В подсобномхозяйстве значительную роль играютприусадебные теплицы. Но зеленыйогурчик или цветы к праздникутребуют большого труда и умения.Одним из основных параметров длявыращивания зимней зелени являетсяосвещение. Так, например, для огурцасветовой день должен составлять 16часов, а для помидоров - 18 часов [1]. Внекоторых теплицах практикуетсякруглосуточное освещение. Однакодля нормального физиологическогоразвития растений требуетсянесколько часов полной темноты.

Существующиеавтоматы для теплиц [2] позволяютпрограммировать включение ивыключение досвечивания вфиксированное время. Например, с 18.00по 22.00. Однако, как известно,максимальное изменение световогодня происходит в дни близкие кравноденствию (осеннему иливесеннему). Это происходит из-затого, что при прохождении солнцемнебесного экватора оно имеетмаксимальную угловую скорость. Инаоборот. Минимальное изменениесветового дня происходит в дниблизкие к солнцестоянию. Самоназвание говорит об остановившемсясолнце. Солнце находится в высшей(низшей) точке своей орбиты(эклиптики) и имеет минимальноеугловое перемещение. Это небольшоеотступление в курс школьнойастрономии позволяет лучше понять,почему осенью день уменьшается, авесной - увеличивается. Поэтомуосновным недостатком существующихавтоматов для теплиц являетсяфиксированное время включения ивыключения освещения досвечивания.

Предлагаемый автомат "световой день"включает освещение при наступлениисумерек и выключает при истечениизапрограммированного временисветового дня. Время светового днязадается от 12 часов до 15 часов черезодин час при помощи двухпереключателей.

К достоинствампредлагаемого автомата можноотнести и то, что установкафоторезистора не критична кпопаданию прямого света отосвещения теплицы. Устранена инеопределенность переходногопроцесса момента включениясчетчика. Имеется возможностьвключения (выключения) освещения вручном режиме. Данный автомат можетнайти применение при включенииосвещения для аквариума и в другихслучаях, гденеобходимо продление световогодня, например, в птичнике или вживотноводческом помещении.

Принципиальнаясхема автомата:

Автомат Световой день для приусадебного хозяйства

Автомат состоитиз задающего генератора и делителяимпульсов на микросхеме DD1.Делителя на 60 DD4 и реверсивногосчетчика с предварительнойустановкой DD6; формирователяимпульсов на элементах DD2.1, DD2.2;блока управления на микросхемах DD5,DD2.3, DD2.4, DD3.1, DD3.2, DD3.3. Двухформирователей импульсов большойдлительности, состоящих издифференцирующих цепочек C6, R7 и C5, R6;и инверторов на элементах DD3.4, DD7.2 иDD7.1, DD7.4. Ключей на транзисторах VT1, VT2и реле К1, К2.

Работа автоматаоснована на программированиивремени светового дня путемустановки кода на реверсивныйсчетчик DD6 с последующим вычитаниемс дискретностью один час. Запусксчетчиков происходит утром, послеосвещения фоторезистора.

После включениянапряжения питания на выводе 9элемента DD2.3 будет логический ноль,а на выводе 10 - логическая единица.Уровень логической единицы свывода 10 обнуляет триггер DD5, ипроизводит предварительнуюустановку счетчика DD6.

Кварцевыйгенератор и делитель на микросхемеDD1, построенные по типовой схемевключения, начинают работать сразупосле подачи напряжения. С вывода 10DD1 импульсы с периодом 1 минутапоступают на вход 7 делителя на 60 DD4.Тем не менее, счетчик не считает,поскольку на вход обнуления (вывод 9DD4) и на вход переноса (вывод 5 DD6)подается запрещающий уровеньлогической единицы с вывода 2триггера DD5.1.

В темное времясуток фоторезистор R3 имеет большоесопротивление по отношению крезистору R2, поэтому на выводах 1, 2микросхемы DD2.1 присутствуетуровень логической единицы, а насчетных входах 3,11 триггера DD5 -уровень логического ноля.

