Меню

Автомат для теплицы во беленький

Автомат для теплицы во беленький

Трудно переоценить роль, которую играют сегодня теплицы: круглый год поставляют они к нашему столу свежие овощи, а к праздникам — цветы. Однако содержание теплицы — дело дорогостоящее и многотрудное. Уменьшить трудозатраты, снизить расход электроэнергии и воды поможет предлагаемый вниманию читателей автомат. В заданное время он включит и выключит электрический свет, обеспечит установленные температурный режим и оптимальную влажность корнеобитаемого слоя почвы. Если в дневное время окажется достаточно естественного освещения, автомат выключит электрическое. Для приближения к естественным условиям предусмотрена возможность установки «ночной» температуры на несколько градусов ниже «дневной». Устройство состоит из трех функциональных частей: таймера, блока автоматики и источника питания.

Принципиальная схема таймера изображена на рис.1. Его основа — электронные часы из радиоконструктора «Старт 7176» [Л] (соединения микросхемы DD1 с цифровым индикатором HG1 для простоты не показаны). Часы дополнены двумя триггерами (микросхема DD2), таким же числом эмиттерных повторителей (VТ1, VТ2) и светодиодных индикаторов (НL1, НL2). Кнопка вызова на табло времени установки будильника 1 обозначена здесь буквой «Д» («День»), будильника 2 — буквой «Н» («Ночь»). Дополнительно введена кнопка SВ7 «Д/Н», позволяющая в любое время установить в теплице режим «дня» или «ночи».

В положении кнопки SВ7, показанном на схеме, RS-триггер DD2.1 находится в единичном состоянии, когда на его инверсном выходе (вывод 12) напряжение низкого логического уровня. При каждом нажатии на кнопку на этом выходе появляется сигнал высокого уровня и триггер DD2.2 переключается то в единичное (напряжение высокого уровня на прямом выходе), то в нулевое состояние (такое же напряжение на инверсном выходе). В результате открывается транзистор VТ1 или VТ2, и возникающее на его эмиттере напряжение положительной полярности поступает на вход соответствующего канала блока автоматики. Состояния триггера индицируют светодиоды НL1 и НL2. Автоматическая смена «дня» и «ночи» происходит под действием сигналов, снимаемых с выводов 27 и 28 микросхемы DD1. Питание микросхемы DD1 необычно: требуемое напряжение 27 В получено от соединенных встречно-последовательно источников напряжением +9 и —18 В (по отношению к общему проводу). Через диод VD1 вывод питания 48 соединен с выводом 1, а через VD2 — с резервным источником питания — аккумуляторной батареей GВ1, что позволяет сохранить отсчет текущего времени при пропадании напряжения в сети. Ток, протекающий через резистор R5, компенсирует ток саморазрядки батареи [Л].

Принципиальная схема блока автоматики показана на рис. 2. Он содержит каналы регулирования освещенности, температуры воздуха и влажности почвы. Каждый из каналов включает в себя измерительный мост с датчиком регулируемого параметра, компаратор на основе ОУ и транзисторный усилитель тока, нагруженный электромагнитным реле и включенным последовательно с его обмоткой светодиодом — индикатором состояния канала. Неинвертирующие входы ОУ подключены к ветвям мостов, содержащим датчики, инвертирующие — к ветвям, представляющим собой регулируемые делители напряжения питания (оно поэтому должно быть стабилизированным). Если значение регулируемого параметра ниже заданного, напряжение на неинвертирующем входе ОУ больше, чем на инвертирующем и выходное напряжение компаратора близко к +24 В, а если, наоборот, выше,— к нулю. В первом случае транзистор усилителя тока открыт, реле включено и цепь питания исполнительного устройства замкнута, во втором — транзистор закрыт и исполнительное устройство выключено. Диоды, шунтирующие обмотку реле, защищают транзисторы от всплесков напряжения самоиндукции, возникающих в моменты закрывания транзисторов. Канал регулирования температуры воздуха выполнен на ОУ DА1 и транзисторах VТ1, VТ2. Измерительный мост образован резисторами R1 — RЗ (они установлены на пульте управления), R13, R16 и терморезистором RК1. Требуемую температуру устанавливают переменным резистором R2. Чем ближе его движок к нижнему (по схеме) выводу, тем выше значение температуры, при которой переключается компаратор на ОУ DА1. В режиме «ночь» с выхода таймера (с эмиттера транзистора VТ1) через делитель R17R20 на базу транзистора VТ1 блока автоматики поступает напряжение высокого уровня, поэтому он открыт и шунтирует часть подстроечного резистора R16, включенную между движком и общим проводом. Вследствие этого компаратор изменяет свое состояние при более низкой температуре, чем «днем». Чем ближе движок резистора R16 к левому (по схеме) выводу, тем больше разница между «дневной» и «ночной» температурами.

