыльчатка будет крутиться строго против часовой стрелки, это важно. Далее припаиваем четырех жильный провод к двигателю и покрываем пайку лаком, подпаиваем синий smd светодиод к одной из обмоток (через резистор 1 кОм), анодом к общему.
Теперь при работе он мерцает под водой.Несколько слов о двигателях от винчестеров. Некоторые типы таких моторов при раскручивании ротора руками продолжают вращение в одну сторону заметно с лучшим скольжением чем в другую. То есть при попытке придать вращение по часовой стрелке ротор остановится почти сразу.
Такие устройства имеют другую конструкцию подшипника и эти движки вероятно подходят для наших целей лучше. Хотя у меня оба типа работают в воде давно и отлично поживают.Обмотки проверяются так. Двигатель должен быть с четырьмя контактами. Нам нужно найти один из крайних контактов который является средней точкой.
Этот вывод будет подключаться к плюсу питания, остальные от него по порядку — первый, второй, третий — будут подключены к мосфетам. Тестером меряем сопротивление между всеми соседними контактами. Меньшее сопротивление будет показывать один из крайних контактов.
Это общий, его — на плюсовую шину. Провод крайне желательно зафиксировать на корпусе мотора, для этого можно просверлить пару миллиметровых отверстий и прижать этот шлейф медной скобочкой. Когда помпа готова на ее патрубок одевается изогнутый шланг внутренним диаметром не менее 8 мм.
и длинной 20 см через который и будет осуществляться полив. Теперь можно изготовить печатную плату и спаять девайс. Плата изготавливается из одностороннего стеклотекстолита методом ЛУТ. Обращаю внимание, что картинка трассировки и компоновки печатной платы не отзеркалена для того чтобы проще было сверяться при монтаже. При печати ЛУТ нужно повернуть зеркально, либо использовать файл SprintLayout находящийся в архиве.
Плату также можно нарисовать лаком для ногтей таким образом:
Стержень от шариковой ручки греется (немного!) над пламенем зажигалки, равномерно поворачивая, и ровно вытягивая. Далее тонкий конец отрезается лезвием. Таким образом получается коническая трубочка с очень малым выходным отверстием. Ее можно вставить внутрь шприца объемом 1,5 куб см, и набрав предварительно обычный лак для ногтей рисовать дорожки печатных проводников на плате.
После высыхание плата опускается в травильный раствор. Это может быть смесь медного купороса с солью 1:3, и воды. Раствор готовится как можно более концентрированным Обязателен подогрев, например, над пламенем свечи. Процесс ускоряется при постоянном помешивании. Медный купорос продается в любом сельхозяйственном магазине.
Питание микроконтроллера осуществляется с помощью параметрического стабилизатора напряжения собранного на элементах D1, R7, Q1.
Номинал резистора выбран таким образом чтобы собственное потребление стабилизатора было как можно ниже. Гораздо ниже чем у так называемой «КРЕНки».
Такое схематическое решение позволило сократить потребление до 0,3 mA.
Это очень важно, т. к. от этого зависит длительность работы нашей конструкции без подзаряда аккумуляторов.
Транзистор Q1 — npn не критичен.
Стабилитрон на напряжение стабилизации 5,1 в. Можно из зарядки для мобил. Кварцевый резонатор — 32,768 кГц. Обычный часовой кварц. Из кварцевых часов. В качестве ключей в схеме использованы MOSFET выпаянные из системной платы старого компа. Светодиод SMD. Можно из светодиодной ленты.
Динамик — любой подходящий по габаритам. Можно спикер от мобильного телефона.
Монтаж схемы следует начать со стабилизатора напряжения, после чего замерить напряжение на его выходе (конденсаторы С2 и С3). Оно должно быть 5 Вольт. Дальше можно впаивать микроконтроллер и все остальное. В схеме неиспользованные и разведенные выводы портов микроконтроллера PB0, PB1, PD6 можно использовать для подключения периферии.
Алгоритм программы микроконтроллера построен следующим образом.Контроллер настроен на работу в асинхронном режиме. Прерывания происходят раз в секунду, в это время программа производит подсчет времени, кратковременно мигает светодиодом (каждые 10 секунд) и сразу уходит в спящий режим для экономии энергопотребления.
Если счетчик часов становится равным нулю (сразу после сброса кнопкой или по прошествии 24 часа) производится четырехкратный замер напряжения питания контроллера и сравнивается с внутренним источником опорного напряжения. Если напряжение ниже допустимого то схема издает периодические звуковые сигналы оповещающие о разряде батареи, по прошествии пятнадцати сигналов контроллер настраивается на режим power down и переходит в спящий режим до следующей подзарядки батарей.
