Світловий день для присадибного господарства. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Світловий день для присадибного господарства. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Освітлення

Коментарі до статті

У підсобному господарстві значної ролі грають присадибні теплиці. Але зелений огірочок чи квіти до свята вимагають великої праці та вміння. Одним із основних параметрів для вирощування зимової зелені є освітлення. Так, наприклад, для огірка світловий день має становити 16 годин, а для помідорів – 18 годин [1]. У деяких теплицях практикується цілодобове висвітлення. Однак для нормального фізіологічного розвитку рослин потрібно кілька годин повної темряви.

Існуючі автомати для теплиць [2] дозволяють програмувати включення та вимкнення досвічування у фіксований час. Наприклад, з 18.00 до 22.00. Однак, як відомо, максимальна зміна світлового дня відбувається у дні близькі до рівнодення (осіннього чи весняного). Це відбувається через те, що при проходженні сонцем небесного екватора воно має максимальну кутову швидкість. І навпаки. Мінімальна зміна світлового дня відбувається у дні близькі до сонцестояння. Сама назва говорить про сонце, що зупинилося. Сонце знаходиться у найвищій (нижчій) точці своєї орбіти (екліптики) і має мінімальне кутове переміщення. Цей невеликий відступ у курс шкільної астрономії дозволяє краще зрозуміти, чому восени день зменшується, а навесні – збільшується. Тому основним недоліком існуючих автоматів для теплиць є фіксований час увімкнення та вимкнення освітлення досвітлення.

пропонований автомат "світловий день" включає освітлення при настанні сутінків та вимикає при закінченні запрограмованого часу світлового дня. Час світлового дня визначається від 12 годин до 15 годин через одну годину за допомогою двох перемикачів.

До переваг пропонованого автомата можна віднести і те, що установка фоторезистора не критична до попадання прямого світла від освітлення теплиці. Усунено і невизначеність перехідного процесу моменту включення лічильника. Є можливість увімкнення (вимкнення) освітлення в ручному режимі. Даний автомат може знайти застосування при включенні освітлення для акваріума та в інших випадках, де необхідне продовження світлового дня, наприклад, у пташнику чи тваринницькому приміщенні.

Принципова схема автомата:

(Натисніть для збільшення)

Автомат складається з генератора, що задає, і дільника імпульсів на мікросхемі DD1. Дільника на 60 DD4 та реверсивного лічильника з попередньою установкою DD6; формувача імпульсів на елементах DD2.1, DD2.2; блоки керування на мікросхемах DD5, DD2.3, DD2.4, DD3.1, DD3.2, DD3.3. Двох формувачів імпульсів великої тривалості, що складаються з диференціюючих ланцюжків C6, R7 та C5, R6; та інверторів на елементах DD3.4, DD7.2 та DD7.1, DD7.4. Ключів на транзисторах VT1, VT2 та реле К1, К2.

Робота автомата заснована на програмуванні часу світлового дня шляхом встановлення коду на реверсивний лічильник DD6 з подальшим відніманням з дискретністю одну годину. Запуск лічильників відбувається вранці після освітлення фоторезистора.

Після включення напруги живлення на виведенні 9 елемента DD2.3 буде логічний нуль, а на виведенні 10 - логічна одиниця. Рівень логічної одиниці з виводу 10 обнуляє тригер DD5 і робить попередню установку лічильника DD6.

Кварцовий генератор і дільник мікросхемі DD1, побудовані за типовою схемою включення, починають працювати відразу після подачі напруги. З виведення 10 DD1 імпульси з періодом 1 хвилина надходять на вхід 7 дільника на 60 DD4. Тим не менш, лічильник не вважає, оскільки на вхід обнулення (висновок 9 DD4) та на вхід перенесення (висновок 5 DD6) подається заборонний рівень логічної одиниці з виведення 2 тригера DD5.1.

У темний час доби фоторезистор R3 має великий опір по відношенню до резистори R2, тому на висновках 1, 2 мікросхеми DD2.1 присутній рівень логічної одиниці, а на рахункових входах 3,11 тригера DD5 - рівень логічного нуля.

