Схема автоматического устройства для полива домашних цветов


Это устройство предназначено для автоматизации полива комнатных растений, в отсутствие человека. Автомат позволяет выбрать периодичность полива - каждый день, каждые два дня, каждые четыре дня или каждые восемь дней. Соответственно, метки на схеме возле переключателя S1 - «1с» (1 сутки), «2с», «4с» и «8с».

И продолжительность каждого полива, которая устанавливается плавно, переменным резистором, в пределах от 30 до 360 секунд. Конечно, все эти параметры можно изменить при налаживании данного устройства, чтобы получить то, что нужно в конкретном случае. На выходе - электромагнитное реле, которое включает насос, подающий воду или питательный раствор в цветочные горшки.

В качестве насоса используется насос омывателя стекол легкового автомобиля, его достоинство в легкости приобретения. Питается автомат от основного источника напряжением 12V, - сетевого блока питания, от которого питается и насос.

Плюс имеется источник резервного питания, - малогабаритная батарея на 12V (как для брелков автосигнализаций). Она служит для поддержания питания часовой части схемы, в случае временного отключения напряжения в электросети.

Принципиальная схема

Схема собрана на трех одинаковых микросхемах CD4060B. Функционально она работает следующим образом. Есть генератор временных интервалов в 1 сутки, 2 суток, 4 суток или 8 суток в зависимости от положения переключателя S1, выполненный на двух микросхемах D1 и D2.

Принципиальная схема автоматического устройства для полива домашних цветов

Рис. 1. Принципиальная схема автоматического устройства для полива домашних цветов.

Как только истекает его очередной интервал, на его выходе появляется короткий импульс, который запускает генератор полива, выполненный на микросхеме D3. На его выходе реле включает насос на заданное переменным резистором R6 время. А теперь подробнее. Генератор суточных временных интервалов выполнен на микросхемах D1 и D2.

На микросхеме D1 выполнен задающий генератор, который вырабатывает импульсы с периодом в 1350 секунд, то есть, 22 минуты 30 секунд.

Он состоит из RC-генератора на элементах C1-R1-R2, настроенного так, чтобы вырабатывать импульсы частотой 12,137 Гц, и двоичного счетчика, который делит эту частоту на 16384. В результате на выводе 3 микросхемы D1 имеются импульсы с периодом 22 минуты 30 секунд.

Эти импульсы поступают на второй счетчик D2, который их дополнительно делит на 64, 128, 256 или 512. В результате и получаются интервалы в 1 сутки, 2 суток, 4 суток или 8 суток. Коэффициент деления счетчика D2 устанавливается переключателем S1.

Как только счетчик достигает значения весового числа выхода, к которому подключен S1, через S1 логическая единица с этого выхода поступает через цепь небольшой задержки на R5, R4, С2 на вход обнуления D2. Таким образом, на выходе S2 формируется импульс, длительность которого зависит от цепи R4-C2.

Его длительность небольшая, но более чем достаточная для четкого обнуления счетчика D3. Как только счетчик D3 обнуляется на его всех выходах, включая и вывод 3, устанавливается логический ноль.

Транзисторы VТ1 и VТ2 открываются и через VТ2 поступает ток на обмотку реле К1. Это реле своими контактами (на схеме не показаны) включает насос, служащий для полива.

После того как истекает время продолжительности полива, заданное переменным резистором R6, на выводе 3 ОЗ появляется логическая единица. Она закрывает транзисторы VТ1 и VТ2, и реле К1 выключает насос. Одновременно диод VD4 блокирует мультивибратор микросхемы D3, останавливая её счетчик в таком положении.

И он будет оставаться в таком положении до тех пор пока от схемы на D1 и D2 не поступит очередной импульс запуска.

Для ручного сброса в нулевое положение всей схемы (это нужно, например, чтобы включить полив в другое время или чтобы перестроить схему на другое время) используется двойная кнопка S2.

Это двойная кнопка, не фиксирующаяся в нажатом положении. При её нажатии, её половина S2.1 обнуляет счетчик D1, а половина S2.2 обнуляет счетчик D3 непосредственно, а счетчик D2 через резистор R4.

При этом резистор R5 служит для развязки этой кнопки от выходов микросхемы D2. Если бы его не было, на одном из выходов микросхемы D2 (в зависимости от положения S1) могла бы возникнуть перегрузка по току, вполне способная привести к выходу микросхемы из строя.

А так резистор R5 позволяет напряжению на выходе D2 оставаться неизменным при нажатии кнопки. Для резервного питания служит батарея G1 типа «23А» (на 12V).

При отключении напряжения внешнего источника 12V диод VD2 закрывается, а диод VD1 откры-ается, и микросхемы питаются от этой батареи G1. Реле же в этом случае не питается, и не может включить полив.

Детали и налаживание

Для лучшей работы желательно чтобы напряжение основного источника питания было немного больше напряжения батареи. Например, если батарея на 12V, то основной блок питания желательно должен выдавать не менее 12,5V.

Микросхемы CD4060B отечественных аналогов не имеют. Зарубежных очень много, практически все КМОП-микросхемы с цифровым кодом «4060».

Резистор R6 должен быть с линейной регулировкой сопротивления. Реле К1 - автомобильное реле с обмоткой на 12V и замыкающие контакты. Точность работы данного устройства не очень высокая, ведь временные интервалы задаются RC-цепями.

Но вполне достаточная для полива, там ведь не будет страшно, если полив произойдет на 10-20 минут раньше или позже. Налаживание сложно в кропотливости, потому что нужно подобрать сопротивление R1 так, чтобы на выводе 9 D1 была частота 12,137 Гц.

Но где взять частотомер, который меряет частоту в тысячных долях Гц? Поэтому лучше пользоваться электронными часами и замерить период импульсов на выводе 3 D1, который должен быть 22 минуты 30 секунд (или полупериод, - с момента обнуления до единицы на этом выводе должно пройти точно 11 минут 15 секунд).

Налаживание схемы на D3 проще, нужно просто отградуировать шкалу вокруг ручки переменного резистора R6, обнули, счетчик кнопкой S2 и измеряя секундомером время с момента отпускания S2 до момента выключения реле К1.

Парисов М. А. РК-03-2019.


1 854 Контроль влажности
полив растений влажность регулятор влажности влага
Комментарии (1):
#1 BVM Май 20 2021
+1

Вариант печатной платы - Скачать.

Печатная плата автоматического устройства для полива домашних цветов

Заменил только реле. Вместо автомобильного поставил обычное, но с контактами на 12 А.

Оставить комментарий:

cashback