Поскольку расстояние от блока до датчика может достигать нескольких десятков метров, не исключены наводки переменного тока на соединительные провода. Чтобы эти наводки не влияли на точность поддержания температуры (погрешность не должна превышать ±1°С), терморезистор RК1 подключен к компаратору через фильтр R15С1. Этой же цели служит конденсатор С4, создающий отрицательную ОС по переменному току.

Читайте также:  Калифорнийское чудо перец для теплицы

Канал регулирования освещенности собран на ОУ DА2 и транзисторе VТЗ. Как видно из схемы, напряжение на делитель, в состав которого входит фоторезистор R10, поступает из таймера (с эмиттера транзистора VТ2) только «днем». В это время напряжение на делителе R12R10 около 9 В, и все зависит от освещенности датчика R10 и положения движка переменного резистора R5. Все остальное время суток выходное напряжение ОУ DА2 постоянно равно 0, транзистор VТЗ закрыт, реле K2 обесточено и освещение выключено. Заметим попутно, что фоторезистор R10 должен быть установлен таким образом, чтобы свет из теплицы на него не попадал. В противном случае канал регулирования освещенности может перейти в автоколебательный режим. Назначение остальных элементов этой части блока такое же, как в канале регулирования температуры. Аналогично построен и канал регулирования влажности почвы (DАЗ, VТ4). Измерительный мост образован резисторами R7—R9, R14 и датчиком влажности R11.

Источник питания устройства (рис. 3) особенностей не имеет. Он состоит из понижающего трансформатора Т1, двух выпрямителей (VD1.1, VD1.2) и такого же числа стабилизаторов напряжения (VDЗ—VD5, VТ1 и VD6—VD8, VТ2, VТЗ).

Большинство деталей автомата смонтировано на четырех печатных платах из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На одной из них (рис. 4) смонтирован таймер, на другой (рис. 5) — блок автоматики, на третьей (рис. 6) — источник питания, на четвертой (ее «рисунок» очень прост, поэтому чертеж не приводится) — кнопки управления таймером. В качестве последних можно использовать переключатели П2К без фиксации в нажатом положении, микропереключатели МП1 -1, МПЗ-1 и т. п., кнопки КМ 1-1.

Окружностями красного цвета на чертеже платы таймера (см. рис. 4) выделены отверстия, через которые при монтаже пропускают проволочные перемычки, соединяющие печатные проводники обеих сторон платы. Фрагмент участка с деталями канала регулирования влажности почвы на чертеже платы блока автоматики (рис. 5) повторен дважды. Это позволяет создать устройство, способное контролировать этот параметр в трех разных местах теплицы. Вместо КТ815В в таймере можно использовать любые транзисторы серий КТ815, КТ817. Сопротивление резисторов Rб—R9 некритично и может быть в пределах 15. 100 кОм. ОУ К140УД6 в блоке автоматики можно заменить на К140УД7, К153УД2, а при коррекции печатной платы — и на любые другие, кроме К140УД1А (непригоден из-за низкого номинального напряжения питания), транзисторы КТ315Г — на любые маломощные кремниевые структуры п-р-п с допустимыми значениями тока коллектора и напряжения между коллектором и эмиттером соответственно не менее 50 мА и 25 В. Допустима замена терморезистора ММТ-1 любым другим с отрицательным ТКС. Номинальное сопротивление резисторов R13 и R16 в этом случае рассчитывают по формулам:

R13=RК1 + R16; R16=RК1/4.