Утром, когдаосвещение увеличивается,сопротивление фоторезистора R3уменьшается и напряжение навыводах 1,2 DD2.1 начинаетприближаться к уровню логическогоноля. Момент неопределенностимежду уровнем единицы и нолясглаживается конденсаторомбольшой емкости C3, который медленноперезаряжается. Уровень ноля свывода 4 DD2.2 поступает на входы 12элемента DD2.4 и 1 элемента DD3.1. Но еслиэлемент DD2.4 открыт единицей свывода 2 DD5.1, то элемент DD3.1 наоборот,закрыт нулем с вывода 10 инвертораDD3.3 (предустановка четвертогоразряда счетчика DD6 в единицу).Таким образом, триггер DD5.1опрокидывается, разрешаяпрохождение счетных импульсовчерез счетчики DD4, DD6 и запрещаяпрохождение импульсов черезэлемент DD2.4. Дальнейшее изменениеосвещенности фотодатчика не влияетна работу автомата до тех пор, покаколичество вычитаемых импульсов изсчетчика DD6 не достигнет измененияуровня в его четвертом разряде. Этопроизойдет не ранее, чем через пятьчасов, а то и больше (до 8 часов), взависимости от поданных уровней вточки ХТ3, ХТ4. Этим достигаетсяхорошая защита канала включения(выключения) освещения в дневноевремя.

Вечером, когдаестественное освещениеуменьшается, сопротивлениефоторезистора R3 увеличивается, и навыводе 3 элемента DD3.1 появитсяуровень логического ноля. Насчетном входе 11 триггера DD5.2появится единица, триггеропрокинется и закроет элемент DD3.2для прохождения импульсов. Поэтомудальнейшее изменение освещенияфотодатчика не влияет на работуавтомата до тех пор, пока незакончится установленное время.

Послеопрокидывания триггера на выводе 13DD5.2 появится уровень логическойединицы, который поступает наформирователь импульсов большойдлительности, состоящий издифференцирующей цепочки на C6, R7 идвух инверторов на элементах DD3.4,DD7.2. С выхода формирователя импульсдлительностью 0,5 секунды открываетключ на транзисторе VT2.Кратковременно срабатывает релепуска К2 (Рис. 4), замыкая контакты 2,3К1.1 и подавая питание на пускательК3. Пускатель самоблокируетсяконтактом К3.1 и замыкает контактыК3.2 - К3.4. В зависимости от положениявыключателей SA1-SA3 включается та илииная линия освещения EL1-EL3.

После того, какустановленное количествоимпульсов на счетчике DD6 будетвычтено, на выходе переноса P (вывод7) установится логический ноль. Наустановочный вход S (1) счетчика DD6 ивходы обнуления R (4,10) триггеров DD5,через инвертор DD2.3 будет поданаединица. Произойдет предустановкасчетчика и обнуление триггеров.Дифференцирующей цепочкой C5, R6 иинверторами DD7.1, DD7.4 сформируетсястоповый импульс, сработает реле К1и разомкнет контакты 1,2 К1.1.Пускатель К3 обесточится,разомкнутся контакты К3.1 - К3.4 иосвещение погаснет. Это произойдетночью, а утром цикл работы автоматаповторится снова.

Временнаядиаграмма работы автомата включевых точках дана на рис. 5. Здесьмомент времени t1 - момент включенияавтомата утром, t2 - момент включенияосвещения вечером, t3 - моментокончания счета и выключенияавтомата ночью.

При проведенииработ в теплице иногда возникаетнеобходимость продлить освещение,что легко сделать кнопками"пуск" SB4 и "стоп" SB5. Но вэтом случае не забудьте послевыключения освещениякратковременно нажать кнопку"сброс" SB1 для установкиавтомата в исходное состояние. Сэтой же целью, после монтажаавтомата, в темное время суток илирано утром, также необходимо нажатькнопку "сброс" SB1. При слабомосвещении днем свет можно включитьв ручном режиме, но перед уходом изтеплицы, если еще достаточносветло, свет нужно выключить. Впротивном случае необходимократковременно притенитьфоторезистор для срабатыванияавтоматического выключения света.

В качестверезервного питания используетсябатарея типа "крона",подключенная через диод VD2. Припотребляемом токе в режиме счетаоколо 0,5 миллиампер (в режимесрабатывания реле - 20 мА) резервнойбатареи хватает на весь сезон.

Фоторезисторлучше расположить в темном углутеплицы, заботясь о том, чтобы нанего не попадал свет от луны иавтомобильных фар в ночное времясуток. Его также желательноприкрыть редкой сеткой отнасекомых и мух.

