31.03.21

[Домашняя]

Каждый день находиться на даче невозможно. Но как же тогда быть с регулярным поливом сада или огорода? В этом деле поможет несложный автомат, описание которого приводится ниже. Необходимо что бы на вашем садовом участке был водопровод и электрический водяной клапан, либо, емкость с запасом воды и электронасос. Естественно, должно быть и электроснабжение, чтобы было от чего питать автоматическое устройство. Чтобы включить полив должны произойти два события - должен поступить сигнал от цифрового таймера, входящего в схему этого автомата, и должна быть влажность почвы ниже некоторого заданного уровня. Если эти два события имеют место, включается полив (путем подачи питания на клапан или насос). Продолжается полив до тех пор, пока влажность почвы не достигнет заданной величины, но не более времени, установленного предварительно. Таймер выполнен на микросхемах D1, D2 и D3. Практически, это таймер, работающий с периодом 24 часа. Точность задается обычным RC-генератором, поэтому она невысока, но для регулярной поливки растений вполне достаточна. За день до того, как вы собираетесь оставить ваши посадки на попечение этого автомата, нужно собрать автомат в комплексе с клапаном или насосом. И нажатием кнопки в необходимое время выполнить полив. Автомат «запомнит» это время, и через каждые сутки полив будет повторяться в это же время. Эффект запоминания получается из-за того, что нажатием этой кнопки вы запускаете таймер, действующий с периодом в 24 часа. Так что, следующее его срабатывание происходит на следующий день, в то же самое время. И далее так повторяется каждый день.

Таймер состоит из мультивибратора на элементах D1.1 и D1.2, генерирующего импульсы частотой 97 Гц и двоичного 22-х разрядного счетчика на двух микросхемах D2 и D3. Данный счетчик при делении входных импульсов частотой 97 Гц дает на своем самом старшем выходе колебания с периодом 24 часа. В процессе налаживания частоту мультивибратора нужно установить точно (97 Гц) подстроечным резистором R2, измеряя частоту частотомером на выходе D1.2. Каждый раз, когда на любом из входов D1.3 логический уровень меняется с единицы, на нуль на его выходе появляется логическая единица. Схема на конденсаторе С9 и резисторе R4 формирует импульс, который поступает на вывод 11 счетчика D4 и обнуляет его. Как только на выходе этого счетчика устанавливается ноль, происходит запуск мультивибратора на элементах D5.1 и D5.2. В то же время, ноль с выхода счетчика поступает на один из входов элемента D5.4. На элементе D5.3 сделана схема датчика влажности. Если влажность недостаточна, на выходе D5.3 будет ноль. Наличие двух нолей на входах D5.4 приводит к тому, что на выходе D5.4 появляется логическая единица, которая открывает ключ VT1-VT2, подающий, посредством реле К1, питание на насос или клапан. Датчик влажности состоит из нескольких отдельных датчиков, каждый из которых представляет собой пару штырей из нержавеющей стали. Датчики установлены в разных местах садового участка и соединены параллельно, с помощью кабеля (например, телефонного). Резистором R7 устанавливают порог сухости почвы, при которой нужно производить полив. Сопротивление R7 устанавливают таким, чтобы при сухой почве на выходе элемента D5.3 был логический ноль, а при влажной - единица. Если почва влажная единица с выхода D5.3 блокирует элемент D5.4 и полива не происходит. При недостаточной влажности ноль на выходе D5.3 позволяет элементу D5.4 включить ключ VT1-VT2. Контроль за влажностью происходит и во время полива, поэтому, при достижении необходимой влажности полив прекращается. Это позволяет избежать затопления растений, например, если почва была увлажнена естественным путем. Максимальная продолжительность полива зависит от частоты импульсов, выраба­тываемых мультивибратором D5.1-D5.2. Частота регулируется переменным резистором R6 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 С5 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 то не ниже 100mA. Например, это может быть универсальный сетевой адаптер для питания батарейной аппаратуры. На логическую часть схемы питание поступает через параметрический стабилизатор R9-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, а VD2 закрыт и питание осуществляется от сетевого адаптера. При отключении напряжения сети VD1 закрывается, но открывается VD2, и микросхемы питаются от G1. Монтаж на макетной плате. Микросхему CD4001 можно заменить на К561ЛЕ5, а 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, КД10З, 1N4148. Налаживание. Следует начать с таймера. Если есть частотомер измерить им частоту импульсов на выходе элемента D1.2, и подстроечным резистором R2 установить частоту 97 Гц. Если частотомера нет, можно воспользоваться секундомером или обычными часами с секундной стрелкой. Наблюдая за уровнем на выводе 1 D2, подстройкой R2 установите период следования импульсов на этом выводе, равный 42 секунды. Следующий этап налаживания заключается в регулировке резисторов R6 (максимальная продолжительность полива) и R7 (влажность почвы).

Радиоконструктор  №10 2012г стр. 18