В случае если напряжение выше порогового значения — срабатывает звуковой сигнал и загорается светодиод. Далее устанавливается начальное положение ротора двигателя и на обмотки мотора последовательно подаются кратковременные импульсы. Длительности импульсов и паузы между их следованием постепенно уменьшаются, таким образом происходит набор оборотов мотора и дальнейшее постоянное вращение лопасти, обеспечивая тем самым, точную порцию полива.
Светодиод при этом вспыхивает синхронно.По окончанию полива схема снова переходит в ждущий режим для подсчета времени. В этом режиме она находится большую часть времени, этим достигается высокая экономичность потребления энергии (около 0,3 мА).Во время работы основной программы контроллер тактируется от внутреннего осциллятора с частотой 8 мГц, а в режиме сна — внешний часовой кварц позволяет точно считать время.
Кратковременные вспышки светодиода каждые 10 секунд сигнализируют о работе прибора. С начала обнуления секунд он будет мигать 30 минут, а затем вспышки прекратятся на 12 часов и возобновятся спустя еще 12 часов. Таким образом, если установить полив в 00 часов, то мерцания не будут происходить в ночные часы, а только c 12 часов дня.
Прошивка файл Dviglo_mega_avr_V.hex При прошивке нужно настроить на работу от внутреннего RC осциллятора 8 Мгц исходники в программе VR Studio файл Dviglo_mega_avr_V.rarПри наличии платы ардуино не понадобится программатор. (подробная инструкция)Файлы в папке proshivka_arduinoi.
Архив с материалами к статье. Доступен для скачивания только зарегистрированным пользователям.
Внимание! У Вас нет прав для просмотра скрытого текста.
Видео работы устройства:
Автоматизация управления поливом, подкормкой и досвечиванием растений
Принципиальная электрическая схема автомата полива представлена на рисунке 6.13. Программу полива 12 теплиц набирают тумблерами SA2…SA24, программу увлажнения — тумблерами SAI…SA23 (на рисунке не показаны). Поскольку системы полива и увлажнения действуют раздельно, а схемы управления ими аналогичны, то достаточно рассмотреть только схему автоматического управления поливом.
Продолжительность полива одной теплицы (2…4 мин) устанавливают переключателями SA1, а кратность полива (1…5)—тумблерами SA25…SA29. При помощи реле KV1…KV12 и тумблеров SA2…SA24 включают соответствующие группы электромагнитных вентилей полива YA1…YAI2 через промежуточные реле, расположенные в местных шкафах управления. Вентили могут быть включены вручную при помощи тумблера SA30 и переключателя SA31. Последовательность работы элементов схемы показана на рисунке 6.14.
Систему полива включают кнопкой SB (см. рис. 6.13) или по цепи а через реле KV14 в заданное время суток. При этом включаются реле KV18 и KV19 (см. также рис. 6.14). Последнее своими контактами подает от блока питания БП напряжение в схему автомата, а все триггеры элементов Д1…Д13 приходят в исходное положение, и срабатывают реле KV1 и KV13. Вслед за этим срабатывает реле KV20nm включенном тумблере SA25 «Кратность полива 1». Контакты реле KV20 включены параллельно контактам реле KV19 и обеспечивают подключение блока БП к автомату при отпускании кнопки SB.
Одновременно с нажатием кнопки SB и подачей напряжения на схему от блока БДЗ срабатывает реле К VIZ, которое включает основной насос полива НП через промежуточное реле. Если пуск
Рис. 6.13. Принципиальная электрическая схема автомата полива УТ-12
Рис. 6.14. Временная диаграмма работы элементов схемы автомата УТ-12
насоса не произошел, то контакты реле давления воды SPI остались замкнутыми. В этом случае на элемент Д через контакты KV21 поступает сигнал «1», который через 1 мин при помощи кольцевого счетчика БДЗ отключает реле KV23 и подключает реле KV24. Реле KV24 подает команду на включение резервного насоса полива НП. Если в течение следующей минуты давление в системе полива не возрастет, то реле KV24 отключается, а реле KV25 включит звуковой сигнал НА и сигнальную лампу HL «Авария».
Насосы-дозаторы НД используют для подачи растворов минеральных удобрений. С включением насоса НП включается полив первой теплицы. Через контакты KV1 и включенный переключатель SA2 подается сигнал «1» (—24В) на вход элемента Д10 а с выхода элемента Д11 сигнал «1» поступает на элементы Д1 и Д12. На вход элемента Д1 подаются также сигналы с периодом 1 с от генератора импульсов БД1. Период следования этих сигналов увеличивается с помощью триггеров, выполненных на элементах Д2…Д7. В зависимости от положения переключателя SA1 «Время полива» на элемент Д12 поступают сигналы «1» с периодом 0,5, 1, 2, 4, 8 или 16 мин, которые затем через элементы Д12 и Д13 поступают на блок дешифрации БД2 (кольцевой счетчик). Кольцевой счетчик вызывает поочередное срабатывание реле KV1…KV12, которые обеспечивают последовательный полив 12 теплиц с интервалом, равным выбранному времени полива.