Вранці, коли освітлення збільшується, опір фоторезистора R3 зменшується і напруга на 1,2 висновків DD2.1 починає наближатися до рівня логічного нуля. Момент невизначеності між рівнем одиниці та нуля згладжується конденсатором великої ємності C3, який повільно перезаряджається. Рівень нуля з виведення 4 DD2.2 надходить на входи 12 елемента DD2.4 та 1 елемента DD3.1. Але якщо елемент DD2.4 відкритий одиницею з виведення 2 DD5.1, елемент DD3.1 навпаки, закритий нулем з виведення 10 інвертора DD3.3 (передстановка четвертого розряду лічильника DD6 в одиницю). Таким чином, тригер DD5.1 перекидається, дозволяючи проходження рахункових імпульсів через лічильники DD4, DD6 та забороняючи проходження імпульсів через елемент DD2.4. Подальша зміна освітленості фотодатчика не впливає на роботу автомата доти, поки кількість імпульсів, що віднімаються, з лічильника DD6 не досягне зміни рівня в його четвертому розряді. Це станеться не раніше, ніж через п'ять годин, або навіть більше (до 8 годин), залежно від поданих рівнів у точки ХТ3, ХТ4. Цим досягається хороший захист каналу ввімкнення (вимкнення) освітлення в денний час.

Увечері, коли природне освітлення зменшується, опір фоторезистора R3 збільшується, і на виведенні 3 елемента DD3.1 з'явиться рівень логічного нуля. На рахунковому вході 11 тригера DD5.2 з'явиться одиниця, тригер перекинеться та закриє елемент DD3.2 для проходження імпульсів. Тому подальша зміна освітлення фотодатчика не впливає на роботу автомата, доки не закінчиться встановлений час.

Після перекидання тригера на висновку 13 DD5.2 з'явиться рівень логічної одиниці, який надходить на формувач імпульсів великої тривалості, що складається з ланцюжка, що диференціює, на C6, R7 і двох інверторів на елементах DD3.4, DD7.2. З виходу формувача імпульс тривалістю 0,5 секунд відкриває ключ на транзисторі VT2. Короткочасно спрацьовує реле пуску К2 (Мал. 4), замикаючи контакти 2,3 К1.1 та подаючи живлення на пускач К3. Пускач самоблокується контактом К3.1 та замикає контакти К3.2 - К3.4. Залежно від положення вимикачів SA1-SA3 вмикається та чи інша лінія освітлення EL1-EL3.

Після того, як встановлена кількість імпульсів на лічильнику DD6 буде віднімається, на виході перенесення P (висновок 7) встановиться логічний нуль. На вхідний вхід S (1) лічильника DD6 і входи обнулення R (4,10) тригерів DD5, через інвертор DD2.3 буде подана одиниця. Відбудеться передустановка лічильника та обнулення тригерів. Диференціюючим ланцюжком C5, R6 та інверторами DD7.1, DD7.4 сформується стоповий імпульс, спрацює реле К1 і розімкне контакти 1,2 К1.1. Пускач К3 знеструмиться, розімкнуться контакти К3.1 - К3.4 і освітлення згасне. Це станеться вночі, а вранці цикл роботи автомата знову повториться.

Тимчасова діаграма роботи автомата у ключових точках дана на рис. 5. Тут момент часу t1 – момент включення автомата вранці, t2 – момент включення освітлення ввечері, t3 – момент закінчення рахунку та вимкнення автомата вночі.

Під час проведення робіт у теплиці іноді виникає необхідність продовжити освітлення, що легко зробити кнопками "пуск" SB4 та "стоп" SB5. Але в цьому випадку не забудьте після вимкнення освітлення короткочасно натиснути кнопку "скидання" SB1 для встановлення автомата у вихідний стан. З цією ж метою, після монтажу автомата, у темний час доби або рано-вранці, також необхідно натиснути кнопку "скидання" SB1. При слабкому освітленні вдень світло можна увімкнути в ручному режимі, але перед виходом з теплиці, якщо ще досить світло, світло потрібно вимкнути. В іншому випадку необхідно короткочасно притінити фоторезистор для спрацьовування автоматичного вимкнення світла.

Як резервне живлення використовується батарея типу "крона", підключена через діод VD2. При струмі, що споживається, в режимі рахунку близько 0,5 міліампер (в режимі спрацьовування реле - 20 мА) резервної батареї вистачає на весь сезон.

Фоторезистор краще розташувати в темному куті теплиці, дбаючи про те, щоб на нього не потрапляло світло від місяця та автомобільних фар у нічний час доби. Його також бажано прикрити рідкою сіткою від комах та мух.

