31.03.21

[Домашняя]

Одним из важных параметров в теплице является влажность воздуха в ней. Чтобы поддерживать влажность на нужном уровне необходимо теплицу периодически орошать. Здесь приводится описание устройства, измеряющего влажность воздуха и в соответствии с настройкой, управляющее оросителем. Пороговая влажность устанавливается при помощи переключения на один из десяти пределов с шагом в 10%. Если влажность ниже заданного переключателем уровня включается оросительная система. Как только влажность поднимается до заданного переключателем уровня оросительная система выключается. Для измерения влажности воздуха используется датчик влажности 808H5V6. При питании от источника тока напряжением 3,3V его характеристика 30 mV на один процент влажности. Характеристика почти линейная. При нулевой влажности на его выходе 0V, при 100% влажности на его выходе 3V. Схема устройства показана на рисунке выше.

Схема состоит из датчика влажности В1, поликомпараторной микросхемы А2, исполнительного устройства и источника питания. Напряжение питания на датчик влажности В1 подается от интегрального стабилизатора на микросхеме А1. Это микросхема LP2950CZ-3.3 предназначена для стабилизации напряжения на уровне 3,3V. Этим напряжением и питается датчик влажности В1. Измеряет напряжение на его выходе поликомпараторная микросхема А2. Это микросхема LM3914, изначально предназначенная для работы в светодиодных индикаторах. У неё есть два режима индикации - «Ваг» и «Dot». Они выбираются логическим уровнем на выводе 9. В данный момент там единица (вывод 9 соединен с плюсом питания), поэтому работает режим «Ваг», индицирующий величину входного напряжения длиной светодиодной светящейся линии. Чем больше напряжение, тем больше светодиодов горит. Выходные каскады микросхемы построены по схеме с открытым коллектором. В микросхеме А2 есть десять компараторов, которые сравнивают входное напряжение с напряжением, созданным внутренним лестничным делителем на резисторах. Нижний конец этого делителя соединен с общим минусом питания, а на верхний поступает напряжение питания датчика влажности, но через резистор R2. Резистор R2 нужен для того, чтобы фактическое напряжение на выводе 6 микросхемы было равно 3V. Теперь о том, как работает переключатель S1 и выходной каскад. Допустим переключатель S1 установлен в положение 70%. А влажность в теплице меньше, например, 40%. Тогда внутренний ключ микросхемы А1, выходящий на вывод 13 закрыт. Поэтому, через резистор R3 и светодиод HL1 ток поступает на светодиод оптопары U1. Симистор оптопары U1 открывается и открывает мощный симистор VS1, через который подается питание на оросительную систему. Влажность в теплице начинает повышаться, и в какой-то момент достигает 70%. В этот момент внутренний ключ микросхемы А1, выходящий на вывод 13 открывается и начинает шунтировать цепь из светодиода HL1 и светодиода оптопары U1. Напряжение на них падает на столько, что как светодиод HL1, так и светодиод оптопары U1 перестают светить и симистор оптопары U1 закрывается. Что приводит и к закрыванию мощного симистора VS1, через который подается питание на оросительную систему. И оросительная система выключается. Микросхема А2 питается от нестабилизированного источника питания на основе маломощного силового трансформатора Т1 и мостового выпрямителя VD1. То, что микросхема питается нестабилизированным напряжением никак не влияет на точность её работы, потому что напряжение на лестничный делитель микросхемы поступает от стабилизатора А1. А точность работы зависит именно от этого. Светодиод HL1 - зеленого цвета, он предназначен не только для индикации включенного состояния оросителя, но и для увеличения падения напряжения на схеме HL1-светодиод U1, что нужно для более «плотного» закрывания оптопары U1, когда это требуется. Налаживание практически не нужно. Если будет неуверенно закрываться оптопара при достижении необходимой влажности, нужно в цепь HL1 -светодиод U1 включить последовательно еще один светодиод или кремниевый диод в прямом направлении. Монтаж автор выполнил на покупной печатной макетной плате. Специальная плата для данного устройства не разрабатывалась.

Радиоконструктор №12 2017г стр. 28