Если полив какого-то участка нс предусмотрен, то соответствующий тумблер из SA2…SA24 не включен. В этом случае при срабатывании соответствующего реле из KV1…KV12 на вход элемента Д10 «НЕ» поступает сигнал «0», а с его выхода сигнал «1» поступает на входы Д8уД9, реализующие логическую функцию «И». Так как на вход элемента Д8 поступают также импульсы с периодом 2 с от блока БД1, то через элементы Д9 на вход Д13, а затем на дешифратор БД2 сигнал «1» приходит через 2 с. Этот импульс вызывает переключение дешифратора БД2, и продолжительность прохода неполиваемого участка сокращается до 2 с.
После срабатывания реле KV12, обеспечивающего полив последнего, двенадцатого участка, отключается реле KV13 и включается реле KV14. Это обеспечивает запуск нового цикла полива тех же участков в той же последовательности.
Процесс повторяется до тех пор, пока не реализуется заданная тумблерами SA25…SA29 кратность полива. После этого реле KV20 отключается, прекращая подачу напряжения питания на схему автомата полива. Работа автомата полива прекращается.
Система автоматического управления концентрацией растворов минеральных удобрений (рис. 6.15) позволяет измерять концентрацию растворов с точностью до ± 10 % и управлять ею. Концентрированный раствор минеральных удобрений готовят в специальном бассейне Б, откуда насосам и-дозаторами НД его подают
Рис. 6.15. Принципиальная электрическая схема управления концентрацией растворов минеральных удобрений
через регулирующий клапан КР1 в поливную воду. Насосы НД включаются от реле KV22…KV24 аналогично включению поливных насосов ////(см. рис. 6.13, 6.14).
Концентрацию удобрений в поливной воде измеряют датчиком ДКУ кондуктометрического типа (по электропроводности раствора), в который встроен терморезистор, предназначенный для компенсации температурной погрешности. Датчик устанавливают в трубопровод за участком смешения концентрированного раствора и поливной воды. Его присоединяют через анализатор удобрений АУ к регулирующему прибору РП, который настраивают на двухпозиционное управление исполнительным механизмом ИМ1 при помощи реле KV1 «Концентрация больше», и KV2 «Концентрация меньше». Например, если концентрация минеральных удобрений больше заданной, то срабатывает реле KV1, которое включает исполнительный механизм на уменьшение пропуска клапаном КР1 концентрированного раствора. При этом загорается сигнальная лампа HL1. Если концентрация удобрений меньше заданной, то срабатывает реле KV2 и исполнительный механизм открывает регулирующий клапан КР1. При достижении концентрации заданного значения реле KV1 или KV2 отключает исполнительный механизм. Для улучшения качества двухпозиционного регулирования используют импульсный прерыватель, состоящий из реле KV3 и блока БД генератора импульсов с периодом 20 с.
Значение pH определяют методами физико-химического анализа. Из экспрессивных методов наиболее подходит электрометрический метод измерения pH, принцип действия которого основан на определении потенциалов на электродах, помещенных в исследуемый раствор. Такой электродный датчик измеряет концентрацию водородных ионов pH в растворе и выдает сигнал в виде гальванического напряжения. Датчик измеряет pH с точностью до 0,1. Для растений допускается отклонение до ±0,2 pH, а иногда и до ± (0,3…0,5) pH от оптимальных.
Схема управления значением pH раствора минеральных удобрений показана на рисунке 6.15.
Рис. 6.16. Принципиальная электрическая схема управления подкормкой диоксидом углерода, досвсчиванием растений и включением полива в заданное время
При отклонении pH раствора от заданного значения на выходе датчика ДрН изменяется гальваническое напряжение, которое усиливается усилителем У с большим входным сопротивлением. С усилителя сигнал поступает на исполнительный механизм ЯЛ/2, который изменяет степень открытия регулирующего клапана Кг2. Это приводит к изменению подачи из блока БК специального раствора, корректирующего значение pH раствора удобрений в бассейне Б. Мешалка М с электроприводом обеспечивает выравнивание концентрации минеральных удобрений и значений pH по всему объему раствора.
