|
О сельском хозяйстве---->
Механизация и автоматизация сельского хозяйства
Таймер для капельной поливки
И. КОРОТКОВ, пос. Буча Киевской обл., Украина
Этот таймер можно использовать не только для управления водяным насосом в теплице, но везде, где требуется выдерживать два интервала времени в циклическом режиме.
По окончании первого интервала автоматически выдерживается второй, затем вновь первый и так далее, вплоть до ручной остановки.
Длительность каждого из двух интервалов в минутах устанавливают независимо.
Описываемый ниже таймер разработан для управления водяным насосом в системе капельной поливки растений. Зачастую такой способ используют при выращивании цветов в теплицах. Система поливки состоит из труб со специальными ниппельными головками, подведенными непосредственно к корням растений, рассаженных в специальных коробах, заполненных вместо обычной почвы компостом из торфа или кокосовой стружки. Если поливать растения в таких условиях обычным образом, вода быстро стекает, так как компост не способен удерживать влагу. В результате корни не успевают получить достаточное количество жидкости.
Капельная поливка позволяет выращивать растения более эффективно и получать более крупные бутоны цветов. При определенном давлении, создаваемом насосом,ниппельная головка подает воду каплями прямо в основание растения. Насос должен проработать определенное время, после перерыва заданной длительности должен быть включен на то же время еще раз и так далее.
Оптимальные продолжительности поливки и паузы зависят от вида выращиваемых растений и состава компоста. Их определяют, как правило, экспериментально. В среднем на поливку отводят 3... 10 мин с паузой 30...60 мин. Управлять насосом вручную, длительное время выдерживая такие интервалы, практически невозможно, поэтому и был разработан таймер, схема которого представлена на рис. 1.
При включении питания импульс, сформированный цепью R8C1, устанавливает триггер на элементах DD1.2, DD1.3 в состояние, при котором на выходе DD1.3 будет лог. 0, а на выходе DD1.2 — лог. 1. При этом триггер на элементах DD4.1, DD4.2 уровнем лог. 0, поступающим через диод VD2, будет установлен в состояние, в котором лог. 1 с одного его выхода откроет элемент DD4.3 для прохождения импульсов тактового генератора, собранного на микросхеме DD3. Лог. 0 с другого выхода заблокирует элемент DD4.4.
В этом состоянии уровень лог. 1 с выхода элемента DD1.2 запрещает работу счетчиков микросхемы DD3 и, поступая через диоды VD5 и VD7 на счетчики DD5—DD8, переводит их в режим предустановки. Индикаторы HG1, HG2, подключенные через преобразователи кода DD9—DD12 к выходам счетчиков, отображают состояние
последних, соответствующее в рассматриваемом случае положению декадных переключателей SA1—SA4. Обмотка реле К1 обесточена, так как на выходе элемента DD1.1 лог. 0 (благодаря лог. 1 на его входе 13). Светодиоды HL1 и HL2 выключены.
С помощью переключателей SA1 и SA2 задают в минутах длительность интервала, в течение которого контакты реле К1 будут замкнуты и водяной насос включен. С помощью переключателей SA3, SA4 — длительность паузы.
Запускают в работу таймер нажатием на кнопку SB1. Триггер на элементах DD1.2, DD1.3 изменяет состояние на противоположное, разрешая работу счетчиков микросхемы DD3. О том, что они работают, свидетельствует мигание с частотой 1 Гц светодиода HL1. Так как на всех входах элемента DD1.1 теперь установлен лог. 0, на его выходе — лог. 1. Транзистор VT1 открыт, реле срабатывает, включая насос. Включен и светодиод HL2.
Через открытый элемент DD4.3 на счетчик DD5DD6 поступают минутные импульсы с вывода 10 микросхемы DD3. Каждый из них уменьшает содержимое счетчика на единицу. Когда оно станет нулевым, лог. 0 с выхода переноса (выв. 7 микросхемы DD6) переключит триггер на элементах DD4.1, DD4.2 в противоположное состояние. В результате элемент DD4.4 будет открыт, a DD4.3 — закрыт и счет времени продолжит счетчик DD7DD8.
