31.03.21

[Домашняя]

Предлагаемое устройство (рис.1) разработано для автоматического полива растений на больших площадях.

Время между поливами может варьироваться как по дням, так и по часам. Ночью и в пасмурные дни полив не происходит.

Устройство содержит следующие узлы:

-           фотореле на фотодиоде VD1 и элементе DD1.1;

-           счетчик дней недели на микросхеме DD2;

-           реле времени на микросхеме DA2;

-           ключевой усилитель на транзи­сторе VT1;

-           блок питания 220/12 В;

-           аналоговый стабилизатор DA1;

-           элементы управления (R1, HL1, HL2, SA1...SA3).

Основные характеристики устройства

Напряжение питания, В                         220

Потребляемая мощность, Вт                15

Интервал включения полива, дней      1...10

Продолжительность полива, минут      20...40

Перерыв, минут                                      20...40

Количество поливов в день, раз           5...8

Фотореле устройства реагирует на изменение освещенности, вызывающее изменение сопротивления фотодиода VD1 . При достаточном уровне дневного освещения сопротивление VD1 мало, и через него и фотодиод оптрона VU1 протекает ток, создающий на резисторе R1 падение напряжения, соответствующее высокому логическому уровню (лог. "1"). Этот уровень подается на входы 1,2 элемента DD1.1, который срабатывает, и на его выходе устанавливается низкий уровень (“0”). Подстройкой сопротивления R1 можно настроить чувствительность фотореле и порог его срабатывания. Счетчик дней выполнен на микросхеме DD2 К561ИЕ8 (десятичном счетчике-делителе с дешифратором), который имеет 10 выходов — Q0...Q9. На каждом выходе высокий уровень появляется на период тактового импульса с соответствующим номером. Если на входе разрешения счета V (выводе13) DD2 присутствует "0", счетчик выполняет свои операции синхронно с положительным перепадом на тактовом входе С (выводе 14). При “1" на входе 13 DD2 счет останавливается, а при "1” на входе сброса R (выводе 15) счетчик очищается до нулевого отсчета. С наступлением ночи сопротивление VD1 возрастает, на входы элемента DD1.1 подается низкий уровень, на его выходе появляется вы­сокий, и счетчик DD2 изменяет свое состояние, т.е. на одном из выходов Q0.. .Q9 появляется высокий уровень. В процессе работы (смены дня и ночи) счетчик DD2 считает количество дней (происходит постепенное смещение “1” на выходах DD2 до ус­тановленного переключателем SB1 положения) и по входу 2 включает в работу аналоговый таймер DA2. Реле времени полива выполнено на таймере DA2. Оно отрабатывает два временных интервала: первый открывает клапан подачи воды в систему полива на период време­ни t-1, второй — пауза t2—позволяет воде впитаться в землю. Таймер DA2 предназначен для получения точных временных интервалов и работает в режиме ждущего мультивибратора. Внутри таймер содержит два компаратора, RS-триггер, выходной усилитель для повышения нагрузочной способности и ключевой транзистор с открытым коллектором. В исходном состоянии на выходе таймера — низкий уровень на­пряжения, близкий к нулю. При появлении запускающего импульса на входе TR (выводе 2) DA2 по его отрицательному фронту срабатывает нижний компаратор, внутренний триггер микросхемы переключается, что приводит к закрыванию разрядного транзистора. Конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R2 и фототранзистор оптопары VU1, если он открыт, т.е. при достаточной освещенности на улице. В это время на выходе 3 DA2 — высокий уровень, от которого открывается транзистор VT1, коммутирующий реле К1. Замкнувшиеся контакты реле подают питание на водяной клапан К2. Время работы таймера зависит от номиналов R2 и С1. Как только напряжение на конденсаторе С1 достигает уровня срабатывания верхнего компаратора по входу 6, происходит сброс внутреннего триггера DA2, на выходе 3 DA2 устанавливается низкий уровень, транзистор VT1 закрывается, выключает реле и, тем самым, водяной клапан К2. Подача воды в это время не происходит. По окончании зарядки С1 внутренний триггер DA2 переключает С1 на разрядку через диод VD6 и резисторы R3, R4. Через время, зависящее от номиналов времязадающих RC-цепей, процесс повторяется. При появлении на входе 2 DA2 "1" ждущий мультивибратор прекращает работу. Поскольку запускающий импульс по длительности равен суткам, за это время таймер генерирует несколько импульсов на выходе, т.е. в течение светлого времени суток выполняется несколько поливов с перерывами. В темное время оптопара VU1 закрыта, и таймер не работает. Микросхемы устройства питаются от интегрального стабилизатора DA1, ключевой транзистор VT1 подключен к шине 12 В.

Устройство содержит следующие элементы управления и индикации:

-           SA1 — переключатель дней полива;

-           R1 — резистор установки чувствительности фотореле;

-           SA2 — выключатель сети;

-           SA3—ручное (принудительное) включение полива;

-           HL1 — индикатор сети;

-           HL2—индикатор включения клапана воды.

Устройство собрано на печатной плате, чертеж которой и расположение радиоэлементов на ней приведены на рис.2.

Детали в схеме использованы не дефицитные, их перечень представлен в таблице. В качестве блока питания можно использовать подходящую по параметрам сетевую вилку-адаптер. При наладке устройства прежде всего необходимо проверить напряжения питания. Затем, повернув светодиод VD1 в сторону света, проверить напряжение на резисторе R1 и на выходах счетчика DD2 (на одном из них уровень должен быть высоким). При "1” на выходе 6 (выводе 5) DD2 на выходе элемента DD1.2 и на входе 2 DA2—"0". Тогда должен появиться высокий уровень на выходе 3 DA2, сработать реле К1 и следом водяной клапан К2. Вся конструкция размещается в подходящем корпусе (например, БГМ). Индикаторы HL1, HL2, переключатель дней недели SA1, вык­лючатель сети SA2 и ручной подачи воды SA3 закреплены на верхней панели корпуса. Электромеханический клапан К2 устанавливается на трубопроводе подачи поливочной воды с соблюдением техники безопасности и правил монтажа сантехнического оборудования.

Радиомир №6 2017г стр. 24