Ako si vyrobiť autonómny systém zavlažovania rastlín?

Za posledných pár rokov pokročila technológia v oblasti zavlažovania primeraným tempom. Zavlažovací systém je definovaný ako systém, ktorý umožňuje pomaly kvapkať vodu na korene rastlín pomocou elektrického solenoidového ventilu. Zavlažovacie systémy, ktoré sú dostupné na trhu, sú drahé pre malé pokrytie oblasti. Ľudia chodia na výlety a niekedy sú na služobnej ceste, preto v ich neprítomnosti rastliny zle trpia. Rastliny potrebujú pre svoju správny rast v pôde približne 15 rôznych minerálov. Z týchto minerálov sú to bežné draslík, horčík, vápnik atď. Ak si doma navrhneme automatický zavlažovací systém, nebude potrebné monitorovať rastliny a budú tiež zdravo rásť. Preto sa navrhuje metóda na lacný a efektívny zavlažovací systém doma pomocou niektorých základných elektronických komponentov.

Závlahový systém rastlín

Ako používať časovač 555 v obvodovom dizajne?

Teraz, keď máme základnú myšlienku nášho projektu, poďme k zhromažďovaniu komponentov, navrhnutiu obvodu na testovanie softvéru a jeho následnému zostaveniu na hardvéri. Tento obvod vyrobíme na doske s plošnými spojmi a potom ho umiestnime do záhrady alebo na akékoľvek iné vhodné miesto, kde sú umiestnené rastliny.

chyba aktualizácie okna 8024a000

Krok 1: Použité komponenty

HEX invertor IC-7404
47uF kondenzátor
100uF 50V kondenzátor
10uF 16V kondenzátor
Kondenzátor 0,01 uF (x2)
Rezistor 27k Ohm (x2)
4,7k ohmový rezistor
Rezistor 8,2k Ohm
Rezistor 820k Ohm
Dióda 1N4148 (x2)
6V relé
Elektrický elektromagnetický ventil
9V batéria
9V klip na batériu
FeCl3
Vytlačená obvodová doska
Horúca lepiaca pištoľ

Krok 2: Potrebné komponenty (softvér)

Proteus 8 Professional (možno stiahnuť z Tu )

Po stiahnutí Proteus 8 Professional na ňom navrhnite obvod. Zahrnul som sem softvérové simulácie, aby bolo pre začiatočníkov výhodné navrhnúť obvod a vykonať príslušné pripojenia na hardvéri.

Krok 3: Štúdium komponentov

Teraz, keď sme vytvorili zoznam všetkých komponentov, ktoré budeme v tomto projekte používať. Poďme o krok ďalej a absolvujme stručnú štúdiu všetkých hlavných hardvérových komponentov.

HEX invertor IC-7404: Tento IC funguje zvláštne. Poskytuje opačný / doplnený výstup pre určitý vstup alebo laicky môžeme povedať, že ak je napätie na vstupnej strane NÍZKY, napätie na výstupnej strane bude VYSOKÁ. Tento IC obsahuje šesť nezávislých invertorov a prevádzkové napätie tohto IC je v rozmedzí 4V - 5V. Maximálne napätie, ktoré môže tento IC uniesť, je 5,5 V. Tento invertorový integrovaný obvod je chrbticou niektorých elektronických projektov. Multiplexory a štátne prístroje môžu používať tento IC. Konfigurácia pinov meniča je znázornená na obrázku nižšie:

HEX invertor IC

Časovač IC 555: Tento IC má rôzne aplikácie, ako napríklad poskytnutie časových oneskorení, ako oscilátor, atď. Existujú tri hlavné konfigurácie časovača IC 555. Astabilný multivibrátor, monostabilný multivibrátor a bistabilný multivibrátor. V tomto projekte ho použijeme ako Neuveriteľné multivibrátor. V tomto režime funguje IC ako oscilátor, ktorý generuje štvorcový impulz. Frekvencia obvodu sa dá upraviť vyladením obvodu. tj zmenou hodnôt kondenzátorov a odporov, ktoré sa používajú v obvode. IC bude generovať frekvenciu, keď sa na RESETOVAŤ špendlík.

