Ємне реле для зрошення грибниці. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Будинок, присадибне господарство, хобі

 Коментарі до статті

При штучному вирощуванні грибів у теплиці потрібно підтримувати певну вологість субстрату з грибницею, поливаючи його невеликими порціями води та не допускаючи перезволоження. Починати поливку слід, як тільки висохнуть краплі води, що залишилися від попередньої. Технічно це вдається здійснити за допомогою ємнісного реле, що реагує на наявність крапель. Реле управляє електромагнітним клапаном, що відкриває доступ води до зрошувальної системи.

Ємнісне реле повинно дозволяти подачу води при меншій вологості субстрату, а забороняти - при більшій, тобто володіти гістерезисом. В іншому випадку поливання буде занадто частою, не виключений брязкіт водяного клапана, його неповне відкривання і закривання. Гістерезис нескладно забезпечити за допомогою електромагнітного реле, струми спрацьовування та відпускання якого не рівні. Але при підвищеній вологості механічні контакти ненадійні, тому краще управляти клапаном за допомогою електронного ключа, а гістерезис забезпечити, наприклад, за рахунок позитивного зворотного зв'язку.

Прототипом ємнісного реле схема якого зображена на рис. 1, послужила конструкція І. Нечаєва ("Радіо", 1988 № 1, с. 33). Описаний там пристрій на мікросхемі структури КМОП з резисторами номіналом до 6 МОм виявився абсолютно непрацездатним в умовах характерного для теплиці середовища з підвищеною вологістю. У запропонованому варіанті встановлено мікросхему К155ЛАЗ структури ТТЛ, опір резисторів значно зменшено. Передбачено ручне регулювання рівня спрацьовування та ширини зони гістерези. З міркувань електробезпеки реле розраховане на живлення змінною напругою 24 В, дозволеним для використання у теплицях.

(Натисніть для збільшення)

Датчиком вологості грибниці служить четвірка звитих у джгут проводів поліетиленової ізоляції діаметром 0,5 мм (по міді). Підходящі дроти можна витягти з телефонного кабелю ТПП. Відрізок джгута завдовжки 4,5 м намотують на раму розмірами 180x160 мм із ізоляційного матеріалу. Один кінець відрізка ізолюють - покривають розплавленим бітумом і обмотують поліетиленовою плівкою. Провід на іншому кінці з'єднують попарно і підключають до ємнісного реле, встановленого поблизу, але вище за зону дії поливних форсунок. Так як діелектрична проникність води дуже велика, краплі, осідаючи на проводах датчика, збільшують ємність між ними приблизно з 300 до 600 пФ.

На елементах DD1.1 і DD1.2 зібрано симетричний мультивібратор, який, як показала перевірка, працює надійніше за несиметричний. Мультивібратор виробляє прямокутні імпульси частотою 50 кГц. До виходу елемента DD1.2 підключено диференціюючий ланцюг R5C4. Так як конденсатор С4 утворює з ємністю датчика Сх ємнісний дільник напруги, амплітуда продиференційованих імпульсів на базі транзистора VT1 залежить від кількості вологи, що осіла проводи датчика. Конденсатор C3 – розділовий.

На емітері транзистора VT1 виділяються лише вершини імпульсів позитивної полярності та приблизно трикутної форми. Поріг відсічення залежить від напруги усунення, що надходить на базу транзистора VT1 через резистори R3 і R4. Зі зменшенням порога ростуть амплітуда та тривалість імпульсів. Аналогічний ефект спостерігається при зменшенні ємності датчика Сх. На виході елемента DD1.3 - прямокутні імпульси низького логічного рівня, тривалість яких залежить від положення двигуна підстроювального резистора R6, вологості датчика та величини напруги зворотного зв'язку, що надходить через резистор R3.

При низькому рівні на виході елемента DD1.3 конденсатор С7 розряджається через діод VD6, при високому повільно заряджається через резистор R9. Ємність конденсатора С7 обрана досить велика для того, щоб він не встигав повністю зарядитися або розрядитися. Середнє значення напруги на ньому приблизно обернено пропорційно тривалості імпульсів. Якщо напруга на конденсаторі С7 (з урахуванням падіння напруги на ділянці база-емітер транзистора VT2) нижче за поріг перемикання елемента DD1.4, напруга високого логічного рівня з виходу цього елемента надходить через резистор R12, змітерний повторювач на транзисторі VT3 і резистор тріністора VS14. Триністор, включений у діагональ діодного мосту VD1-VD1, відкривається та замикає ланцюг живлення електромагнітного клапана YA4. Поливка дозволена.

Частина вихідної напруги елемента DD1.4, що знімається зсув підстроювального резистора R13, служить сигналом позитивного зворотного зв'язку, що створює необхідний гістерезис.

У міру зволоження грибного субстрату ємність датчика Сх зростає. Це веде до зменшення амплітуди імпульсів на базі транзистора VT1 та збільшення напруги на конденсаторі С7.

Досягши достатньої вологості високий рівень напруги на виході елемента DD1.4 змінюється низьким, триністор VS1 закривається і клапан YА1 припиняє доступ води в поливну систему.

Розглянутий варіант розрахований на клапан YA1, керований змінною напругою. Якщо клапан або інший виконавчий пристрій працює від постійного струму, силові ланцюги реле ємнісного можна зібрати за схемою, зображеною на рис. 2.

