31.03.21

[Домашняя]

У многих на дачах есть теплицы, и растения в них нуждаются в регулярном поливе. Но каждый день находиться на даче невозможно. В таком случае, поможет несложный автомат, описание которого приводится в этой статье. Предполагается, что на вашем садовом участке есть водопровод и электрический водяной клапан, либо, емкость с запасом воды и электронасос. Естественно, должно быть и электроснабжение, чтобы было от чего запитать эти устройства. Так как поливать нужно раз в сутки, и к тому же, в нашем хозяйстве водопровод в ночное время функционирует лучше, было решено проводить полив ночью. А определять ночь или день по напряжению на фоторезисторе. Как только напряжение на фоторезисторе повышается сверх порогового значения, включается полив (путем подачи питания на клапан, но можно и на насос). Продолжительность полива нужно задать предварительно (от одной до 20 минут, установка - переменным резистором). В схеме автомата есть резервный источник питания цифровой части (батарея «Крона»), который позволяет сохранить установившееся состояние в случае отключения электроснабжения. И так, схема показана на рисунке ниже.

Датчиком света служит фоторезистор FR1. Настраивается датчик света переменным резистором R1. А на логических элементах D2.3 и D2.4 сделан триггер Шмитта, который реагирует на изменение состояния датчика. Днем светло, и, при правильной настройке датчика света резистором R1, напряжение на фоторезисторе FR1 будет мало, - в пределах логического нуля. Поэтому на выходе триггера Шмитта D2.3- D2.4 тоже будет ноль. С наступлением темноты напряжение на FR1 постепенно повышается, и когда достигает порога переключения триггера Шмитта D2.3-D2.4, на выходе D2.4 резко возникает логическая единица (триггер Шмитта здесь именно для того и нужен, чтобы единица на выходе D2.4 возникала резко, а не медленно). В этот момент цепь C6-R2 формирует импульс, который обнуляет счетчик D1. После обнуления счетчика D1 на его выводе 1 возникает логический ноль. Транзисторный ключ на разноструктурных транзисторах VT1 и VT2 при этом открывается, и через контакты реле К1 поступает питание на водяной электро­клапан либо насос. Кроме того, ноль с вывода 1 D1 поступает на вывод 6 D2.2 и мультивибратор на элементах D2.1-D2.2 начинает работать. Импульсы с выхода мультивибратора поступают на счетчик D1, и он их считает. Через некоторое время состояние счетчика D1 станет таким, что на его выводе 1 появится логическая единица. Ключ на транзисторах VT1 и VT2 закроется, реле К1 выключит водяной электроклапан или насос. К тому же, логическая единица с вывода 1 D1 поступает на вывод 6 D2.2 и блокирует мультивибратор. Максимальная продолжительность полива зависит от частоты импульсов, вырабатываемых мультивибратором D2.1-D2.2. Частота регулируется переменным резистором R4 в пределах от 2...34 Гц. После деления этой частоты в счетчике, время, которое требуется от момента обнуления счетчика до появления логической единицы на его выводе 1, может быть, соответственно, от одной минуты до 20 минут. Если возникнет необходимость эти пределы регулировки можно изменить в любую сторону заменой конденсатора С2 на другую емкость. При увеличении емкости время увеличивается, а с уменьшением - уменьшается. Питается схема от источника напряжением 12V (такое напряжение номинальное для обмотки реле К1), которое может быть взято от любого сетевого источника питания, с таким выходным напряжением, допускающего выходной ток не ниже 100mA. Например, это может быть универсальный сетевой адаптер для питания батарейной аппаратуры. На логическую часть схемы питание поступает через параметрический стабилизатор R7-VD3, стабилизирующий напряжение на уровне 9,5V, и через диод VD1. При питании от сетевого адаптера на схему подается напряжение немного больше номинального напряжения резервной гальванической батареи G1, поэтому диод VD1 открыт, a VD2 закрыт и питание осуществляется от сетевого адаптера. При отключении напряжения сети VD1 закрывается, но открывается VD2, и микросхемы питаются от G1. Монтаж сделан на макетной печатной плате. Микросхему CD4001 можно заменить на К561ЛЕ5, a CD4040 - на CD4020, К561 ИЕ20 или К561ИЕ16. Электромагнитное реле К1 - автомобильное типа SCB-1-M-1240, его можно заменить любым другим реле, близким по параметрам. При выборе реле нужно учитывать максимальный ток, который оно будет коммутировать, - это зависит от мощности насоса или клапана. Стабилитрон Д814В можно заменить любым стабилитроном на напряжение 9- 10V, например, КС510, Д814Б. Диоды КД522 можно заменить на КД521, КД102, КД103, 1N4148. Фоторезистор FR1 неизвестной марки. В темноте его сопротивление около мегаома, а на свету несколько килоом. Налаживание заключается в регулировке резисторов R1 (настройка датчика света) и R4 (продолжительность полива). Если нужно сделать так, чтобы полив начинался не на закате, а на рассвете, нужно FR1 и R1 поменять местами.

Радиоконструктор №12 2016г стр. 18