Для подкормки растений диоксидом углерода можно сжигать природный газ в специальных генераторах или подавать в теплицу дымовые газы из тепличных котельных, реже из специальных газовых баллонов, содержащих СО2. Широко применяемые генераторы Г-4,5 производят в час 4,5 м3 С02, который направляют в теплицу при отсутствии там рабочих и при закрытых форточках.
Схема управления содержанием С02 работает по заданной временной программе с 24-часовым циклом. На вход 12-позиционно- го кольцевого счетчика БД2 (рис. 6.16) от блока генератора БД1 поступают импульсы с периодом 2 ч. Эти импульсы поочередно включают реле KV15. Реле KV15 управляет газогенераторами С02 в теплицах через промежуточные реле.
После отключения реле KV12, завершающего управление подачей С02 в последнюю теплицу, срабатывает реле KV13. Контакты реле KV13 подают нулевой потенциал ко всем триггерам блока БД7, возвращающего их в исходное состояние. Затем вновь подключается реле KV1, и начинается новый суточный цикл.
Триггеры можно перевести в исходное состояние, нажав кнопку 57? «Установка времени 12 ч». Номера теплиц, в которые необходимо подавать С02, набирают тумблерами SA39…SA50, а длительность подачи С02 устанавливают тумблерами SA1…SA12, причем первый включенный тумблер определяет начало подкормки, а
последующий — окончание. При помощи тумблера SA25 вручную управляют содержанием СО2 без ограничения по времени.
Досвсчиванием управляют при помощи реле KV16 в рассадных теплицах.
В теплице устанавливают светильники двух типов: ОТ-400Е и ОТ-400И с ртутной лампой ДРЛФ мощностью 400 Вт. Лампа, подвешенная на высоте 1,5 м, равномерно освещает площадь до 4 м2.
Схема автоматического управления досвечиванием работает аналогично схеме управления содержанием СОг- Контакты реле KV16 подключают фазу Л через тумблеры SA52…SA63 «Участок досвечивания» к распределительным щиткам РУ управления досвечиванием. Длительность досвечивания определяют в часах. Она равна двойному числу одновременно включенных тумблеров SA13…SA24 «3осъечъънъ»у а начало и конец досвечивания определяются первым и последним из включенных тумблеров. Для ручного управления досвечиванием предусмотрены тумблеры на распределительных щитках управления РУ.
Реле KVl…KV12n KV14совместно с блоком дешифрации БДЗи тумблерами SA64; SA2…SA38 осуществляют «Включение полива в заданное время» через реле KV18 (см. рис. 6.13). Номер участка, который необходимо полить, выставляют тумблерами SA27…SA38 (см. рис. 6.16). Блок БДЗ обеспечивает выдержку времени во включенном состоянии до 5 с, после которой реле KV14 обесточивается и сигнал «Пуск» в цепь а управления автоматом полива не поступает.
Алгоритм работы:
- При подаче питания, устройство не активно (на индикаторе мигает текущее значение влажности почвы).
- В рабочем режиме устройство выводит на индикатор показания: текущей влажности почвы, пороговой влажности почвы и времени прошедшего с момента последнего полива. (Пороговая влажность почвы отображается тусклее чем остальные показания). Если устройство находится в рабочем режиме и значение текущей влажности почвы упадёт ниже значения пороговой влажности почвы, то устройство перейдёт в режим полива.
- В режиме полива устройство выводит на индикатор количество секунд до окончания полива и мигает точками, а также подаёт сигнал ШИМ на силовой ключ, который включает насос. Значение ШИМ (скорость мотора насоса) указывается в скетче. Длительность полива устанавливается в режиме ввода значений. По окончании полива, устройство переходит в режим ожидания.
- В режиме ожидания устройство выводит на индикатор надпись STOP и мигает точками. Данный режим предусмотрен для того, что бы влага равномерно распределилась по грунту до перехода устройства в рабочий режим. Время нахождения в режиме ожидания указывается в скетче. По истечении времени режима ожидания, устройство перейдёт в рабочий режим.
- В режим ввода значений можно перейти из любого режима, удерживая обе кнопки «A» и «B» дольше 2 секунд. Данный режим состоит из двух пунктов: • установка пороговой влажности почвы (при котором требуется начать полив) и • установка длительности самого полива. Вначале отобразится значение пороговой влажности, которое можно изменить нажатием или удержанием кнопки «A» (уменьшение), или кнопки «B» (увеличение). Если однократно нажать на обе кнопки «A» и «B», то значение изменится на текущую влажность почвы. После того как пороговая влажность задана, нужно нажать и удерживать дольше 2 секунд обе кнопки «A» и «B», на экране отобразится длительность полива, которую можно изменить нажатием или удержанием кнопки «A» (уменьшение), или кнопки «B» (увеличение). После того как длительность полива задана, нужно нажать и удерживать дольше 2 секунд обе кнопки «A» и «B», устройство перейдёт в рабочий режим.
