Пропоную увазі читачів улюбленого журналу розроблену мною систему автоматичного поливу й обприскування рослин, яка добре зарекомендувала себе як у кімнаті, так і в теплиці, зимовому саду та квітнику. Вона складається з двох взаємопов’язаних підсистем: «датчик — водопостачання» (рис. 1) і автомат електронного керування (рис. 2). Якщо першу легко зібрати навіть початківцям, то другу краще довірити тим, хто має достатній досвід і знання в галузі електро- та радіотехніки. Спочатку розрахована на обслуговування трьох (цінних для автора) рослин, система може використовуватися й як багатоканальна. Усі канали абсолютно ідентичні, що суттєво полегшує їх монтаж.
Алгоритм роботи системи такий, що більшу частину часу автоматика (окрім чергового фотореле) і датчики знеструмлені. Це зроблено для підвищення економічності апаратури, щоб не провокувати стрес у рослин постійним струмом, що протікає через ґрунт, а також щоб не допускати так званої електрохімічної поляризації, що призводить до хибного спрацьовування автоматики.
З настанням світлої пори доби спрацьовує чергове фотореле, яке вмикає блок живлення й подає на 5—7 хв (інтервал часу, що задає головний таймер) 12-вольтову напругу на електродвигун насоса. Той починає заповнювати «гідравліку» водою й обприскувати рослини, скидаючи надлишок води через форсунки, які в цьому випадку виконують функції запобіжного клапана.
1 — бак з водою; 2 — еластичний трубопровід (силіконова або гумова трубка); 3 — електрокерований насос; 4 — трійник; 5 — водяний електроклапан; 6 — кільце крапельного поливу; 7 — форсунка (розпилювач від аерозольного балончика); 8 — саморобний датчик вологості; деталі 3…5 — від омивача автомобіля ВАЗ-2109; кількість деталей 2,4…8 — за місцем;
а — двосторонньо фольгований склотекстоліт; б — електрод (графітний стрижень олівця, 2 шт.); в — контактний дротяний намот; г — вивід (провід типу МГШВ, 2 шт.); д — захисний чохол (компаунд або відрізок вінілової трубки)
Таку саму 12-вольтову напругу подають через своє реле часу з витримкою до 15 секунд на субблок вимірювання, який відповідає за чіткість і правильність заміру вологості ґрунту. І якщо вона виявляється нижче потрібного рівня, що встановлюється індивідуально для кожної рослини, то на виході схеми з’являється сигнал високого рівня, який підводять до входу тригера субблока керування. Спрацьовуючи, той відкриває електроклапан на час, що визначає ще одне реле часу, витримка якого встановлюється залежно від інтенсивності поливу, розміру вегетаційного посуду та інших факторів.
Після закінчення заданого часового інтервалу клапан закривається й подача води припиняється. Автоматично головний таймер вимикає блок живлення, знеструмлюючи обидві підсистеми, окрім фотореле, яке перебуває в черговому режимі до наступного ранку. Якщо ж вологість ґрунту при наступному вмиканні в нормі, поливу не буде. Система зведе свій нагляд за рослинами лише до обов’язкового ранкового обприскування — при спрацьовуванні на світанку фотореле.
Тепер про особливості підсистеми «датчик — водопостачання».
Датчик вологості є щупом із смужки склотекстоліту, з якого знято більшу частину фольги (лише зверху залишено приблизно 10 мм). Два шматочки графітного стрижня від олівця (довжиною 15—20 мм кожен) щільно обмотані дротом на 10 мм і припаяні до фольги склотекстолітової смужки з протилежних боків. Зверху до грифелів припаяні проводи, і вся конструкція герметизована компаундом.
У пристрої поливу використано електроклапани, гнучкі прозорі трубки, пластмасові трійники, а також електродвигун омивача лобового скла від автомобіля ВАЗ-2109 (ємність бака омивача замала, тому краще взяти 25-літрову пластикову каністру). В електродвигуні для зниження шуму й зменшення струму споживання послаблено притиск щіток.
