Com fer un sistema de reg autònom de plantes?

En els darrers anys, la tecnologia ha avançat a un ritme raonable en el camp del reg. El sistema de reg es defineix com un sistema que permet que l’aigua gotegi lentament sobre les arrels de les plantes a través d’una electrovàlvula elèctrica. Els sistemes de reg disponibles al mercat són cars per cobrir una mica de superfície. La gent fa viatges i, de vegades, fa una gira de negocis, de manera que, en absència, les plantes pateixen molt. Les plantes necessiten aproximadament 15 minerals diferents al sòl per al seu correcte creixement. Entre aquests minerals, els més comuns són el potassi, el magnesi, el calci, etc. Si dissenyem un sistema de reg automàtic a casa, no caldrà controlar les plantes i també creixeran sans, per tant, es proposa un mètode a continuació per fer sistema de reg eficaç i de baix cost a casa mitjançant l’ús d’alguns components electrònics bàsics.

Sistema de reg vegetal

Com utilitzar el temporitzador 555 al disseny del circuit?

Ara, ja que tenim la idea bàsica del nostre projecte, anem a recopilar els components, dissenyar el circuit en programari per provar-lo i, finalment, muntar-lo al maquinari. Farem aquest circuit en una placa PCB i després el col·locarem al jardí o a qualsevol altre lloc adequat on es trobin les plantes.

Pas 1: components utilitzats

Inversor HEX IC-7404
Condensador de 47uF
Condensador 100uF 50V
Condensador 10uF 16V
Condensador de 0,01 uF (x2)
Resistència de 27 k ohmis (x2)
Resistència de 4,7 k Ohm
Resistència de 8,2 k Ohm
Resistència de 820 k Ohm
1N4148 Diodo (x2)
Relleu de 6V
Electrovàlvula elèctrica
Bateria de 9V
Clip de bateria de 9V
FeCl3
Circuit imprés
Pistola de cola calenta

Pas 2: components necessaris (programari)

Proteus 8 Professional (es pot descarregar des de Aquí )

Després de descarregar el Proteus 8 Professional, dissenyeu-ne el circuit. He inclòs simulacions de programari aquí perquè sigui convenient per als principiants dissenyar el circuit i fer les connexions adequades al maquinari.

Pas 3: estudiar els components

Ara, ja que hem fet una llista de tots els components que farem servir en aquest projecte. Avancem un pas més i fem un breu estudi de tots els components de maquinari principals.

Inversor HEX IC-7404: Aquesta IC funciona de manera estranya. Dóna una sortida oposada / complementada per a una entrada determinada o, en termes simples, podem dir que si el voltatge al costat d’entrada és BAIX, la tensió al costat de sortida serà ALTA. Aquest CI consta de sis inversors independents i el voltatge de funcionament d’aquest IC oscil·la entre 4V-5V. El voltatge màxim que pot suportar aquest CI és de 5,5 V. Aquest CI inversor és l’eix vertebrador d’alguns projectes electrònics. Els multiplexors i les màquines estatals poden utilitzar aquest CI. La configuració del pin del convertidor es mostra al diagrama següent:

CI inversor HEX

IC de temporitzador 555: Aquest CI té una gran varietat d’aplicacions com proporcionar retards de temps, com a oscil·lador, etc. Hi ha tres configuracions principals del CI de temporitzador 555. Multivibrador astable, multivibrador monoestable i multivibrador biestable. En aquest projecte, l’utilitzarem com a Astable multivibrador. En aquest mode, el CI actua com un oscil·lador que genera un impuls quadrat. La freqüència del circuit es pot ajustar sintonitzant el circuit. és a dir, variant els valors dels condensadors i resistències que s’utilitzen al circuit. El CI generarà una freqüència quan s'apliqui un pols quadrat elevat al RESTABLEIX pin.

555 Temporitzador IC

Electrovàlvula elèctrica: La vàlvula elèctrica s’utilitza per barrejar el flux de gas o aigua en una canonada. Funciona segons el circuit elèctric al qual està connectat. Aquesta vàlvula té dos ports anomenats d’entrada i sortida i dues posicions obertes i tancades.

Electrovàlvula elèctrica

Pas 4: diagrama de blocs

Cal examinar el diagrama de blocs abans d’entendre el principi de funcionament:

Diagrama de blocs

Pas 5: entendre el principi de treball

El circuit és fàcil d’entendre. La nostra principal preocupació és el sòl de les plantes, perquè quan el sòl està sec té una alta resistència i, quan està humit, té una resistència baixa. Inserirem dos cables conductors al sòl que s’encarregaran d’activar el circuit. Aquests cables es conducten quan el sòl està humit i no es conducten quan el sòl està sec. La conductivitat serà detectada per l’inversor HEX, que mostrarà l’estat tan alt quan l’entrada és baixa i viceversa. Quan l'estat de l'inversor HEX és elevat, 555 el temporitzador isic connectat a l'esquerra del circuit s'activarà i el 555 també s’activarà l’IC del temporitzador connectat a la sortida del primer ic del circuit. El terminal positiu de la vàlvula està connectat al pin de sortida del temporitzador ic 555 i quan aquest ic s'ha activat el circuit s'activa i la vàlvula elèctrica es commuta ACTIVAT. Com a resultat, l’aigua comença a fluir per la canonada del sòl. Quan es rega el sòl, la resistència comença a disminuir i les sondes responsables de la conductància faran que la sortida de l’inversor HEX sigui baixa, a causa de la qual l’estat del temporitzador 555 canvia d’ALTA a BAIXA, per tant la conductivitat s’acaba i el circuit és apagat.