- Если в режиме полива нажать любую кнопку, устройство прекратит полив и перейдёт в режим ожидания.
- Если в режиме ожидания нажать любую кнопку, устройство перейдёт в рабочий режим.
Виды систем автополива
Поливать в автоматическом режиме можно насаждения, высаженные любым способом: на открытом грунте, в теплице, даже на балконе или на подоконнике. Просто масштабы и способы будут разные. Воду можно подавать несколькими способами:
- Дождевателями. Через специальные устройства вода разбрызгивается по поверхности, имитируя дождь. Такой способ автоматического полива чаще всего применяют для орошения газонов. Трава хорошо реагирует на поверхностное внесение воды. Применение для других насаждений может быть ограничено из-за возможности развития болезней.
- Капельный прикорневой полив. В этом случае вода подводится к зоне высадки растения и подается каплями, иногда — тонкими струйками, в зону расположения корневой системы растения. Такой способ автоматического полива используется для огородных и ягодных культур, деревьев, кустарников, цветов. Его часто монтируют в теплицах, на огородах, в цветниках. Миниатюрные системы можно сделать на балконе или для домашних цветов. Потому что вода подается именно туда, куда нужно, такой полив называют «точечный».
- Подземное внесение воды. Подземная подача воды в основном организовано по капельной технологии. Отличаются шланги — они должны быть более прочными, имеют особенности капельницы: в состав материала, из которого они изготавливаются, вводят гербициды, которые не дают корням растений забивать выходные отверстия. Во всем остальном строение аналогично.
Несмотря на разные способы подачи воды, сама система автоматизированного полива строится одинаково по одним и тем же принципам. Отличаются они рабочим давлением: капельная подача воды может работать даже в самотечных системах с низким давлением — от 0,2 атм, для разбрызгивателей-дождевателей напор должен быть больше.
Второй вариант
Теперь о втором варианте, — автоматическом. Он сам поливает цветок, если земля в нем сухая. Схема его показана на рисунке 2. Для организации полива служит система, предназначенная для омывания стекол автомобиля.
Здесь использован омыватель стекол автомобиля ВАЗ-2109. Он состоит из пластмассового бачка объемом около 5 литров и установленного на нем электрического насоса.
Номинальное напряжение питания насоса, естественно, 12V, поэтому для работы данной системы автоматического полива потребуется источник питания постоянного тока 12V с выходным током не ниже 1А.
Здесь система из двух датчиков, — один реагирует на сухость почвы в горшке, а второй на вытекание воды в подгоршечное блюдечко. Дело в том, что если только контролировать влажность земли в горшке, то может полив осуществляться не достаточно полно.
Потому что первые же капли могут намочить землю между гвоздей датчика влажности, его сопротивление резко уменьшится и полив выключится. И в горшок попадет мало жидкости.
Мы же обычно поливаем цветы, когда в горшке сухо, и пока не станет влажно в блюдечке под горшком, куда стекает избыток влаги, и который потом расходуется растением, по мере высыхания земли в горшке.
Вот и здесь, включение поливальной системы происходит при высыхании земли в горшке, а выключение происходит тогда, когда избыток воды начинает поступать в блюдечко.
Схема показана на рисунке 2. Датчик влажности земли в горшке сделан точно так же, как и в схеме на рис. 1, — в землю воткнуто два гвоздя. Датчик вытекания воды в блюдечко сделан так же из двух гвоздей, но они изогнуты и подсунуты под горшок. Когда вода начинает вытекать из горшка, она образует между ними лужицу.
Рис. 2. Принципиальная схема прибора для автоматического управления поливом комнатных растений.
Сама логическая схема построена на основе RS-триггера на элементах D1.2 и D1.3 микросхемы К561ЛА7. Триггер имеет два устойчивых состояния, что позволяет фиксировать одно состояние, пока не наступает другое.
И так, допустим требуется полив, то есть и в горшке и в блюдце под ним сухо. Сопротивление между гвоздями датчика блюдца высоко, значительно больше сопротивления R2, поэтому на выводе 9 D1.3 устанавливается уровень логической единицы.
Сопротивление между гвоздями датчика влажности земли в горшке тоже высоко, — существенно выше сопротивления резистора R1, поэтому на входы элемента D1.1 поступает напряжение уровня логической единицы.
Следовательно, на выходе D1.1 устанавливается логический ноль, который поступает на вывод 5 элемента D1.2. В результате RS-триггер D1.2-D1.3 переключается в положение с логическим нулем на выходе D1.3, а на выходе D1.4 устанавливается единица, она поступает на затвор транзистора VТ1, который посредством реле К1 включает питание насоса М1.