555 Časovač IC

Elektrický elektromagnetický ventil: Elektrický ventil sa používa na zmiešanie prietoku plynu alebo vody v potrubí. Funguje podľa elektrického obvodu, ku ktorému je pripojený. Tento ventil má dva porty označené ako vstup a výstup a dve polohy otvorené a zatvorené.

Elektrický elektromagnetický ventil

Krok 4: Blokový diagram

Pred pochopením princípu fungovania je potrebné preskúmať blokový diagram:

Bloková schéma

Krok 5: Pochopenie pracovného princípu

Okruh je ľahko pochopiteľný. Našou hlavnou starosťou je pôda rastlín, pretože keď je pôda suchá, má vysokú odolnosť a keď je vlhká, má nízku odolnosť. Do pôdy zasunieme dva vodivé drôty, ktoré budú zodpovedné za aktiváciu obvodu. Tieto drôty budú viesť, keď je pôda mokrá, a nebudú viesť, keď je pôda suchá. Vodivosť bude detekovaná HEX invertorom, ktorý pri nízkom vstupe zobrazí stav ako vysoký a naopak. Keď je stav HEX invertora vysoký, 555 časovač isic pripojený vľavo v obvode sa spustí a 555 spustí sa tiež časovač IC pripojený k výstupu prvej ic v obvode. Kladná svorka ventilu je pripojená k výstupnému kolíku časovača ic 555 a keď sa tento ic aktivuje, obvod sa aktivuje a elektrický ventil sa prepne ZAP. Vďaka tomu začne voda pretekať potrubím v pôde. Keď je pôda napojená, odpor začne klesať a sondy, ktoré sú zodpovedné za vodivosť, znížia výkon HEX invertora, vďaka čomu sa stav časovača 555 zmení z HIGH na LOW, preto je vodivosť hotová a obvod je prerušený. vypnutý.

Krok 6: Opracovanie obvodu

Drôty, ktoré sú vložené do pôdy, budú viesť iba vtedy, keď je pôda suchá, a prestanú viesť, keď je pôda vlhká. Zdrojom napájania obvodu je 9V batéria. V okamihu, keď je pôda suchá, bude zodpovedná za obrovský pokles napätia kvôli vysokej odolnosti. Toto je detekované hexadecimálnym meničom 7404 a vytvára prvý hodinový spúšťač NE555, ktorý pracuje ako monostabilný multivibrátor pomocou elektrického signálu. V obvode sú nainštalované dva 555 IC časovača. Výstup jedného IC je vstupom druhého IC, preto keď sa spustí prvý, ktorý sa nachádza vľavo, spustí sa aj druhý a relé, ktoré je pripojené k druhému IC, bude zodpovedné za otáčanie ZAP relé 6V. Relé je pripojené k elektrickému ventilu cez tranzistor SK100. Len čo je relé zapnuté, voda začne tiecť potrubím a voda sa bude pohybovať ďalej v pôde, jej odpor sa zníži a invertor prestane spúšťať časovač 555 IC, čo vedie k prerušeniu obvodu.

Krok 7: Simulácia obvodu

Pred vykonaním obvodu je lepšie simulovať a preskúmať všetky namerané hodnoty na softvéri. Softvér, ktorý budeme používať, je Proteus Design Suite . Proteus je softvér, na ktorom sa simulujú elektronické obvody:

vlastné rozlíšenie windows 7

Po stiahnutí a nainštalovaní softvéru Proteus ho otvorte. Otvorte novú schému kliknutím na ikonu ISIS ikona v ponuke.
ISIS
Keď sa zobrazí nová schéma, kliknite na ikonu P ikona v bočnej ponuke. Otvorí sa okno, v ktorom môžete vybrať všetky komponenty, ktoré sa majú použiť.
Nová schéma
Teraz zadajte názov komponentov, ktoré sa použijú na vytvorenie obvodu. Komponent sa zobrazí v zozname na pravej strane.
Výber komponentov
Rovnakým spôsobom, ako je uvedené vyššie, prehľadajte všetky komponenty. Objavia sa v Zariadenia Zoznam.
Zoznam komponentov