Налагодження пристрою починають із перевірки працездатності генератора та дільників на мікросхемі DD1. Це можна зробити навіть тестером, перевіривши наявність секундних імпульсів на виведенні 4 та хвилинних імпульсів на виведенні мікросхеми 10 DD1. Далі спостерігається сигнал на виводі 4 DD2.2, притіняється фоторезистор R3 і встановлюється опір резистора R2 так, щоб виведення 4 встановився рівень логічної одиниці. Опір резистора R2 залежить від рівня обраної освітленості, при якій повинен спрацьовувати автомат, і від опору освітленого застосованого фоторезистора. Розімкніть перемичку ХТ1-ХТ2 і з'єднайте контакт ХТ2 з виводом 4 DD1. Якщо у вас є частотомір зі старт-стопним входом, підключіть його до виводу 9 DD4, а лічильний вхід до контакту ХТ2. Увімкніть настільну лампу та закрийте фотодатчик. Після закінчення рахунку на частотомірі має висвітитися число, що виставлене на настановних входах лічильника DD6 вираженому в хвилинах. Якщо у вас немає старт-стопного входу, підключіть лічильний вхід частотоміра до виводу 10 DD4, але тоді отримане число буде виражено в годиннику. Якщо немає частотоміра, то в момент включення настільної лампи засікайте час з точністю до хвилини і кількість хвилинних імпульсів, поданих на лічильник DD6, повинна дорівнювати числу, виставленому в двійковому коді на входах. Для надійного визначення моменту зупинки лічильника (на око) до контактів реле К1 через 1кОм резистор підключіть червоний світлодіод. Після закінчення перевірки працездатності пристрою не забудьте відновити перемичку ХТ1-ХТ2.

До контактів ХТ3, ХТ4 підключаються перемикачі SB3, SB4 з фіксацією типу П2К так, щоб при натиснутому перемикачі на контакти подавався високий рівень, при віджатому - низький. Цими перемикачами встановлюється додатковий час із дискретністю одну годину. Попереднє встановлення лічильника DD6 проводиться на 12 годин. При натиснутій кнопці SB3 до попередньої установки додається 1 година, а при натиснутій кнопці SB4 - 2 години. Отже, максимальний час світлового дня становить 15 годин. Якщо встановлення часу кнопками SB2, SB3 проводилося вдень, то нове значення "світлового дня" буде лише наступного дня. Необхідно пам'ятати, що при роботі лічильника 561ІЕ11 в реверсивному режимі імпульс перенесення на виведенні 7 з'являється в момент переходу лічильника через нуль.

Усі резистори у пристрої МЛТ-0,125, діоди КД522Б можуть бути замінені на будь-які імпульсні або випрямляючі. Конденсатори С3, С5, С6 типу КМ6 можна замінити електролітичні конденсатори, розташувавши плюсом до висновків тригера DD5.2 і до фоторезистори. Конденсатор С4 типу К53-1 можна замінити на електроліт. Транзистори КТ315Б можуть бути замінені на будь-які низькочастотні кремнієві з відповідним напругою емітер-колектор і потужністю. Лічильник DD6 К561ІЕ11 може бути замінений на К561ІЕ14, але висновок 9 повинен бути підключений до високого рівня для рахунку в двійковому режимі. Мікросхеми DD2, DD3, DD7 К561ЛА7 та DD5 К561ТМ2 можна замінити аналогічними серії176. Реле К1, К2 типу РЕМ49 паспорт РС4.569.426 не призначені для комутації змінної напруги та струму та обрані автором з наявних. Багаторічна експлуатація цих реле в аналогічних режимах показала їхню стійку роботу. Якщо є можливість, найкращою заміною буде реле типу РЕС32 паспорт РФ4.500.341. Можна замінити на реле типу РЕМ15 паспорт РС4.591.003. Фоторезистор R3 використаний автором з оптопари ОЕП14 з видаленням лампочки та заливкою епоксидкою світлочутливого шару для зменшення атмосферного впливу. Оптопара ОЕП14 містить два фоторезистори (висновки 2,6 та 3,5) їх краще з'єднати паралельно. Можна використовувати будь-який фоторезистор з підстроюванням (як було сказано вище) опору резистора R2. Кварц ZQ1 типу РК71 можна замінити на будь-який взятий з несправного кварцового годинника, а якщо його частота в два рази нижче, то замість виведення 4 DD1 необхідно взяти висновок 6.