Насос М1 накачивает воду в горшок. Гвозди датчика влажности земли в горшке быстро намокают, и напряжение на входах D1.1 падает до логического нуля, но это никак не влияет на состояние триггера D1.2-D1.3, потому что вода еще из горшка в блюдечко не вытекает.
Но когда это начинается, возникает лужица между гвоздями датчика блюдечка, и сопротивление между ними становится значительно меньше сопротивления резистора R2.
Это приводит к тому, что на выводе 9 D1.3 устанавливается напряжение логического нуля, и триггер D1.2-D1.3 переключается в исходное состояние, — единица на выходе D1.3.
Следовательно, на выходе D1.4 -ноль, и транзистор VТ1 закрывается, выключая насос. Конденсаторы С1 на напряжение 16V. Диод КД522 можно заменить любым кремниевым. Реле К1 — с обмоткой на 12V. По поводу монтажа обеих устройств, -похвастаться нечем, ибо плат нет вообще.
Были куплены в магазине маленькие коробочки «для иголок и ниток». В них, на кусочек двухстороннего скотча приклеена микросхема «спиной» вниз, «ногами» вверх, и весь монтаж выполнен на её выводах, затем, где это было возможно, детали прижаты так же к этому двухстороннему скотчу. Так что все на нем и держится.
Затем аккуратно закрыто крышечкой, через дырочки в которой выведены провода для подключения. Понимаю, что такой способ монтажа может быть и не самый лучший, но пишу как есть.
Соколовский А. С. РК-12-19.
Как составить план участка и дендроплан?
Шаг 1. При помощи рулетки замерьте садовый участок. Отмечайте все строения, садовые дорожки, ограждения на листочке бумаги.
Прежде всего, необходимо составить план обустройства дачного участка на бумаге
Шаг 2. Перенесите свои наброски на миллиметровку в масштабе 1:100. Здесь уже все должно быть точно.
Промежуточный план участка
Шаг 3. Разделите участок на миллиметровке на зоны и отметьте места, где должны появиться спринклеры. Внимательно учитывайте то, будут ли долетать брызги воды до дома, дороги и других элементов.
Шаг 4. Нанесите все элементы системы полива на схему.
Шаг 5. Тщательно прорисуйте и изучите примерные радиусы полива. В соответствии с этими данными вы и будете выбирать поливочные головки. И помните – в районе расположения самого спринклера во время полива упадет наименьшее количество воды, большая ее часть прольется далеко от него. Поэтому, рассчитывая количество оросителей, учитывайте и этот момент.
Как видим, критическим местом у каждого спринклера является зона в непосредственной близости к нему
По такому же принципу составьте и примерный дендроплан участка, который будет включать в себя расположение всех растений, в том числе кустов и деревьев.
На заметку! Помните, что вы должны отметить на плане источник воды и электричества, водопровод, систему дренажа и прочие элементы. Это поможет лучше сориентироваться и правильно установить контроллер и резервуар при необходимости.
Примерная схема системы автоматического полива
Также в идеале должны учитываться не только места расположения оросителей, растений, строений, но и состав почвы, наличие высот или перепадов на участке и многое другое. Одним из главных параметров является гидравлическая нагрузка.
Чем полить дерево, чтобы оно быстро засохло
Если на участке располагается старое дерево с диаметром ствола более 30 см, но его нельзя срезать, поскольку поблизости имеются другие сооружения или растения. Единственным выходом в такой ситуации является засушивание дерева с использованием специальных химикатов.