Pas 6: Funcionament del circuit

Els cables que s’insereixen al sòl només es conduiran quan el sòl estigui sec i deixaran de conduir-los quan el sòl es mulli. La font d'alimentació del circuit és la bateria de 9V. En el moment en què el sòl estigui sec, serà responsable de grans caigudes de tensió a causa de l’alta resistència. Això és detectat per l’inversor hexagonal 7404 i provoca el primer disparador de rellotge NE555 que funciona com un multivibrador monoestable amb l’ajut d’un senyal elèctric. Hi ha dues CI 555 de temporitzador instal·lades al circuit. La sortida d’un IC és l’entrada de l’altre IC, per tant, quan s’activa el primer que es troba a l’esquerra, el segon també s’activarà i el relé que estigui connectat al segon IC serà el responsable de girar ACTIVAT el relé de 6V. El relé es connecta a la vàlvula elèctrica mitjançant un transistor SK100. Tan bon punt el relé s’encén, l’aigua comença a fluir a través de la canonada i a mesura que l’aigua continua movent-se per dins del sòl, disminueix la resistència i l’inversor deixarà d’activar el temporitzador IC 555, cosa que provocarà un tall del circuit.

Pas 7: Simulació del circuit

Abans de fer el circuit, és millor simular i examinar totes les lectures d’un programari. El programari que farem servir és el Suite de disseny Proteus . Proteus és un programari en què es simulen circuits electrònics:

Després de descarregar i instal·lar el programari Proteus, obriu-lo. Obriu un esquema nou fent clic a ISIS icona al menú.
ISIS
Quan aparegui el nou esquema, feu clic a Pàg al menú lateral. S’obrirà un quadre on podeu seleccionar tots els components que s’utilitzaran.
Nou esquema
Ara escriviu el nom dels components que s’utilitzaran per fer el circuit. El component apareixerà en una llista a la part dreta.
Selecció de components
De la mateixa manera, com a l'anterior, cerqueu tots els components. Apareixeran al Dispositius Llista.
Llista de components
s8 no s'encén

Pas 8: diagrama de circuits

Després de muntar els components i cablejar-los, es mostra el diagrama del circuit de la manera següent:

Esquema de connexions

Pas 9: Creació d'un disseny de PCB

Com que farem el circuit de maquinari en un PCB, primer hem de fer un disseny de PCB per a aquest circuit.

Per fer el disseny de PCB a Proteus, primer hem d'assignar els paquets de PCB a tots els components de l'esquema. per assignar paquets, feu clic amb el botó dret del ratolí al component que vulgueu assignar i seleccioneu Eina d'embalatge.
Feu clic a l'opció ARIES al menú superior per obrir un esquema de PCB.
Disseny ARIES
A la llista de components, col·loqueu tots els components a la pantalla en un disseny que vulgueu que tingui el vostre circuit.
Feu clic al mode pista i connecteu tots els pins que el programari us indica que connecteu apuntant una fletxa.

Pas 10: Muntatge del maquinari

Com ara hem simulat el circuit amb programari, funciona perfectament. Ara anem a avançar i col·loquem els components al PCB. Un PCB és una placa de circuit imprès. És un tauler completament recobert de coure per un costat i totalment aïllant de l’altre costat. Fer el circuit a la PCB és comparativament un procés llarg. Després de simular el circuit al programari i fer-ne la distribució del PCB, el disseny del circuit s’imprimeix en un paper mantega. Abans de col·locar el paper de mantega a la placa PCB, utilitzeu el raspador de PCB per fregar la taula de manera que la capa de coure del tauler es redueixi des de la part superior del tauler.

Eliminació de la capa de coure

A continuació, es col·loca el paper de mantega a la placa PCB i es planxa fins que el circuit s’imprimeix a la placa (es triga aproximadament cinc minuts).

Planxar la placa PCB

Ara, quan s’imprimeix el circuit a la placa, es submergeix al FeCl₃solució d’aigua calenta per eliminar el coure addicional de la placa, només quedarà el coure del circuit imprès.

Aiguafort de PCB

Després, fregueu la placa PCB amb el raspador perquè el cablejat sigui destacat. Ara practiqueu els forats als llocs respectius i col·loqueu els components a la placa de circuit.

Forats de perforació a la placa PCB

Soldeu els components del tauler. Finalment, comproveu la continuïtat del circuit i si es produeix discontinuïtat en qualsevol lloc, dessoldeu els components i torneu-los a connectar. Apliqueu una pistola de cola calenta als borns del circuit per tal que la bateria no es pugui desprendre si s’hi aplica pressió.

Comprovació de la continuïtat del circuit

Pas 11: Prova del circuit

Ara, el nostre maquinari està completament preparat. Instal·leu el maquinari en un lloc adequat al jardí i, si el lloc està obert, aïlleu el circuit perquè no surti a causa de la pluja, etc. Si les plantes estan seques, el circuit s’encendrà automàticament i començarà a regar les plantes. Això és! Ara no cal regar manualment les plantes cada matí, sempre que les plantes estiguin seques i es regaran automàticament.

Aplicacions

Es pot instal·lar en jardins per a ús domèstic.
També es pot utilitzar comercialment. Per exemple. Als parcs on hi ha abundants plantes.
Es pot instal·lar en vivers de plantes.