Предлагаемый автомат освободит владельца дачного участка от заботы о своевременной поливке огорода. Он не только подаст в систему орошения необходимое для достаточного увлажнения почвы количество воды, но и вовремя пополнит ее запас в накопительном баке. Детали, нужные для сборки автомата, легко найти даже в удаленной от промышленных центров местности.

Проблеме "автоматизации" огорода на страницах журнала "Радио" уделено немало внимания. Были предложены самые разнообразные варианты ее решения [1-7], каждое со своими особенностями. После их анализа было принято решение разработать собственный вариант автомата, сочетающий достоинства рассмотренных и лишенный, по возможности, их недостатков.

Для управления поливкой растений, прежде всего, необходим датчик, реагирующий на влажность почвы. Как показано на рис. 1, он изготовлен из двух односторонне фольгированных стеклотекстолитовых пластин 1 размерами 150x25x2 мм. В каждой просверлено по 70-80 отверстий диаметром 1,5 мм, распределенных равномерно по всей поверхности.

Автомат поливает огород

(нажмите для увеличения)

Пластины 1 с припаянными к фольге соединительными проводами закреплены параллельно друг другу фольгой внутрь с помощью винтов 2 и изолирующих втулок 4. В двух местах между пластинами имеются поролоновые вставки 3 (размеры заготовки 25x20x12 мм). Собранный датчик обмотан по периметру липкой лентой, защищающей от попадания внутрь частиц грунта.

Датчик закапывают в землю на небольшую глубину. Поролон впитывает воду, проникающую через отверстия в пластинах, в результате электрическое сопротивление датчика (1...2 МОм в сухом состоянии) уменьшается до 40...200 Ом при полном насыщении влагой.

Второй датчик - уровня воды в накопительном баке - изготовлен из отрезка силового кабеля АВВГ 4x4 мм2, введенного в бак сверху. Концы четырех алюминиевых проводов приблизительно на 200 мм очищены от изоляции. Два соединенных вместе провода образуют общий электрод датчика. Их концы закреплены горизонтально у самого дна бака. Конец третьего провода размещен аналогичным образом на 150 мм выше.

Это - электрод "Мало". Конец четвертого провода (электрод "Много") находится в верхней части бака на достаточном для исключения перелива расстоянии от его среза.

Схема автомата показана на рис. 2. Узел управления поливкой собран на транзисторах VT1 -VT3 и реле К1. Пока влажность почвы удовлетворительна и сопротивление датчика невелико, транзистор VT1 закрыт, а образующий с ним триггер Шмитта транзистор VT2 открыт. Напряжение, поступающее через эмиттерный повторитель на транзисторе VT3 на обмотку реле К1, недостаточно для срабатывания последнего.

Автомат поливает огород

По мере высыхания почвы сопротивление датчика и напряжение на базе ранзистора VT1 растут. В определенный момент напряжение станет достаточным для переключения триггера. Напряжение на обмотке реле К1 скачком увеличится. Сработав, оно замкнет цепь питания электромагнитного клапана, открывающего доступ воды из накопительного бака в оросительную систему или насоса, подающего в нее воду. Мигающий светодиод HL3 зеленого цвета свечения покажет, что поливка идет.

С увлажнением почвы сопротивление датчика упадет, напряжение на базе транзистора VT1 станет меньше порога переключения триггера, что приведет к возвращению устройства в исходное состояние. Поливка завершена.

Срабатывания реле К1 при нужной влажности добиваются регулировкой подстроенного резистора R3. Иногда приходится изменить и номинал резистора R2.

Диоды в эмиттерной цепи транзисторов VT1, VT2 - из разных полупроводниковых материалов (VD4 - германиевый, VD5 - кремниевый). Это улучшает температурную стабильность порога срабатывания прибора.

Конденсатор С7, увеличивая время срабатывания и отпускания реле, устраняет 'дребезг", нередко предшествующий переключению. Он же уменьшает до безопасного значения амплитуду выбросов напряжения на обмотке реле. Диоды VD1 и VD2 вместе с конденсатором С4 служат для устранения вредного влияния наводок, неизбежных при большой длине проводов, соединяющих автомат с датчиком влажности.