На выводы 11 и 12 элемента DD1.1 поступит уровень лог. 1, и реле К1 разомкнет цепь питания насоса. Светодиод HL2 погаснет, сигнализируя
о паузе в работе насоса. Уровень лог.
1 будет подан через диод VD6 и на входы разрешения предустановки микросхем DD5 и DD6. В счетчик вновь будет записано число, соответствующее положению переключателей SA1, SA2.
Когда содержимое счетчика DD7DD8 в свою очередь уменьшится до нуля, импульсом, поступившим через диод VD1 с вывода 7 микросхемы DD8, триггер DD4.1, DD4.2 будет возвращен в прежнее состояние. Насос и светодиод HL2 будут включены, счетчик DD5DD6 начнет отсчет времени работы насоса, a DD7DD8 перейдет в состояние, заданное переключателями SA3, SA4. Таким образом, выдержка установленных интервалов будет повторяться циклически, пока таймер не остановят нажатием на кнопку SB2.
Конденсаторы СЗ, С4, С6 служат для подавления помех и исключения случайных срабатываний триггеров.
Положение переключателей SA1 — SA4 можно изменять и во время работы таймера. При этом состояние остановленного в данный момент счетчика изменяется немедленно. Интервал, отсчет которого не закончен, будет выдержан до конца независимо от манипуляций с переключателями, и лишь после этого новое значение будет принято.
Отсчет интервалов можно вести не в минутах, а в секундах. Для этого нужно, отключив выводы 1 и 13 микросхемы DD4 от вывода 10 микросхемы DD3, соединить их с ее выводом 4, т. е. подать на входы счетчиков DD5—DD8 секундные импульсы вместо минутных. Максимальная длительность каждого интервала составит 99 с. Допустимо подать, например, на счетчик DD5DD6 секундные, а на DD7DD8 — минутные импульсы. В результате можно будет задать продолжительность работы насоса от 1 до 99 с, а продолжительность паузы между его включениями — от 1 до 99 мин.
Устройство собирают на двусторонней печатной плате (рис. 2).
На ней расположены все элементы, кроме кнопок, переключателей, реле и диода VD3. припаянного непосредственно к выводам обмотки реле.
Некоторые резисторы и конденсаторы — для поверхностного монтажа (типоразмера 1206). Они припаяны к контактным площадкам на стороне платы, противоположной той, где установлены микросхемы, индикаторы, резисторы и конденсаторы обычной конструкции.
Конденсаторы C8 любой малогабаритный и С9 (оксидный К50-35 или импортный) припаяны к установленным на плате шинам "+" и "-". Унифицированные шины можно заменить отрезками провода, проложенными между соответствующими контактными площадками.
Пронумерованные контактные площадки вблизи микросхем DD5—DD9 предназначены для подключения декадных переключателей ПП10 или им подобных. Номера площадок совпадают с номерами проводов жгута на схеме (см рис 1). Общие выводы переключателей подключают к цепи +9 В.
Транзистор КТ972А заменяют на КТ972Б или 2SD1111. В крайнем случае вместо него устанавливают два транзистора (серий КТ315 и КТ815), соединенных по схеме составного.
Импортные сдвоенные семисегментные индикаторы зеленого цвета свечения BD-A542RD можно заменить другими светодиодными с общим анодом, сдвоенными, счетверенными или даже одиночными. Однако при замене может потребоваться корректировка печатной платы. Подойдут даже светодиодные индикаторы с общим катодом, если соединить выводы 6 преобразователей кода DD9—DD12 и не подключенные к индикаторам выводы резисторов R29—R32 не с цепью +9 В, а с общим проводом.
Светодиод HL1 желательно выбирать того же цвета
свечения, что и цифровые индикаторы, a HL2 может быть любого цвета, отличного от HL1.
Реле К1 — любое с рабочим напряжением 12...24 В и с контактами, способными выдержать ток и напряжение питания насоса. Напряжение +Uр(см. рис. 1) выбирают требуемым для надежной работы реле. Из этого же напряжения с помощью интег
рального стабилизатора КР142ЕН8А или LM7809 можно получить 9 В, нужные для питания остальных узлов таймера.
После проверки правильности монтажа таймер устанавливают на предназначенное ему место в теплице и включают в работу.
Радио №4 2005 год
|
