W ciągu ostatnich kilku lat technologia w dziedzinie nawadniania rozwinęła się w rozsądnym tempie. System nawadniania definiuje się jako system, który umożliwia powolne kapanie wody na korzenie roślin przez elektryczny zawór elektromagnetyczny. Systemy nawadniające dostępne na rynku są drogie przy niewielkim pokryciu obszaru. Ludzie wyjeżdżają na wycieczki, a czasami wyjeżdżają na wyjazdy służbowe, stąd pod ich nieobecność rośliny bardzo cierpią. Rośliny potrzebują około 15 różnych składników mineralnych w glebie do prawidłowego wzrostu. Wśród tych minerałów najczęściej spotykane są potas, magnez, wapń itp. Jeśli zaprojektujemy w domu automatyczny system nawadniania, nie będzie potrzeby monitorowania roślin i będą one również zdrowo rosły, dlatego poniżej zaproponowano metodę wykonania tani i skuteczny system nawadniania w domu, wykorzystujący podstawowe elementy elektroniczne.
System nawadniania roślin
Jak korzystać z timera 555 w projekcie obwodu?
Teraz, skoro mamy już podstawową ideę naszego projektu, przejdźmy do zebrania komponentów, zaprojektowania obwodu na oprogramowaniu do testowania, a następnie ostatecznego złożenia go na sprzęcie. Zrobimy ten obwód na płytce PCB, a następnie umieścimy go w ogrodzie lub innym odpowiednim miejscu, w którym znajdują się rośliny.
Krok 1: Zastosowane komponenty
- Inwerter HEX IC-7404
- Kondensator 47uF
- Kondensator 100uF 50V
- Kondensator 10uF 16V
- Kondensator 0,01 uF (x2)
- Rezystor 27k Ohm (x2)
- Rezystor 4,7 kΩ
- Rezystor 8,2 kΩ
- Rezystor 820 kΩ
- Dioda 1N4148 (x2)
- Przekaźnik 6V
- Elektrozawór
- Bateria 9V
- Klips do baterii 9V
- FeCl3
- Płytka drukowana
- Pistolet na gorący klej
Krok 2: Potrzebne komponenty (oprogramowanie)
- Proteus 8 Professional (można pobrać z Tutaj )
Po pobraniu Proteus 8 Professional zaprojektuj na nim obwód. Dołączyłem tutaj symulacje programowe, aby początkujący mogli wygodnie zaprojektować obwód i wykonać odpowiednie połączenia na sprzęcie.
Krok 3: Badanie komponentów
Teraz, gdy stworzyliśmy listę wszystkich komponentów, których będziemy używać w tym projekcie. Przejdźmy o krok dalej i przeprowadźmy krótkie badanie wszystkich głównych komponentów sprzętowych.
Inwerter HEX IC-7404: Ten układ scalony działa dziwnie. Daje przeciwne / uzupełnione wyjście dla określonego wejścia lub w kategoriach laika możemy powiedzieć, że jeśli napięcie po stronie wejściowej jest NISKA, napięcie po stronie wyjściowej będzie WYSOKI. Ten układ scalony składa się z sześciu niezależnych falowników, a napięcie robocze tego układu scalonego mieści się w zakresie 4 V-5 V. Maksymalne napięcie, które może wytrzymać ten układ scalony, wynosi 5,5 V. Ten inwerterowy układ scalony jest podstawą niektórych projektów elektronicznych. Multipleksery i maszyny stanu mogą używać tego układu scalonego. Konfigurację pinów falownika przedstawia poniższy schemat:
HEX Inverter IC
555 Timer IC: Ten układ scalony ma różnorodne zastosowania, takie jak zapewnianie opóźnień czasowych, jako oscylator itp. Istnieją trzy główne konfiguracje układu scalonego zegara 555. Stabilny multiwibrator, monostabilny multiwibrator i bistabilny multiwibrator. W tym projekcie użyjemy go jako pliku Astable multiwibrator. W tym trybie układ scalony działa jak oscylator, który generuje impuls prostokątny. Częstotliwość obwodu można regulować, dostrajając obwód. tj. zmieniając wartości kondensatorów i rezystorów używanych w obwodzie. Układ scalony wygeneruje częstotliwość, gdy zostanie zastosowany wysoki impuls prostokątny RESETOWANIE kołek.