Вместо СФЗ-1 можно применить любой другой фоторезистор, а при соблюдении полярности включения — и фотодиод, реагирующий на видимую часть спектра. Резисторы R4 и R6 в этом случае необходимо подобрать таким образом, чтобы при номинальной освещенности фотодатчика (днем) напряжение на движке переменного резистора R5, установленном в среднее положение, стало равным напряжению на неинвертирующем входе ОУ DА2. Датчиком влажности R11 могут служить два стержня из нержавеющей стали или графита диаметром 3. 5 мм, погруженные в почву на глубину основного корнеобитания в концах гряды. Сопротивление резистора R14 должно быть равно сопротивлению датчика при оптимальной влажности почвы.

Следует учесть, что под действием постоянного тока в почве протекают электрохимические процессы, которые могут нарушить работу канала регулирования влажности. Чтобы этого не произошло, необходимо периодически изменять направление тока через датчик. Такую коммутацию нетрудно автоматизировать, дополнив блок еще одним реле с усилителем тока (рис. 7), управляемым сигналами таймера. В результате «днем» ток через датчик будет течь в одном направлении, «ночью» — в другом. Реле K1—KЗ (см. рис. 2) и K1 (рис. 7) — любые с рабочим напряжением 24 В и контактами, способными коммутировать соответствующую мощность. Ток срабатывания должен находиться в пределах 10. 20 мА (при меньшем токе светодиоды НL1—НL2 будут светиться недостаточно ярко, при большем могут выйти из строя). Если реле используются в качестве промежуточных, т. е. управляют работой более мощных исполнительных устройств, которые и коммутируют нагрузку, можно применить реле РЭС22 (паспорт РФ4.500.131), РЭС32 (РФ4.500.342), РЭС45 (РС4.569.302), РЭС46 (РС4.569.352) и т. п. Их контакты могут управлять магнитным пускателем, тринистором, включенным в диагональ диодного моста в цепи нагревателя Rн, или симистором (см. рис. 8, а, б). Если удастся приобрести оптрон АОУ103В, можно вообще обойтись без реле. Примеры использования этого оптрона для коммутации цепи питания электронагревателя показаны на рис. 8, в и г. В качестве исполнительного устройства в каналах регулирования температуры и влажности вместо реле K1 и KЗ можно применить магнитный клапан. В первом случае его используют для перекрывания газа, поступающего на основную горелку водонагревателя, или горячей воды (при централизованном теплоснабжении), во втором — для открывания воды, поступающей на оросители. Трансформатор Т1 источника питания выполнен на магнито-проводе Ш20xЗО. Обмотки I, II и III (соответственно 1900, 2×21 и 195 витков) намотаны проводом ПЭВ-1 0,25, обмотка IV (180 витков) — проводом ПЭВ-1 0,6. Вместо указанных на схеме в источнике питания можно применить любые транзисторы серий КТ814, КТ816 (VТ1), КТ315, КТ312 (VТ2) и КТ815, КТ817 (VТЗ). Транзистор VТЗ необходимо установить на П-образный теплоотвод размерами 15x20x20 мм, согнутый из листового алюминиевого сплава толщиной 1,5. 2 мм. В выпрямителях можно использовать любые кремниевые диоды с допустимым обратным напряжением не менее 50 В и прямым током не менее 100 мА (VD1.1) и 1 А (VD1.2).

Читайте также:  Отделка веранды снаружи поликарбонатом

Налаживание устройства сводится к установке требуемых значений параметров переменными резисторами R2, R5 и R8. Не исключено, однако, что во время налаживания или эксплуатации реле какого-либо канала будет срабатывать нечетко. В этом случае канал необходимо охватить положительной ОС, включив, например, между инвертирующим входом ОУ и коллектором транзистора-усилителя тока резистор сопротивлением 1. 10 МОм (его можно установить со стороны печатных проводников). Следует учесть, что с увеличением сопротивления этого резистора точность поддержания регулируемого параметра возрастает. Для расширения пределов регулирования параметров достаточно установить переменные резисторы R2, R5, R8 и подстроечный резистор R16 большего сопротивления.

