Rega automática do jardim. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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A máquina automática proposta libertará o proprietário de uma casa de verão da preocupação com a rega oportuna do jardim. Não só fornecerá ao sistema de irrigação a quantidade de água necessária para umedecer suficientemente o solo, mas também reabastecerá o seu abastecimento no tanque de armazenamento em tempo hábil. As peças necessárias para montar a máquina são fáceis de encontrar mesmo em áreas distantes dos centros industriais.

O problema da “automação” da horta tem recebido muita atenção nas páginas da revista Rádio. Uma grande variedade de soluções tem sido proposta [1-7], cada uma com características próprias. Depois de analisá-los, optou-se por desenvolver a nossa própria versão da máquina, combinando as vantagens das consideradas e, se possível, desprovida das suas desvantagens.

Para controlar a rega das plantas, em primeiro lugar, é necessário um sensor que responda à umidade do solo. Como mostrado na Fig. 1, é feito de duas placas de fibra de vidro revestidas com folha unilateral 1 com dimensões de 150x25x2 mm. Cada um possui 70-80 furos com diâmetro de 1,5 mm perfurados, distribuídos uniformemente por toda a superfície.

(clique para ampliar)

As placas 1 com fios de conexão soldados à folha são fixadas paralelamente entre si com a folha para dentro usando parafusos 2 e mangas isolantes 4. Em dois locais entre as placas existem inserções de espuma 3 (dimensões da peça 25x20x12 mm). O sensor montado é enrolado em todo o perímetro com fita adesiva, protegendo-o da entrada de partículas de solo.

O sensor está enterrado no solo a uma profundidade rasa. A espuma de borracha absorve a água que penetra pelos orifícios das placas, como resultado a resistência elétrica do sensor (1...2 MOhm no estado seco) diminui para 40...200 Ohm quando completamente saturado com umidade.

O segundo sensor - o nível de água no tanque de armazenamento - é feito de um pedaço de cabo de alimentação AVVG 4x4 mm2 inserido no tanque por cima. As extremidades de quatro fios de alumínio têm aproximadamente 200 mm de isolamento. Dois fios conectados entre si formam um eletrodo sensor comum. Suas extremidades são fixadas horizontalmente no fundo do tanque. A extremidade do terceiro fio é colocada de forma semelhante 150 mm acima.

Este é o eletrodo "Pequeno". A extremidade do quarto fio (eletrodo “Muito”) está localizada na parte superior do tanque a uma distância suficiente de seu corte para evitar transbordamento.

O diagrama do circuito da máquina é mostrado na Fig. 2. A unidade de controle de irrigação é montada usando os transistores VT1 -VT3 e o relé K1. Enquanto a umidade do solo for satisfatória e a resistência do sensor for baixa, o transistor VT1 estará fechado e o transistor VT2, que forma um gatilho Schmitt com ele, estará aberto. A tensão fornecida através do seguidor de emissor do transistor VT3 ao enrolamento do relé K1 não é suficiente para acionar este último.

À medida que o solo seca, a resistência do sensor e a tensão na base do transistor VT1 aumentam. A certa altura, a tensão será suficiente para acionar o gatilho. A tensão na bobina do relé K1 aumentará abruptamente. Uma vez ativado, fechará o circuito de alimentação da válvula solenóide, que permite que a água do tanque de armazenamento entre no sistema de irrigação ou na bomba que o fornece água. Um LED HL3 verde piscando indicará que a rega está em andamento.

À medida que o solo fica úmido, a resistência do sensor cairá, a tensão na base do transistor VT1 se tornará menor que o limite de comutação do gatilho, o que fará com que o dispositivo retorne ao seu estado original. A rega está concluída.

A operação do relé K1 na umidade necessária é obtida ajustando o resistor ajustado R3. Às vezes você tem que alterar o valor do resistor R2.

Os diodos no circuito emissor dos transistores VT1, VT2 são feitos de diferentes materiais semicondutores (VD4 - germânio, VD5 - silício). Isto melhora a estabilidade da temperatura do limite de resposta do dispositivo.

O capacitor C7, aumentando o tempo de resposta e liberação do relé, elimina o “ressalto” que muitas vezes precede a comutação. Também reduz a amplitude dos surtos de tensão no enrolamento do relé para um valor seguro. Os diodos VD1 e VD2, juntamente com o capacitor C4, servem para eliminar os efeitos nocivos das interferências, inevitáveis ​​em altas temperaturas, no comprimento dos fios que conectam a máquina ao sensor de umidade.