555 Timer IC
Elektrozawór: Zawór elektryczny służy do mieszania przepływu gazu lub wody w rurze. Działa zgodnie z obwodem elektrycznym, do którego jest podłączony. Ten zawór ma dwa porty nazywane wlotem i wylotem oraz dwie pozycje otwarte i zamknięte.
Elektrozawór
Krok 4: Schemat blokowy
Schemat blokowy należy przeanalizować przed zrozumieniem zasady działania:
Schemat blokowy
Krok 5: Zrozumienie zasady działania
Obwód jest łatwy do zrozumienia. Naszym głównym zmartwieniem jest gleba roślin, ponieważ gdy gleba jest sucha, ma dużą odporność, a gdy jest mokra, ma niską. W podłoże włożymy dwa przewody przewodzące, które będą odpowiedzialne za aktywację obwodu. Druty te będą przewodzić, gdy gleba jest mokra i nie będą przewodzić, gdy gleba jest sucha. Przewodność zostanie wykryta przez falownik HEX, który pokaże stan jako wysoki, gdy wejście jest niskie i odwrotnie. Gdy stan falownika HEX jest wysoki, ikona 555 timer isic podłączony po lewej stronie obwodu zostanie wyzwolony i 555 Wyzwolony zostanie również układ scalony timera podłączony do wyjścia pierwszego układu scalonego w obwodzie. Końcówka dodatnia zaworu jest podłączona do styku wyjściowego timera ic 555, a gdy ten układ scalony zadziała, obwód jest aktywowany i zawór elektryczny jest przełączany NA. W rezultacie woda zaczyna przepływać przez rurę w glebie. Kiedy gleba jest podlewana, rezystancja zaczyna się zmniejszać, a sondy odpowiedzialne za przewodnictwo spowodują, że wyjście falownika HEX będzie niskie, przez co stan timera 555 zmieni się z WYSOKI na NISKI, stąd przewodnictwo jest zakończone i obwód jest wyłączony.
Krok 6: Działanie obwodu
Druty włożone do gleby będą przewodzić tylko wtedy, gdy gleba jest sucha i przestaną przewodzić, gdy gleba stanie się mokra. Źródłem zasilania obwodu jest bateria 9V. W momencie, gdy gleba jest sucha, będzie odpowiedzialna za ogromny spadek napięcia ze względu na dużą rezystancję. Jest to wykrywane przez inwerter hex 7404 i uruchamia pierwszy wyzwalacz zegara NE555, który działa jako monostabilny multiwibrator za pomocą sygnału elektrycznego. W obwodzie są zainstalowane dwa układy scalone timera 555. Wyjście jednego układu scalonego jest wejściem drugiego układu scalonego, stąd w momencie wyzwolenia pierwszego, znajdującego się po lewej stronie, wyzwolony zostanie również drugi układ, a za włączanie będzie odpowiedzialny przekaźnik podłączony do drugiego układu scalonego NA przekaźnik 6V. Przekaźnik jest podłączony do zaworu elektrycznego poprzez tranzystor SK100. Gdy tylko przekaźnik zostanie włączony, woda zaczyna przepływać przez rurę, a gdy woda nadal przemieszcza się w glebie, jej opór zmniejsza się, a następnie falownik przestanie wyzwalać układ scalony timera 555, co spowoduje przerwanie obwodu.
Krok 7: Symulacja obwodu
Przed wykonaniem obwodu lepiej jest zasymulować i sprawdzić wszystkie odczyty w oprogramowaniu. Oprogramowanie, którego będziemy używać, to Proteus Design Suite . Proteus to oprogramowanie, w którym symulowane są obwody elektroniczne:
- Po pobraniu i zainstalowaniu oprogramowania Proteus otwórz je. Otwórz nowy schemat, klikając ISIS ikonę w menu.
ISIS
- Kiedy pojawi się nowy schemat, kliknij P. ikona w menu bocznym. Otworzy się okno, w którym możesz wybrać wszystkie komponenty, które będą używane.