В. БЕЛЕНЬКИЙ, г. Одинцова Московской обл.

Георгиев К. Часы-будильник из набора «Старт 7176».— Радио, 1986, № 6, с. 40—44; № 7, с. 29—32.

Источник статьи: http://radiotech.inf.ua/Shematic_PCB/Elektroniks/Avtomat-Teplica.htm

Автомат открывания рамы в теплице

Всем доброго здоровья! Ну вот и наступили тёплые дни, а с ними «внезапно» и дачно-садово-огородные хлопоты. Как известно, лень- двигатель прогресса, а посему решил я немного облегчить себе жизнь и соорудить устройство для проветривания теплицы, с коим и собираюсь вас познакомить. Оговорюсь сразу- система, которую я собрал, известна давно, выпускаются даже промышленные образцы,( если мне не изменяет память первые я увидел во второй половине восьмидесятых), но дело принципа сделать пусть и хреново, но по своему. В конце статьи я расскажу в чём «первый блин» получился комом, а пока небольшая предыстория.

На даче мы не живём, а теплицу открывать надо. Напрашивается два выхода, просить соседей открывать-закрывать утром и вечером, либо ездить самому, что при расстоянии 10 км довольно накладно, вот тут и вспомнился «гидроцилиндр» из перестроечных времён. Идеи поначалу были разные, от вентиляторов из микроволновок, установленных наверху торцов теплицы и работающих на вытяжку горячего воздуха, до электропривода с редуктором для открывания уже имеющихся форточек. Из-за зависимости от электричества, которое в садах зачастую отключают, от этих идей пришлось отказаться в пользу энергонезависимых вариантов.

В интернете на этот счёт имеется масса различных вариантов, вполне работоспособных и имеющих право на жизнь, но не в моих правилах слепо копировать чужие изделия, я всегда вношу что-то своё. В общем выношу на суд людской своё изделие.

Для изготовления данного агрегата понадобятся следующие материалы и инструменты:
1. Автомобильный огнетушитель ОП-2 (3 литра)
2. Газовая пружина ВАЗ-2108 или подобная.
3. Тормозной шланг (не знаю от чего, но наконечники имеют резьбу М10х1,25)
4. Оконная петля (покажу на фото)
5. Маленький мебельный уголок
6. Сяжка троса 12 мм.
7. Отработанное моторное масло 3,5 литра.
8. Гайки М8
9. Саморезы со сверлом.
10. Уплотнительные материалы (лента ФУМ, силиконовые или паронитовые прокладки)

Инструменты:
1. Болгарка
2. Дрель
3. Лерка и метчик М10х1,25
4. Свёрла 8,5 мм и 4 мм.

Система состоит из двух частей- гидроцилиндра и расширительного бачка, соединённых между собой. Вот именно в этом и состоит задача.

Первым делом «элегантными движениями рук» превращаем газовую пружину в гидроцилиндр. Расписывать из чего он состоит не стану, кому интересно- интернет в помощь, важно то, что если сальники пружины держали газ, то жидкость они подавно удержат, тем более немного масла внутри пружины уже есть.

Читайте также:  Клумбы лета 12 года

Особенность данного гидроцилиндра заключается в том, что он полностью заполнен маслом (отработкой) и рабочий ход происходит за счёт вытеснения объёма штока объёмом расширившегося при нагреве масла. Математические выкладки опишу позже, а сейчас ближе к делу:

Для нарезки резьбы немного стачиваем ножку напильником до 10 мм.

При нарезке, для получения качественной резьбы, используем смазку. За неимением сульфофрезола я воспользовался старым дедовским средством- свинским салом (работает даже лучше).

В торце сверлим отверстие диаметром 4 мм. Диаметр отверстия и центровка не критичны, в тормозном шланге отверстие ещё меньше.

При сверлении обязательно наденьте защитные очки! Внутри пружины находится газ под высоким давлением! Стружку буквально выплюнет из отверстия, что имеет положительную сторону- внутрь она не попадёт.

