Одно из основных условий успешного выращивания цветов и овощей в теплицах - соблюдение необходимого светового режима. Его можно обеспечить автоматически устройством, о котором рассказывается в этой статье. Помимо теплиц, оно найдет применение для освещения аквариумов, а также в помещениях, где необходимо продление светового дня, например, в птичниках и на животноводческих фермах.

Предлагаемый автомат "Световой день" включает освещение при наступлении сумерек и выключает его при истечении запрограммированного времени светового дня. которое в зависимости от вида растения может регулироваться в пределах от 12 до 15 ч с интервалом в один час.

Принципиальная схема автомата "Световой день" приведена на рис. 1. Он состоит из задающего генератора и делителя частоты следования импульсов на микросхеме DD1, делителя частоты на 60 на микросхеме DD4 и счетчика с предварительной установкой, выполненного на микросхеме DD6, формирователя импульсов на элементах DD2.1, DD2.2 и блока управления.

Автомат Световой день

(нажмите для увеличения)

Время светового дня программируется путем установки кода на счетчике DD6. Минимальное время составляет 12 ч (оба переключателя в указанном на схеме положении). Это время может быть увеличено на 1, 2 или 3 часа включением SB2 и (или) SB3. Реально время меньше указанного на 21 мин, поскольку первый фронт на выходе DD4 возникает спустя 39 мин после сброса.

После включения напряжения питания на входе 9 элемента DD2.3 будет присутствовать уровень лог. 0, а на его выходе - уровень лог. 1, что обнуляет триггеры DD5.1 и DD5.2 и производит предварительную установку счетчика DD6.

Кварцевый генератор и делитель частоты следования импульсов на микросхеме DD1 начинают работать сразу после подачи на них напряжения питания. С вывода 10 микросхемы DD1 импульсы с периодом 1 мин поступают на вход С делителя на 60 на микросхеме DD4. Однако счетчик пока не начинает счет, поскольку на вход R микросхемы DD4 и на вход переноса PI счетчика DD6 с выв. 2 триггера DD5.1 подается запрещающий уровень лог. 1.

В темное время суток сопротивление фоторезистора R3 больше сопротивления резистора R2 и поэтому на выводах 1, 2 элемента DD2.1 микросхемы DD2 напряжение превышает порог переключения микросхемы, а на счетном входе С триггера DD5.1 - лог. 0.

Утром, когда освещение увеличивается, сопротивление фоторезистора R3 уменьшается и напряжение на выводах 1.2 элемента DD2.1 начинает также уменьшаться. Когда оно доходит до напряжения переключения элемента DD2.1, цепочка D02.1, DD2.2, DD2 4 переходит в другое состояние. Этот процесс ускоряется за счет положительной обратной связи через конденсатор C3 Триггер DD5.1 переключается, на его инверсном выходе появляется лог. 0, который разрешает работу счетчиков DD4 и DD6, а также запрещает прохождение импульсов через элемент DD2.4. Каждый час состояние счетчика DD6 будет уменьшаться на единицу.

При пуске устройства в разряды 4 и 8 счетчика DD6 записывается 1. Проинвертированная элементом DD3.3 она запрещает прохождение импульсов через DD3.1, и триггер DD5.2 утром не может изменить своего состояния.

Минимум через пять часов на выходе 8 DD6 появится лог. 0, на входе 2 DD3.1 - лог. 1. Она разрешит прохождение импульсов от формирователя DD2.1, DD2.2 на вход С триггера DD5.2.

Вечером, когда естественное освещение уменьшается, сопротивление фоторезистора R3 увеличивается. Тогда на выв. 3 элемента DD3.1 появляется уровень лог. 0, а на счетном входе 11 триггера DD5.2 - уровень лог. 1. В итоге триггер изменит свое состояние и закроет элемент DD3.2 для прохождения импульсов. Дальнейшее изменение освещения фотодатчика не будет влиять на работу автомата до тех пор, пока не закончится установленное время.

После изменения состояния триггера на выв. 13 элемента DD5.2 появится уровень лог. 1, который поступит на дифференцирующую цепочку C6R7. С выхода DD7.2 импульс длительностью 0,6 с через резистор R9 поступит на базу транзистора VT2 и откроет его. Сработает реле К2, и через его замкнувшиеся контакты К2.1 поступит питание на пусковое реле КЗ (рис. 2). При его срабатывании замкнутся контакты КЗ. 1 - К3.4. Контакт К3.1 блокирует реле К3, а К3.2 - К3.4 (в зависимости от положения переключателей SA1- SA3) подключат ту или иную линию освещения EL1 - EL3.

Автомат Световой день

После того, как установленное число импульсов на счетчике DD6 будет вычтено, на его выходе переноса Р появится лог. 0. На вход S счетчика DD6 и входы R триггеров DD5.1 и DD5.2 через элемент DD2.3 будет подана лог. 1. Это приведет к предустановке счетчика и обнулению триггеров. Дифференцирующей цепочкой C5R6 и инверторами DD7.1, DD7.4 будет сформирован импульс выключения освещения, который откроет транзистор VT1. Сработает реле К1, и разомкнувшиеся контакты К 1.1 обесточат реле КЗ. Его контакты К3.1 - К3.4 разомкнутся, и освещение отключится. Это произойдет ночью, а утром цикл работы автомата повторится.