Код программы:
#include <iarduino_4LED.h> // подключаем библиотеку для работы с четырёхразрядным LED индикатором
iarduino_4LED dispLED(2,3); // объявляем объект для работы с функциями библиотеки iarduino_4LED, с указанием выводов индикатора ( CLK , DIO )
const uint8_t pinSensor = A0; // объявляем константу с указанием номера аналогового входа, к которому подключен датчик влажности почвы
const uint8_t pinButtonA = 12; // объявляем константу с указанием номера вывода, к которому подключена кнопка A
const uint8_t pinButtonB = 11; // объявляем константу с указанием номера вывода, к которому подключена кнопка B
const uint8_t pinPump = 10; /* вывод с ШИМ */ // объявляем константу с указанием номера вывода, к которому подключен силовой ключ
uint8_t btnState; // объявляем переменную для хранения состояний кнопок: 0-не нажаты, 1-нажата A, 2-нажата B, 3-нажата A и B, 4-удерживается A, 5-удерживается B, 6-удерживались A и B
uint16_t arrMoisture[10]; // объявляем массив для хранения 10 последних значений влажности почвы
uint32_t valMoisture; // объявляем переменную для расчёта среднего значения влажности почвы
uint32_t timWatering; // объявляем переменную для хранения времени начала последнего полива (в миллисекундах)
uint32_t timSketch; // объявляем переменную для хранения времени прошедшего с момента старта скетча (в миллисекундах)
const uint8_t timWaiting = 60; // объявляем константу для хранения времени ожидания после полива (в секундах) от 0 до 99
const uint8_t pwmPump = 100; // объявляем константу для хранения скорости вращения мотора насоса (коэффициент) от 0 до 255
uint16_t timDuration = 5; /* по умолчанию */ // объявляем переменную для хранения длительности полива (в секундах) от 0 до 99
uint16_t limMoisture = 0; /* по умолчанию */ // объявляем переменную для хранения пороговой влажности почвы (для вкл насоса) от 0 до 999
uint8_t modState = 0; /* при старте */ // объявляем переменную для хранения состояния устройства: 0-не активно, 1-ожидание, 2-активно, 3-полив, 4-установка пороговой влажности, 5-установка времени полива
void setup(){
dispLED.begin(); // инициируем LED индикатор
pinMode(pinButtonA, INPUT); // переводим вывод pinButtonA в режим входа
pinMode(pinButtonB, INPUT); // переводим вывод pinButtonB в режим входа
pinMode(pinPump, OUTPUT); // переводим вывод pinPump в режим выхода
digitalWrite(pinPump, LOW); // выключаем насос
timWatering = 0; // сбрасываем время начала последнего полива
}
void loop(){
//*******Чтение данных:*******
btnState = Func_buttons_control(); // читаем состояние кнопок, но не дольше 2 секунд
timSketch = millis(); // читаем текущее время с момента старта скетча
if(timWatering>timSketch){timWatering=0;} // обнуляем время начала последнего полива, если произошло переполнение millis()
valMoisture = 0; for(int i=0; i<9; i ){arrMoisture[i]=arrMoisture[i 1];} arrMoisture[9]=analogRead(pinSensor); for(int i=0; i<10; i ){valMoisture =arrMoisture[i];} valMoisture/=10; // вычисляем среднее значение влажности почвы
//*******Управление устройством:*******
switch(modState){
// Устройство не активно
case 0: if(btnState){ // если зафиксировано нажатие или удержание кнопок
if(btnState==6){modState=4;}
if(btnState==3){modState=2; limMoisture=valMoisture;}
}
if(timSketch0==0){ // если начинается десятая доля секунды
if(timSketch/1000%2){dispLED.print(valMoisture);}else{dispLED.print(" ");}
}
break;
// Устройство в режиме ожидания (после полива)
case 1: if(btnState){ // если зафиксировано нажатие или удержание кнопок
if(btnState==6){modState=4;}
if(btnState==1){modState=2;}
if(btnState==2){modState=2;}
if(btnState==3){modState=2;}
}
if(timSketch0==0){ // если начинается десятая доля секунды
dispLED.print("stop");
dispLED.point((timSketch/100%4) 1,true);
}
if(timDuration timWaiting-((timSketch-timWatering)/1000)<=0){// если закончилось время ожидания
modState=2;
}
break;
// Устройство активно
case 2: if(btnState){ // если зафиксировано нажатие или удержание кнопок
if(btnState==6){modState=4; dispLED.light(7);}
}
if(timSketch0==0){ // если начинается десятая доля секунды
if(timSketch/1000<5 ){dispLED.light(7); dispLED.print(valMoisture);}else
if(timSketch/1000<10){dispLED.light(1); dispLED.print(limMoisture,LEN4);}else
{dispLED.light(7); if(timWatering){dispLED.print(int((timSketch-timWatering)/1000600/60),int((timSketch-timWatering)/1000600`),TIME);}else{dispLED.print("----");}}
}
if(valMoisture<=limMoisture){ // если текущая влажность почвы меньше пороговой
timWatering=timSketch; modState=3; dispLED.light(7); analogWrite(pinPump,pwmPump);
}
break;
// Устройство в режиме полива
case 3: if(btnState){ // если зафиксировано нажатие или удержание кнопок