Реле К1 - РМУ паспорт РС4.523.330 (сопротивление обмотки - 430 Ом). Можно применить и другие, рассчитанные на коммутацию цепей переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 250 В при токе до 5 А. Например, серии ПЭ-36 с катушкой на 24 В постоянного тока.

Устройство управления подачей воды в накопительный бак состоит из двух почти одинаковых узлов, реагирующих на ее минимальный и максимальный уровни. Когда бак пуст, резисторы R1 и R5 поддерживают на входах элементов DD1.1 и DD1.2 уровень лог. 1. Цепи R6C2 и R7C6 служат фильтрами, подавляющими наводки и импульсные помехи.

Уровень на выходах указанных выше элементов в этом состоянии - лог. 0, а на выходах элементов DD1.3 и DD1.4 - лог. 1. Светодиод HL1 (мигающий красного свечения) включен и сигнализирует, что бак пуст. Светодиод HL2 (зеленого свечения) погашен. Транзисторы VT4-VT7 открыты.

Сработавшее реле К2 замыкает цепь обмотки реле КЗ, в результате чего срабатывает и оно, а светодиод HL4 (желтого свечения) включается. Контакты КЗ.2 замыкают цепь питания насоса, подающего воду в бак.

Вода, достигшая электрода "Мало", резко уменьшит сопротивление между ним и общим электродом. Уровень лог. 1 на входе элемента DD1. 1 сменится на лог. 0. В результате погаснет светодиод HL1 и будет закрыт составной транзистор VT4VT6. Однако благодаря замкнутым контактам К3.1 это не приведет к изменению состояния реле К2 и КЗ и насос продолжит работу.

Когда бак будет заполнен до электрода "Много", изменят состояние элементы DD1.2 и DD1.4, будет включен светодиод HL2 и закрыт составной транзистор VT5VT7. Светодиод HL4 погаснет, реле КЗ, а за ним и К2 отпустят якори. Подача воды в бак будет прекращена и не возобновится, пока ее уровень не опустится ниже электрода "Мало", после чего описанный выше процесс будет автоматически повторен.

Реле К2 - РЭС22, паспорт РФ4.500.131 или РЭС9, паспорт РС4.524.200. Реле КЗ аналогично К1. Если электродвигатель насоса мощностью более 1 кВт, для его включения необходим электромагнитный пускатель соответствующей мощности, например, серии ПМЕ-100 или ПМЕ-111. В подобном случае контакты К3.1 должны коммутировать цепь обмотки пускателя.

Напряжение питания автомата (24 В) даже в "полевых" условиях при повышенной влажности не представляет опасности для человека. Однако против его случайного попадания под напряжение 220 В, например, при повреждении изоляции между первичной и вторичной обмотками трансформатора питания, необходимо принять все меры. Лучше всего использовать трансформатор, обмотки которого находятся в разных секциях каркаса. Следует предусмотреть возможность быстрого автоматического или ручного аварийного отключения обоих выводов первичной обмотки от сети.

Общий провод устройства следует надежно заземлить, а все работы производить с соблюдением "Правил устройства и эксплуатации электроустановок потребителей" и мер пожарной безопасности.

Литература

  • Ахметжанов Н. Узел управления насосом. - Радио, 1989, № 2, с. 25.
  • Беленький В. Автомат для теплицы. - Радио, 1990, № 11, с. 34-36; № 12, с. 36-39.
  • Калашник В. Автоматическая водокачка. - Радио, 1991, № 6, с. 32, 33.
  • Ваганов А. С беспоплавковым датчиком. - Радио, 1992, № 1, с. 23, 24.
  • Агарков А. С поплавково-герконовым датчиком. - Радио, 1992, № 1, с. 24, 25.
  • Нечаев И. Автомат управления насосом. - Радио, 1995, № 3, с. 38, 39.
  • Татарко Б. Автомат управления водяным насосом. - Радио, 2003, № 8, с. 46.
  • Автор: А.Марков, г.Тулома Мурманской обл.

    Добавить комментарий

    Защитный код
    Обновить

    Навигация

    Инструкции по эксплуатации

    Copyright © 2017 Электрические принципиальные схемы.