Реле кріпляться до плати двома мідними дроти через поролон, а кварц встановлюється через гумову прокладку.

Плату краще встановити в екрануючому корпусі. З'єднувальний провід до фоторезистори довжиною 1 метр необхідно екранувати.

література

Шишка Г.Г. Теплиці та тепличні господарства. Довідник – Київ. Врожай. 1993.
Біленький В. Автомат для теплиці. - Радіо, 1990 №11, с. 34-36 №12, с. 37-39.
Бірюков С.А. Цифрові пристрої на МОП – інтегральних мікросхемах. - М., Радіо та зв'язок, 1990.
Боровський В.П. та ін. Довідник з схемотехніки для радіоаматора. – Київ. Техніка. 1987.

Публікація: cxem.net

Дивіться інші статті розділу Освітлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

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. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Твердотільні диски 3-bit NAND від Samsung 10.05.2014

Компанія Samsung Electronics оголосила про початок серійного виробництва високопродуктивних твердотільних дисків 3-bit NAND, призначених для серверів та центрів обробки даних. Нові твердотільні диски дозволять ЦОДам якісніше керувати робочими навантаженнями при обробці трафіку соціальних мереж, перегляді веб-сторінок та електронної пошти, а також підвищувати продуктивність роботи, повідомили CNews в Samsung. Як очікується, розгортання твердотільних дисків 3-bit MLC (багаторівневі осередки) NAND (спочатку у великих центрах обробки даних) розпочнеться вже цього кварталу.

"Ми прогнозуємо активне зростання ринку твердотільних дисків, оскільки ці нові моделі забезпечують значне підвищення рентабельності інвестицій у ЦОД, що в результаті дозволить активно застосовувати твердотільні диски в ІТ-системах пізніше цього року", - заявив Юнг Хьюн Джун, виконавчий віце-президент , підрозділ продажу та маркетингу рішень пам'яті, Samsung Electronics.

За інформацією компанії, нові твердотільні диски PM853T, доступні у форматі 240 ГБ, 480 ГБ та 960 ГБ, підходять для використання у великих центрах обробки даних, де обробляється інтернет-трафік. 3-розрядні твердотільні диски забезпечують високі значення IOPS (кількість операцій введення-виведення в секунду) при довільному записі та читанні, а також високу якість обслуговування (QoS), що особливо важливо як для ЦОДів, так і для хмарних серверних додатків, підкреслили Samsung. .

Розширюючи ринок для твердотільних дисків, нова модель PM853T дозволить ІТ-директорам оптимізувати процес модернізації твердотільних дисків на всіх рівнях інвестицій, як і у випадку із споживчими версіями твердотільних дисків. За даними компанії, модель PM853T забезпечує зростання виробничої ефективності в 30% порівняно з твердотілими дисками на основі компонентів флеш-пам'яті 2-bit NAND. Завдяки компонентам флеш-пам'яті 3-bit NAND класу 10 нм та сучасним контролерним технологіям від Samsung новий диск забезпечує швидкість послідовного читання 530 МБ/с та швидкість послідовного запису 420 МБ/с. Крім того, він підтримує швидкість довільного читання даних 90 тис. IOPS та постійну швидкість довільного запису 14 тис. IOPS.

Згідно з результатами дослідження IHS iSuppli, оборот міжнародного ринку твердотільних дисків зросте приблизно на 30% - з $9,4 млрд у 2013 р. до $12,4 млрд у 2014 р. Очікується, що цей ринок збереже високі показники зростання протягом кількох наступних років, досягнувши в результаті показника $20 млрд в 2017 р.

Інші цікаві новини:

▪ Багаторежимна технологія бездротового зв'язку для мереж датчиків

▪ Мікросхеми для управління РКІ з форматами XGA та SXGA

▪ Акустичний лазер, що працює у багаточастотному режимі

▪ Міні-робот для досліджень Місяця

▪ Розумне паркування на базі LTE-мереж

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Радіоелектроніка та електротехніка. Добірка статей

▪ стаття Запис одразу кількох телевізійних каналів. Мистецтво відео

▪ стаття Скільки важить найбільша у світі перлина? Детальна відповідь

▪ стаття Дезінфектор. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Про спотворення частотних характеристик малогабаритних акустичних систем та глибоких басів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Індикатор розряджання акумуляторів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

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