При работе в теплице иногда возникает необходимость продлить время включения освещения, это легко сделать с помощью кнопок SB4 ("Пуск") и SB5 ("Стоп"). По окончании работ и выключении освещения необходимо кратковременно нажать на кнопку SB1 ("Сброс") для установки автомата в исходное состояние. После монтажа автомата с этой же целью также необходимо нажать на эту кнопку в темное время суток. Днем при слабом освещении свет можно включить вручную, но перед уходом из теплицы, если еще достаточно светло, его необходимо выключить.

В качестве источника резервного питания используется батарея "Крона", подключенная к основному источнику через диод VD1. При потребляемом токе в режиме счета около 0,5 мА (в режиме срабатывания реле - 20 мА) резервной батареи хватает на весь сезон выращивания овощей.

Фоторезистор лучше расположить в таком месте теплицы, где в ночное время на него не падает лунный свет и свет от автомобильных фар.

Налаживание устройства начинают с проверки работоспособности генератора и делителей частоты следования импульсов на микросхеме DD1. Это можно сделать даже авометром, проверив наличие секундных импульсов на выводе 4 и минутных - на выводе 10 микросхемы DD1. Далее проверяют сигнал на выводе 4 элемента DD2.2. Для этого прикрывают от света фоторезистор R3 и подбирают такое сопротивление резистора R2, при котором на выводе 4 устанавливается уровень лог. 1. Сопротивление резистора R2 зависит от выбранного уровня освещенности, при котором должен срабатывать автомат.

После этого следует разомкнуть перемычку между контактами ХТ1 - ХТ2 и контакт ХТ2 соединить с выв. 4 DD1. При наличии частотомера со стартстопным входом его следует подключить к выводу 9 микросхемы DD4, а счетный вход - к контакту ХТ2. Затем нужно включить настольную лампу и закрыть от света фоторезистор. По окончании счета на частотомере должно высветиться число, равное выставленному на установочных входах счетчика DD6 и выраженному в минутах. Если частотомер не имеет старт-стопного входа, его счетный вход подключают к выводу 10 микросхемы DD4, но тогда высвеченное число будет выражено в часах.

При отсутствии частотомера в момент включения настольной лампы нужно засечь время с точностью до минуты, и тогда количество минутных импульсов, поданных на счетчик DD6, должно равняться числу, выставленному в двоичном коде на его установочных входах. Для надежного определения момента остановки счетчика (на глаз) параллельно обмотке реле К1 через резистор 1 кОм подключают красный светодиод. Окончив проверку работоспособности устройства, следует восстановить перемычку между контактами ХТ1-ХТ2.

Автомат смонтирован на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм размерами 100x60 мм. Ее виды со стороны печатных проводников и со стороны деталей показаны на рис. 3.

Автомат Световой день

(нажмите для увеличения)

В устройстве применены резисторы МЛТ-0,125. Конденсаторы С1 - C3, С5, С6 - КМ-6, С4, С7 - К53-1. Транзисторы КТ315Б заменимы любыми кремниевыми маломощными структуры п-p-n с допустимым током коллектора не менее 100 мА.

Вместо микросхемы К561ИЕ11 (DD6) подойдет К561ИЕ14 (для счета в двоичном режиме ее выв. 9 должен быть подключен к цепи +9 В), К561ЛА7 (DD2, DD3. DD7) и К561ТМ2 (DD5) заменимы аналогичными микросхемами серии К176. Реле К1, К2 - РЭС49 паспорт РС4.569.426. Многолетняя их эксплуатация показала устойчивую работу в автомате. Указанные реле можно заменить на РЭC32 паспорт РФ4.500.341 или РЭС15 паспорт РС4.591.003. Переключатели SB1 - SB3 - П2К.

Фоторезистор R3 использован автором от оптопары ОЭП14, из которой удалена лампочка, а светочувствительный слой залит эпоксидной смолой. Оптопара ОЭП14 содержит два фоторезистора (выв. 2,6 и 3,5), их лучше соединить параллельно. Допустимо использовать и любой другой фоторезистор, предусмотрев его подстройку (как было сказано выше) подбором сопротивления резистора R2. Соединительный провод к фоторезистору длиной 1 м должен быть экранированным. Кварцевый резонатор ZQ1 - РК71, его можно заменить на любой от неисправных кварцевых часов, а если его частота в два раза ниже, то выв. 7 микросхемы DD1 следует соединить не с выв. 4, а с выв. 6.

Реле крепят к плате двумя медными скобками, а кварцевый резонатор устанавливают через резиновую прокладку.

Плату лучше всего поместить в экранирующий корпус.

Автор: Н.Заец, п.Вейделевка Белгородской обл.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Навигация

Инструкции по эксплуатации

Модуль RP023 питания 5/3,3 В для беспаечных макетных плат.
Модуль питания для беспаечных плат
Плата представляет собой модуль питания, имеющий в своем составе два стабилизатора напряжений 5 и 3,3 В. Модуль имеет форму и размеры, позволяющие его устанавливать на стандартные макетные платы, используемые на начальном этапе разработки электронных устройств. При этом значительно экономится драгоценное место на макете, которого, как известно, много не бывает. Напряжение каждой шины питания выбирается с помощью установленного на ней переключателя, что позволяет независимо устанавливать требуемое напряжение на каждой из линий питания. Входное напряжение в диапазоне от 5 до 12 В может подаваться на любой из имеющихся разъемов: стандартный круглый разъем типа DJK-02A или miniUSB. Для контроля выходных напряжений на плате имеется индикатор. Технические характеристики: Входное напряжение постоянное, В - 5…12 Нагрузочная способность каждого выхода, А - 1 Габаритные размеры без
Цена 300.00 руб.
Copyright © 2017 Электрические принципиальные схемы.