Следующим шагом предстоит сделать из огнетушителя расширительный бачёк. Переделка, а точнее доработка, заключается в нарезании другой резьбы в запорно-пусковой головке огнетушителя.

Освобождаем огнетушитель от порошка, отвинчиваем головку и удаляем лишние детали. Оставляем только индикатор, он будет в качестве пробки лишнего отверстия (давление он всё равно не показывает), ну и для красоты.

В выпускном отверстии (сопле) прямо по имеющейся резьбе М10х1,5 нарезаем М10х1,25 насквозь(10х1,5 нарезана на глубину 6 мм). На герметичность это нисколько не влияет, соединение уплотняем также лентой ФУМ и паронитовой прокладкой, которая по сравнению с силиконовой более жесткая и не выдавливается из соединения.

Соединяем между собой гидроцилиндр и расширительный бачёк тормозным шлангом, который к счастью дорабатывать не нужно.

Заливаем в огнетушитель- расширительный бачёк отработку, навинчиваем головку на своё место и прокачиваем систему, чтобы выгнать лишний воздух. Суть заключается в следующем: наполняем бачёк через отверстие для долива в головке огнетушителя до уровня «через край», завинчиваем пробку (болт М8 с подмоткой ФУМ лентой). Шток гидроцилиндра при этом должен быть выдвинут до конца. Переворачиваем бачёк головкой вниз и штоком гидроцилиндра делаем возвратно-поступательные движения выгоняя воздух. О том, что воздух вышел станет понятно по усилию на штоке и прекращению «пружинистости»,шток задвигаем до упора и возвращаем бачёк в исходное положение- головкой вверх. Далее откручиваем пробку и доливаем масло, часть которого вытеснила воздух в цилиндре. Завинчиваем пробку (заменив ленту ФУМ на новую) и на этом сборка аппарата закончена, он готов к работе.

Третий этап конструирования заключается в установке гидроцилиндра на место. Шарнир на штоке у нас остался штатным, а для цилиндра пришлось конструировать свой из подручных материалов.

Чтобы соединить шарнир с цилиндром я применил самый маленький мебельный уголок, рассверлив одно из отверстий до 8 мм а на другой полке уголка проточил болгаркой выемки для крепежа.

Уголок с цилиндром, а точнее с наконечником тормозного шланга соединённого с цилиндром, я соединил при помощи хомута для заделки концов троса.

Ну а теперь, как и обещал, расскажу о недочётах своей конструкции.

Во-первых объём огнетушителя 3 литра оказался избыточным, при нагреве выше 35°С в теплице через манжету цилиндра немного выдавило масла. По расчётам для объёма штока данного цилиндра 13,7 см³ (0,0137 литра) при коэффициенте объёмного расширения масла 0.7х10ˉ³/°С (грубо говоря 0,07% от объёма на один градус), при перепаде температуры в 20°С для движения штока от минимума до максимума достаточно увеличения объёма на 1,5%, что соответствует 1,96 литра при полном заполнении системы. Объём можно уменьшить при помощи закона Архимеда, загрузив в ёмкость металлического хлама на уменьшаемый объём.

Во-вторых из-за большого объёма масла увеличивается тепловая инерционность, для нагрева и охлаждения большего количества масла требуется больше времени, что не есть гут при резком похолодании.

В-третьих у меня раскрыв рамы очень велик, для проветривания достаточно и половины (это кстати относится и к объёму масла и расширительного бачка). У цилиндра времён перестройки, о котором я писал в начале, ход штока диаметром 10 мм был всего 40-50 мм, если мне не изменяет память.

Это устройство было собрано мной ещё в прошлом году, но установлено и испытано в деле только сейчас (кто бы мне летом дал топтать грядки с помидорами), по этой причине некоторые детали на фотографиях могут отличаться. Надеюсь статья будет полезной для дачников-самодельщиков, которые при изготовлении собственной конструкции учтут мои ошибки. Сейчас собираю более усовершенствованный вариант с учётом всех нюансов, но испытать его в деле сейчас возможно не удастся.

Источник статьи: http://usamodelkina.ru/11253-avtomat-otkryvaniya-ramy-v-teplice.html

Adblock
detector