Krok 8: Schéma zapojenia

Po zostavení komponentov a ich pripojení je schéma zapojenia uvedená nižšie:

Schéma zapojenia

Krok 9: Vytvorenie rozloženia PCB

Pretože chystáme hardvérový obvod na dosku plošných spojov, musíme najskôr urobiť rozloženie plošných spojov pre tento obvod.

Aby sme vytvorili rozloženie PCB na Proteuse, musíme najskôr priradiť balíčky PCB každému komponentu na schéme. na priradenie balíkov kliknite pravým tlačidlom myši na komponent, ktorému chcete priradiť balík, a vyberte Baliaci nástroj.
Kliknutím na možnosť ARIES v hornom menu otvoríte schému PCB.
ARIES dizajn
V zozname komponentov umiestnite všetky komponenty na obrazovku do podoby, v ktorej má obvod vyzerať.
Kliknite na režim stopy a nasmerovaním šípky pripojte všetky piny, ktoré vám softvér hovorí.

Krok 10: Zostavenie hardvéru

Pretože sme teraz simulovali obvod na softvéri, funguje to úplne v poriadku. Teraz poďme ďalej a umiestnime komponenty na DPS. DPS je doska s plošnými spojmi. Je to doska z jednej strany úplne potiahnutá meďou a z druhej strany úplne izolujúca. Výroba obvodu na DPS je pomerne zdĺhavý proces. Po simulácii obvodu na softvéri a vytvorení jeho plošného spojenia s plošnými spojmi je toto usporiadanie obvodu vytlačené na maslovom papieri. Pred vložením maslového papiera na dosku s plošnými spojmi pomocou stierača plošných spojov potrite dosku tak, aby sa medená vrstva na doske zmenšila z hornej časti dosky.

Odstránenie medenej vrstvy

Potom sa na dosku s plošnými spojmi položí maslový papier a žehlí sa, kým sa na dosku nevytlačí obvod (trvá to približne päť minút).

Žehlenie dosky s plošnými spojmi

Teraz, keď je obvod vytlačený na doske, je ponorený do FeCl₃roztoku horúcej vody na odstránenie nadbytočnej medi z dosky, zostane po nej iba meď pod plošným spojom.

Leptanie DPS

Potom potrite dosku s plošnými spojmi škrabkou, aby zapojenie bolo výrazné. Teraz vyvŕtajte otvory na príslušných miestach a umiestnite komponenty na dosku s plošnými spojmi.

Vŕtanie otvorov do dosky s plošnými spojmi

Spájkujte komponenty na doske. Nakoniec skontrolujte spojitosť obvodu a ak na ktoromkoľvek mieste dôjde k prerušeniu, komponenty odspájkujte a znovu pripojte. Na svorky obvodu naneste horúcu lepiacu pištoľ, aby sa akumulátor pri prípadnom tlaku nemusel odpojiť.

popruh sa nenačíta

Kontrola kontinuity obvodu

Krok 11: Testovanie obvodu

Teraz je náš hardvér plne pripravený. Nainštalujte hardvér na vhodné miesto na záhrade a ak je toto miesto otvorené, zaizolujte okruh tak, aby sa neodfúkol v dôsledku dažďa atď. Ak sú rastliny suché, okruh sa automaticky zapne a začne polievať rastliny. To je všetko! Teraz už nemusíte rastliny ručne zalievať každé ráno, kedykoľvek sú rastliny suché, budú automaticky zalievané.