if(btnState==6){modState=4;}else{modState=1;} analogWrite(pinPump,0);
}
if(timSketch0==0){ // если начинается десятая доля секунды
dispLED.print(timDuration-((timSketch-timWatering)/1000));
dispLED.point(0,true);
dispLED.point((timSketch/100%4) 1,true);
}
if(timDuration-((timSketch-timWatering)/1000)<=0){// если закончилось время полива
modState=1; analogWrite(pinPump,0);
}
break;
// Устройство в режиме установки пороговой влажности почвы
case 4: if(btnState){ // если зафиксировано нажатие или удержание кнопок
if(btnState==6){modState=5;}
if(btnState==1){if(limMoisture>0 ){limMoisture--;}}
if(btnState==2){if(limMoisture<999){limMoisture ;}}
if(btnState==3){limMoisture=valMoisture;}
if(btnState==4){while(digitalRead(pinButtonA)){if(limMoisture>0 ){limMoisture--;} delay(100); dispLED.print(limMoisture);}}
if(btnState==5){while(digitalRead(pinButtonB)){if(limMoisture<999){limMoisture ;} delay(100); dispLED.print(limMoisture);}}
}
if(timSketch0==0){ // если начинается десятая доля секунды
dispLED.print(limMoisture);
}
break;
// Устройство в режиме установки длительность полива
case 5: if(btnState){ // если зафиксировано нажатие или удержание кнопок
if(btnState==6){modState=2;}
if(btnState==1){if(timDuration>0 ){timDuration--;}}
if(btnState==2){if(timDuration<99){timDuration ;}}
if(btnState==4){while(digitalRead(pinButtonA)){if(timDuration>0 ){timDuration--;} delay(100); dispLED.print(timDuration);}}
if(btnState==5){while(digitalRead(pinButtonB)){if(timDuration<99){timDuration ;} delay(100); dispLED.print(timDuration);}}
}
if(timSketch0==0){ // если начинается десятая доля секунды
dispLED.print(timDuration); dispLED.point(0,true);
}
break;
}
}
// Функция определения состояния кнопок
uint8_t Func_buttons_control(){
uint8_t a=0, b=0; // время удержания кнопок A и B (в десятых долях секунды)
while(digitalRead(pinButtonA)||digitalRead(pinButtonB)){ // если нажата кнопка A и/или кнопка B, то создаём цикл, пока они нажаты
if(digitalRead(pinButtonA)){if(a<200){a ;}} // если удерживается кнопка A, то увеличиваем время её удержания
if(digitalRead(pinButtonB)){if(b<200){b ;}} // если удерживается кнопка B, то увеличиваем время её удержания
if(a>20 && b>20){dispLED.print("----");} // если обе кнопки удерживаются дольше 2 секунд, выводим на экран прочерки, указывая что их пора отпустить
if(a>20 && b==0){return 4;} // если кнопка A удерживается дольше 2 секунд, возвращаем 4
if(a==0 && b>20){return 5;} // если кнопка B удерживается дольше 2 секунд, возвращаем 3
delay(100); // задержка на 0,1 секунды, для подавления дребезга
} if(a>20 && b>20){return 6;} // если обе кнопки удерживались дольше 2 секунд, возвращаем 6
if(a> 0 && b> 0){return 3;}else // если обе кнопки удерживалась меньше 2 секунд, возвращаем 5
if(a> 0 && b==0){return 1;}else // если кнопка A удерживалась меньше 2 секунд, возвращаем 2
if(a==0 && b> 0){return 2;}else // если кнопка B удерживалась меньше 2 секунд, возвращаем 1
{return 0;} // если ни одна из кнопок не была нажата, возвращаем 0
}
Схемы автоматического полива
Вариантов и вариаций схем множество. Они очень мобильны и позволяют учесть все особенности участков и насаждений. Рассмотрим случай, когда вода подается из источника при помощи насосной станции сразу для полива растений. Такой вариант автоматического полива показан на фото ниже.
Вода к растениям может подаваться каплями или с использованием разбрызгивателей. Есть узел внесения удобрений. Он пригодится в системе автополива огорода, теплицы или сада, хотя и для газона и сада тоже лишним не будет. Количество линий полива определяется в зависимости от необходимости, потом рассчитывается давление. Капельницы или брызгалки подбираются по количеству воды, необходимому для растений.
Схема системы автоматического орошения с использованием разбрызгивателей показана на фото ниже. У этих устройств есть несколько названий: дождеватели и спринклеры, из-за чего полив называют «спринклерный».
Основное отличие систем полива газонов в том, что трубопроводы чаще укладываются под землю. Чтобы разбрызгиватели не мешали при стрижке газона, они тоже должны прятаться в землю. Есть и такие модели.
Схема автоматического полива огорода, теплицы и сада показана на рисунке ниже. Вода сначала закачивается в емкость. Оттуда может подаваться самотеком, если подача воды капельная (она и нарисована). Для обеспечения требуемого давления для разбрызгивателей нужна будет установка насоса или насосной станции.
Если в обеспечении влагой нуждается огород, сад или теплица, устроить все можно как на рисунке ниже. От того, что верху она отличается наличием насосной станции, которая подает воду на фильтры, после которых трубопровод уже расходится к грядкам.