Nowy schemat
- Teraz wpisz nazwę komponentów, które zostaną użyte do utworzenia obwodu. Komponent pojawi się na liście po prawej stronie.
Wybieranie komponentów
- W ten sam sposób, co powyżej, przeszukaj wszystkie komponenty. Pojawią się w Urządzenia Lista.
Lista komponentów
Krok 8: Schemat obwodu
Po zmontowaniu elementów i ich okablowaniu schemat połączeń przedstawiono poniżej:
Schemat obwodu
Krok 9: Tworzenie układu PCB
Ponieważ zamierzamy wykonać obwód sprzętowy na płytce drukowanej, musimy najpierw wykonać układ PCB dla tego obwodu.
- Aby wykonać układ PCB na Proteusie, musimy najpierw przypisać pakiety PCB do każdego komponentu na schemacie. aby przypisać pakiety, kliknij prawym przyciskiem myszy komponent, do którego chcesz przypisać pakiet i wybierz Narzędzie do pakowania.
- Kliknij opcję BARAN w górnym menu, aby otworzyć schemat PCB.
ARIES Design
- Z listy komponentów, umieść wszystkie komponenty na ekranie w projekcie, który ma wyglądać twój obwód.
- Kliknij tryb śledzenia i podłącz wszystkie piny, które oprogramowanie nakazuje połączyć, wskazując strzałkę.
Krok 10: Montaż sprzętu
Ponieważ teraz zasymulowaliśmy obwód w oprogramowaniu i działa on doskonale. Przejdźmy teraz dalej i umieśćmy komponenty na PCB. PCB to płytka drukowana. Jest to płyta w całości pokryta z jednej strony miedzią, az drugiej w pełni izolująca. Wykonanie obwodu na PCB to stosunkowo długi proces. Po zasymulowaniu obwodu w oprogramowaniu i wykonaniu układu PCB, układ obwodu jest drukowany na papierze maślanym. Przed umieszczeniem papieru maślanego na płytce PCB użyj skrobaka PCB do przetarcia płytki, tak aby warstwa miedzi na płycie została zmniejszona od góry płytki.
Usuwanie warstwy miedzi
Następnie papier maślany umieszcza się na płytce PCB i prasuje, aż obwód zostanie wydrukowany na płytce (zajmuje to około pięciu minut).
Prasowanie płytki PCB
Teraz, gdy obwód jest drukowany na płytce, jest zanurzony w FeCl3roztworem gorącej wody w celu usunięcia dodatkowej miedzi z płytki, pozostanie tylko miedź pod obwodem drukowanym.
Wytrawianie PCB
Następnie przetrzyj płytkę PCB skrobakiem, aby okablowanie było widoczne. Teraz wywierć otwory w odpowiednich miejscach i umieść komponenty na płytce drukowanej.
Wiercenie otworów w płytce PCB
Przylutuj komponenty na płycie. Na koniec sprawdź ciągłość obwodu i jeśli wystąpi nieciągłość w jakimkolwiek miejscu, odlutuj elementy i podłącz je ponownie. Nałóż pistolet do klejenia na gorąco na zaciski obwodu, tak aby bateria nie została odłączona, jeśli zostanie przyłożone ciśnienie.
Sprawdzanie ciągłości obwodu
Krok 11: Testowanie obwodu
Teraz nasz sprzęt jest w pełni gotowy. Zainstaluj sprzęt w odpowiednim miejscu w ogrodzie i jeśli miejsce jest otwarte, zaizoluj obwód, aby nie zdmuchnął z powodu deszczu itp. Jeśli rośliny wyschną, obwód automatycznie włączy się i rozpocznie podlewanie roślin. Otóż to! Teraz nie musisz ręcznie podlewać roślin każdego ranka, gdy tylko rośliny są suche, będą podlewane automatycznie.
Aplikacje
- Może być instalowany w ogrodach do użytku domowego.
- Może być również używany komercyjnie. Na przykład. W parkach, w których jest dużo roślin.
- Może być instalowany w szkółkach roślin.