Налаживаниеустройства начинают с проверкиработоспособности генератора иделителей на микросхеме DD1. Этоможно сделать даже тестером,проверив наличие секундныхимпульсов на выводе 4 и минутныхимпульсов на выводе 10 микросхемы DD1.Далее наблюдается сигнал на выводе4 DD2.2, притеняетсяфоторезистор R3 и устанавливаетсясопротивление резистора R2 так,чтобы на выводе 4 установилсяуровень логической единицы.Сопротивление резистора R2 зависитот уровня выбранной освещенности,при которой должен срабатыватьавтомат, и отсопротивления освещенногопримененного фоторезистора.Разомкните перемычку ХТ1-ХТ2 иконтакт ХТ2 соедините с выводом 4 DD1.Если у вас есть частотомер состарт-стопным входом, подключитеего к выводу 9 DD4, а счетный вход кконтакту ХТ2. Включите настольнуюлампу и закройте фотодатчик. Послеокончания счета на частотомередолжно высветиться число равное,выставленному на установочныхвходах счетчика DD6 выраженному вминутах. Если у вас нетстарт-стопного входа, подключитесчетный вход частотомера к выводу 10DD4, но тогда полученное число будетвыражено в часах. Если нетчастотомера, то в момент включениянастольной лампы засеките время сточностью до минуты и количествоминутных импульсов, поданных насчетчик DD6, должно равняться числу,выставленному в двоичном коде наустановочных входах. Для надежногоопределения момента остановкисчетчика (на глаз) к контактам релеК1 через резистор 1кОм подключитекрасный светодиод. После окончанияпроверки работоспособностиустройства не забудьтевосстановить перемычку ХТ1-ХТ2.

К контактам ХТ3,ХТ4 подключаются переключатели SB3,SB4 с фиксацией типа П2К так, чтобыпри нажатом переключателе наконтакты подавался высокийуровень, при отжатом - низкий. Этимипереключателями устанавливаетсядополнительное время сдискретностью один час.Предварительная установкасчетчика DD6 производится на 12 часов.При нажатой кнопке SB3, кпредварительной установкедобавляется 1 час, а при нажатойкнопке SB4 - 2 часа. Таким образом,максимальное время светового днясоставляет 15 часов. Если установкавремени кнопками SB2, SB3производилась днем, то новоезначение "светового дня" будеттолько на следующий день.Необходимо помнить, что при работесчетчика 561ИЕ11 в реверсивном режимеимпульс переноса на выводе 7появляется в момент переходасостояния счетчика через ноль.

Все резисторы вустройстве МЛТ-0,125, диоды КД522Бмогут быть заменены на любыеимпульсные или выпрямительные.Конденсаторы С3, С5, С6 типа КМ6 можнозаменить на электролитическиеконденсаторы, расположив плюсом квыводам триггера DD5.2 и кфоторезистору. Конденсатор С4 типаК53-1 можно заменить на любойэлектролит. Транзисторы КТ315Б могутбыть заменены на любые кремниевыенизкочастотные с подходящимнапряжением эмиттер-коллектор имощностью. Счетчик DD6 К561ИЕ11 можетбыть заменен на К561ИЕ14, но вывод 9должен быть подключен к высокомууровню для счета в двоичном режиме.Микросхемы DD2, DD3, DD7 К561ЛА7 и DD5 К561ТМ2можно заменить аналогичнымисерии176. Реле К1, К2 типа РЭС49 паспортРС4.569.426 не предназначены длякоммутации переменного напряженияи тока и выбраны автором изимеющихся в наличии. Многолетняяэксплуатация этих реле ваналогичных режимах показала ихустойчивую работу. Если имеетсявозможность, лучшей заменой будетреле типа РЭС32 паспорт РФ4.500.341.Можно заменить на реле типа РЭС15паспорт РС4.591.003. Фоторезистор R3использован автором из оптопарыОЭП14 с удалением лампочки изаливкой эпоксидкойсветочувствительного слоя дляуменьшения атмосферного влияния.Оптопара ОЭП14 содержит двафоторезистора (выводы 2,6 и 3,5) ихлучше соединить параллельно. Можноиспользовать любой фоторезистор сподстройкой (как было сказано выше)сопротивления резистора R2. Кварц ZQ1типа РК71 можно заменить на любойвзятый с неисправных кварцевыхчасов, а если его частота в два раза ниже, товместо вывода 4 DD1 необходимо взятьвывод 6.

Реле крепятся к плате двумя меднымипроводами через поролон, а кварцустанавливается через резиновуюпрокладку.

Плату лучшеустановить в экранирующем корпусе.Соединительный провод кфоторезистору длиной 1 метрнеобходимо экранировать.

Литература

  • Шишко Г.Г. Теплицыи тепличные хозяйства. Справочник. -Киев. Урожай. 1993.
  • Беленький В.Автомат для теплицы. - Радио, 1990, №11,с. 34-36, №12, с. 37-39.
  • Бирюков С.А.Цифровые устройства на МОП -интегральных микросхемах. - М.,Радио и связь, 1990.
  • Боровский В.П. идр. Справочник по схемотехнике длярадиолюбителя. - Киев. Технiка. 1987.
  • Публикация: www.cxem.net

    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.