Relé K1 - Passaporte RMU RS4.523.330 (resistência do enrolamento - 430 Ohms). Você também pode usar outros projetados para comutação de circuitos de corrente alternada com frequência de 50 Hz, tensão de 250 V e corrente de até 5 A. Por exemplo, a série PE-36 com bobina de 24 V DC.

O dispositivo de controle do abastecimento de água ao tanque de armazenamento é composto por duas unidades quase idênticas que respondem aos seus níveis mínimo e máximo. Quando o tanque está vazio, os resistores R1 e R5 mantêm um nível logístico nas entradas dos elementos DD1.1 e DD1.2. 1. Os circuitos R6C2 e R7C6 servem como filtros que suprimem interferências e ruídos de impulso.

O nível nas saídas dos elementos acima neste estado é log. 0, e nas saídas dos elementos DD1.3 e DD1.4 - log. 1. O LED HL1 (vermelho piscando) está aceso e indica que o tanque está vazio. O LED HL2 (luz verde) está apagado. Os transistores VT4-VT7 estão abertos.

O relé K2 ativado fecha o circuito do enrolamento do relé de curto-circuito, fazendo com que ele também funcione, e o LED HL4 (amarelo) acende. Os contatos KZ.2 fecham o circuito de alimentação da bomba que fornece água ao tanque.

A água que atinge o eletrodo “Pequeno” reduzirá drasticamente a resistência entre ele e o eletrodo comum. Registro de nível. 1 na entrada do elemento DD1. 1 mudará para log. 0. Como resultado, o LED HL1 apagará e o transistor composto VT4VT6 será fechado. No entanto, graças aos contactos fechados K3.1, isto não provocará uma alteração no estado do relé K2 e um curto-circuito e a bomba continuará a funcionar.

Quando o tanque estiver cheio até o eletrodo “Much”, o estado dos elementos DD1.2 e DD1.4 mudará, o LED HL2 acenderá e o transistor composto VT5VT7 será fechado. O LED HL4 apagará, o relé de curto-circuito apagará e então K2 liberará as âncoras. O abastecimento de água ao tanque será interrompido e não será retomado até que o nível da água desça abaixo do eletrodo “Baixo”, após o que o processo descrito acima será repetido automaticamente.

Relé K2 - RES22, passaporte RF4.500.131 ou RES9, passaporte RS4.524.200. O relé de curto-circuito é semelhante ao K1. Se o motor elétrico da bomba tiver potência superior a 1 kW, para ligá-la é necessária uma partida eletromagnética de potência adequada, por exemplo, da série PME-100 ou PME-111. Neste caso, os contatos K3.1 devem comutar o circuito do enrolamento de partida.

A tensão de alimentação da máquina (24 V), mesmo em condições de “campo” com alta umidade, não representa perigo para o ser humano. Porém, todas as medidas devem ser tomadas contra sua exposição acidental à tensão de 220 V, por exemplo, se o isolamento entre os enrolamentos primário e secundário do transformador de potência estiver danificado. É melhor usar um transformador cujos enrolamentos estejam localizados em diferentes seções da estrutura. É necessário prever a possibilidade de desconexão rápida de emergência, automática ou manual, de ambas as saídas do enrolamento primário da rede.

O fio comum do dispositivo deve ser aterrado de forma confiável e todos os trabalhos devem ser realizados em conformidade com as “Regras para Projeto e Operação de Instalações Elétricas de Consumo” e medidas de segurança contra incêndio.

Literatura

1. Akhmetzhanov N. Unidade de controle da bomba. - Rádio, 1989, nº 2, p. 25.
2. Belenky V. Automático para uma estufa. - Rádio, 1990, nº 11, p. 34-36; Nº 12, pág. 36-39.
3. Kalashnik V. Estação de bombeamento automática. - Rádio, 1991, nº 6, p. 32, 33.
4. Vaganov A. Com um sensor sem flutuação. - Rádio, 1992, nº 1, p. 23, 24.
5. Agarkov A. Com um sensor de palheta flutuante. - Rádio, 1992, nº 1, p. 24, 25.
6. Nechaev I. Controle automático da bomba. - Rádio, 1995, nº 3, p. 38, 39.
7. Tatarko B. Controle automático da bomba de água. - Rádio, 2003, nº 8, p. 46.

Autor: A.Markov, Tuloma, região de Murmansk

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