Навколо рослини з трубки згорнуто кільце поливу й по його внутрішньому боєві проколоті невеликі отвори. Якщо посадка рядкова, трубку в кільце можна не згортати, а протягнути між рядами. Форсунки обприскування взяті від аерозольних балонів. Ці деталі розташовані над квітами на П-подібній штанзі й з’єднані послідовно.
Іноді при низькорослості або малолистості рослин обприскування може вплинути на показання щупа. У такому разі його слід прикрити конусним ковпачком, який не повинен торкатися ґрунту. Якщо пристрій застосовується на великій площі, до одного блоку вимірювання можна під’єднати кілька щупів, розташованих у різних місцях.
Тепер про роботу принципової електричної схеми. При затемненні датчика VR1 збільшується його опір, що призводить до закривання транзистора VT1. На транзисторах VT1 — VT2 зібрано тригер Шмітта, щоб забезпечити гістерезис при повільній зміні вхідного сигналу й досягти чіткого спрацьовування реле К1.
При появі на затворі VT3 напруги реле К1 замикає ланцюг навантаження — субблок 12-вольтового живлення. Щоб він був увімкнений обмежений час (5—7 хв), передбачено транзистор VT4 з ланцюгом розряду R8C1. Щойно конденсатор С1 розрядиться до порогового значення, відкривається VT4, замикаючи затвор VT3 на спільний провід, і реле К1 вимикається. У цьому стані схема перебуває до наступного вечора.
Удень конденсатор С1 розряджається через резистори R6 і R8. Отже, при наступному освітленні датчика реле спрацює протягом інтервалу часу, що задається номіналами R8 і С1.
Пристрій живиться від мережі за безтрансформаторною схемою — для зменшення енерговитрат. У режимі очікування він споживає струм порядку 30 міліампер.
Субблок 12-вольтового живлення на виході також має пристрій обмеження часу, аналогічний фотореле. Але час обмеження вже інший — 15 секунд, що задається параметрами ланцюга R14C7.
Схема вимірювання зібрана на компараторі, поріг спрацьовування якого встановлюється підлаштувальним резистором R19. Під ручками регулювання R17 і R19 розташовані паперові шайби — своєрідні шкали з поділками.
Бігунок «підлаштувальника» R19 виставляють у середнє положення. Щуп поміщають у ґрунт із потрібною вологістю. Обертанням ручки R17 підбирають момент спрацьовування реле КЗ. Регулювання виконується для кожної рослини (кожного каналу) окремо.
Тригер на мікросхемі DD1 забезпечує чіткість спрацьовування реле КЗ. Щоб обмежити тривалість його утримання (а отже, і поливу), вводять обмежувач, час якого підбирають номіналами резистора R24 і конденсатора С12. Для зручнішої налагодження апаратури при заміні однієї рослини на іншу ці елементи схеми виконано у вигляді знімного модуля. Не зайвим мати під рукою кілька модулів, налаштованих на різний час (від кількох секунд до кількох хвилин).
Практично вся інформація про деталі міститься в принциповій електричній схемі. Можна лише уточнити, що постійні резистори — типу МЛТ, а підлаштувальні — СП-3-19, причому R17 і R19 можна замінити постійними резисторами після вимірювання різних рівнів вологості ґрунту. Конденсатори С1, С2, С4—С12 широко відомих типів К50-35, а С3 — К73-17 на 500 В. Реле підійдуть будь-які, лише б їхня обмотка була розрахована на 12 В, а контакти надійно працювали при струмі комутації 0,6 А.
Трансформатор готовий або саморобний, із двома вторинними обмотками, здатними віддавати в навантаження по 12 В при струмі 1 А (стабілізована для електроніки) та 8 А (звичайна, для живлення електроклапанів і двигуна насоса). Параметри названі з певним запасом, що передбачає розширення пристрою й під’єднання нових клапанів з розрахунку 0,4 А на кожний клапан.
«Моделіст-конструктор» № 5’2002, С. САВЛЮКОВ