На діоді VD5, конденсаторах С5, С6 та резисторі R7 зібраний однонапівперіодний випрямляч. Стабілізатор на транзисторі VT4 забезпечує на своєму виході напругу 5 для живлення мікросхеми DD1.

Друкована плата ємнісного реле та розташування деталей на ній показані на рис. 3. У приладі використані резистори МЩ конденсатори БМ та МБМ, оксидні конденсатори К50-6, причому С5 та С6 встановлені поза платою. Транзистор VT4 має тепловідведення площею 20 см2. При невеликій (менше 3 Вт) потужності поливного клапана у відводі тепла від тиристора VS1 немає потреби.

(Натисніть для збільшення)

Налагоджуючи реле, слід підібрати конденсатор С4, ємність якого повинна бути приблизно в півтора рази більша за ємність сухого датчика. Поріг спрацьовування регулюють підстроювальним резистором R6, а гістерезис (різниця порогів спрацьовування та відпускання) - R13. Якщо оптимальний режим роботи досягається лише за умови встановлення зазначених резисторів у крайні положення, слід змінити номінали резисторів R3 і R4.

Автор: Ю.Єгоров, м.Москва

Дивіться інші статті розділу Будинок, присадибне господарство, хобі.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву Пластиковий транзистор посилює біохімічний сигнал 10.04.2023 Молекули у нашому тілі постійно спілкуються. Деякі з цих молекул забезпечують біохімічний відбиток пальця, який може вказати, як гоїться рана, чи діє лікування раку чи ні, чи вірус вторгся в організм. Якби ми могли відчувати ці сигнали в режимі реального часу з високою чутливістю, тоді ми могли б швидше розпізнавати проблеми зі здоров'ям та стежити за прогресуванням хвороби. Тепер дослідники Північно-Західного університету розробили нову технологію, яка полегшує підслуховування внутрішніх розмов нашого тіла. Хоча хімічні сигнали організму неймовірно слабкі, що ускладнює їх виявлення та аналіз, фахівці розробили новий метод, який посилює сигнали більш ніж у 1000 разів. Транзистори будівельний блок електроніки можуть посилювати слабкі сигнали, щоб забезпечити посилений вихід. Новий підхід спрощує виявлення сигналів без складної та громіздкої електроніки. Забезпечуючи посилення слабких біохімічних сигналів, новий підхід робить сучасну медицину на крок ближче до діагностики на місці та моніторингу захворювань у реальному часі. Хоча вони передають життєво важливу інформацію, наповнену потенціалом для діагностики та лікування, багато хімічних датчиків видають слабкі сигнали. Насправді медичні працівники часто можуть розшифрувати ці сигнали, не приймаючи зразок (кров, піт, слина) і пропускаючи його через високотехнологічне лабораторне устаткування. Зазвичай це обладнання є дорогим і, можливо, навіть розташоване за межами підприємства. І для повернення результатів може знадобитися нестерпно багато часу. Проте команда Рівного прагне відчути та посилити ці приховані сигнали, не виходячи з тіла. Інші вчені досліджували електрохімічні сенсори для біосенсора за допомогою аптамерів, які є окремими ланцюгами ДНК, призначені для зв'язування з конкретними мішенями. Після успішного зв'язування з цікавою мішенню аптамери діють як електронний перемикач, складаючись у нову структуру, яка запускає електрохімічний сигнал. Але тільки з аптамерами сигнали часто слабкі і дуже сприйнятливі до шумів та спотворень, якщо не перевірити в ідеальних та добре контрольованих умовах. Щоб уникнути цієї проблеми, команда Rivnay оснастила підсилювач на традиційному датчику на основі електродів та розробила датчик на основі електрохімічного транзистора з новою архітектурою, який може відчувати та посилювати слабкий біохімічний сигнал. У цьому новому пристрої використовують електрод для сприйняття сигналу, але сусідній транзистор призначений для посилення сигналу. Дослідники також включили вбудований тонкоплівковий електрод порівняння, щоб зробити посилені сигнали більш стабільними та надійними. Щоб перевірити нову технологію, команда Рівної звернулася до звичайного цитокіну, типу сигнального білка, який регулює імунну відповідь та бере участь у відновленні та регенерації тканин. Вимірюючи концентрацію певних цитокінів поблизу рани, експерти можуть оцінити, наскільки швидко рана гоїться, чи є нова інфекція чи інші медичні втручання. У серії експериментів Рівний та його команда змогли посилити сигнал цитокінів на три-чотири порядки величини порівняно з традиційними методами визначення аптамерів на основі електродів. Незважаючи на те, що технологія показала хороші результати в експериментах визначення сигналів цитокінів, вона повинна мати можливість посилювати сигнали від будь-якої молекули або хімічної речовини, включаючи антитіла, гормони або ліки, де схема виявлення використовує електрохімічні репортери.

Інші цікаві новини:

▪ Паперова батарея активується парою крапель води

▪ Роботи-гуманоїди вже у продажу

▪ Захист організму від негативних наслідків нестачі сну

▪ Реалістичний авіатренажер

▪ Енергоефективні процесори Intel Atom x3

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Радіоаматорські розрахунки. Добірка статей

▪ стаття Перекувати мечі на орала. Крилатий вислів

▪ стаття Чому премія Американської академії кіномистецтва отримала назву Оскар? Детальна відповідь

▪ стаття Робота з влаштування фундаментів збірних та монолітних. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Простий автомат для побутового водяного глибинного насоса. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Джерело живлення для вимірювальних приладів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024