Схема таймера для полива растений на микросхемах CD4060
Таймер предназначен для управления автоматическим поливом в индивидуальном садоводстве и огородничестве, тепличном хозяйстве, а так же, при выращивании редких растений или цветов.
С его помощью можно задать периодичность полива — каждый час, каждые два часа, каждые четыре часа, каждые восемь часов или один раз в сутки. А также, продолжительность полива — 32 секунды, 64 секунды, 128 секунд, 256 секунд. Конечно, удобнее было бы округлить до минут или пол-минуты, но такие значения схематически задать проще, используя двоичные счетчики.
Принципиальная схема
Схема показана на рисунке в тексте, её особенность в том, что построена она на четырех одинаковых микросхемах CD4060B. Это очень удобно в смысле упрощения комплектации. К тому же, микросхема CD4060B сейчас у нас уже достаточно популярна и недорога, её легко приобрести на радиорынках или на сайте посылочной торговли «Aliexpress».
Рис. 1. Принципиальная схема таймера для полива растений.
На микросхеме D1 выполнен задающий генератор, который вырабатывает импульсы частотой 64 Гц (на выводе 13) и 2 Гц (на выводе 3). Частота 64 Гц используется для формирования часовых интервалов задания периодичности полива. Сложность в том, что счетчик микросхемы CD4060B хотя и 14-разрядный, но не все его разряды выведены.
Поэтому, пришлось «хитрить» с распределением числовых коэффициентов по корпусам микросхем, чтобы получить требуемый результат. И так, импульсы частотой 64 Гц поступают на делитель частоты на микросхеме D2, который их делит на 14400. В результате, на выводе 3 D2 образуются импульсы, следующие с периодом в 225 секунд. Эти импульсы поступают на вход счетчика D4.
Счетчик D4 служит для задания периодичности полива. Его выходы через развязывающие диоды и переключатель S2 соединены с базой транзистора VT1, в коллекторной цепи которого включена обмотка реле К1, управляющего клапаном подачи воды.
На выводе 5 D4 единиц появляется через один час (225 х 16 = 3600 секунд). На выводе 4 — через два часа, на выводе 6 — через четыре часа, на выводе 14 через восемь часов. На выводе 13 единица появляется через 16 часов. Но чтобы получить 24 часа, этот вывод диодами VD8 и VD10 объединен с выводом 14 (16+8=24).
Как только единица появляется на соответствующем выходе D4, согласно положению переключателя S2, транзистор VT1 открывается и реле К1 своими контактами (на схеме не показаны) включает открытие клапана подачи воды на поливальную систему. При открытии транзистора VT1 напряжение на его коллекторе падает до напряжения, сопоставимого с логическим нулем. Это напряжение поступает на вывод 12 D3 и разрешает счетчику D3 считать импульсы частотой 2 Гц, поступающие на него с вывода 3 D1.
Счетчик D3 служит для задания продолжительности полива. Продолжительность полива устанавливается переключателем S1. Можно выбрать 32 секунды, 64 секунды, 128 секунд или 256 секунд. Как только единица появляется на соответствующем выходе D3 (согласно положению переключателя S1), счетчик D4 обнуляется. Из-за этого транзистор VТ1 закрывается.
Реле К1 выключает подачу воды, а счетчик D3 обнуляется напряжением высокого логического уровня с коллектора VТ1. Далее все повторяется.
Детали и монтаж
В схеме задающего генератора используется кварцевый резонатор на 32768 Гц, -стандартный кварцевый резонатор для электронных часов. Но для часов бывают резонаторы и на 16384 Гц.
В таком случае, нужно вывод 13 D1 сменить на его же вывод 14, а вывод 3 D1 на его же вывод 2. Это уменьшит коэффициент деления D1 в два раза, компенсируя вдвое низкую частоту кварцевого резонатора.
Диоды 1N4148 можно заменить на КД521, КД522, КД503 и другие аналогичные. Диоды 1N4004 можно заменить любыми выпрямительными средней или малой мощности. Здесь используется реле КУЦ-1, это старое реле от системы дистанционного управления советского полупроводникового телевизора 80-х годов.
Достоинство реле в том, что оно может коммутировать мощность до 300W (при напряжении 220V переменного тока), и при этом у него достаточно высокоомная обмотка на 12V. Если такого реле нет, можно подобрать замену. Если будет использовано реле с относительно низкоомной обмоткой (например, как для автомобильных сигнализаций), то транзистор VТ1 нужно будет заменить схемой на составном транзисторе из двух транзисторов, например, КТ315 и КТ815, включенных по схеме Дарлингтона.
Резисторы сопротивлением 8,2 кОм могут быть существенно другого сопротивления, — от 5 до 20 кОм. На работу схемы это существенного влияния не окажет. За исключением резистора R6, при слишком большом сопротивлении которого, возможно неоткрывание ключа на транзисторе VТ 1. Конденсаторы С4 и С5 должны быть на напряжение не ниже напряжения источника питания.
Емкости всех указанных на схеме конденсатором могут существенно отличаться от указанных (в разы). Напряжение питания данной схемы 12V. Такое напряжение выбрано главным образом, по номинальному напряжению обмотки реле К1. Однако, при применении другого реле, с другим номинальным напряжением обмотки, напряжение питания придется соответственно изменить. Но оно не должно быть менее 5V и более 15V.
Напряжение на выходе источника питания должно быть стабилизировано и с хорошо подавленными пульсациями. Монтаж всего кроме реле и переключателей выполнен на готовой универсальной печатной плате размерами 50 х 70 мм.
Источник
Таймер полива из настенных часов
Для тех, кто имеет дачный участок, а особенно тепличку, просто незаменимым будет сделать вот такую самоделку. Это устройство предназначено для автоматического полива участка в заданное время, причем подключать его можно к любым кранам с любой пропускной способностью. Это позволяет получить значительные преимущества в сравнении с заводскими таймерами.
Автор использует капельный полив, вода для которого поступает из большой емкости. Купленный таймер так и не смог обеспечить достаточным количеством воды систему полива, так как рассчитан на большое давление.
Материалы и инструменты для самоделки:
— обычные настенные часы (стрелочные);
— герконы и магниты к ним (всего геркона 3 и 2 магнита);
— три батарейки;
— для создания ручного управления необходимы 2 кнопки (если оно нужно);
— транзистор IRLML6404 (или иной Р-канальный logic) — если датчик дождя не будет использоваться, можно не ставить;
— трех выводной механический кран CWX-15Q CR02 (или другой);
— провода, паяльник, клей и другое.
Процесс изготовления водяного таймера:
Шаг первый. Схема и принцип работы
Работает устройство очень просто. На стрелках часов находятся магниты, которые взаимодействуют с герконами, замыкая, то размыкая контакты. Всего геркона используется три штуки, чтобы можно было выставить таймер по минутам и часам. Ну а дальше все подключается как на схеме.
Как пример у автора герконы установлены на цифрах 7, 9 и 12 часов. При условии, если минутная стрелка окажется напротив цифры 12, а часовая напротив цифры 7 часов, на транзистор поступит напряжение. Ну а далее транзистор открывается и пропускает ток на электроклапан, тем самым открывая его. Это при условии, что датчик дождя не зафиксировал высокой влажности. Если будет идти дождь, клапан открыт не будет.
Когда же стрелки встанут на цифре 9 и 12, электрический клапан закроется и полив закончится.
Шаг третий. Как сделать датчик дождя
Датчик дождя, если он необходим, сделать очень просто. Он очень примитивен и собирается из двух электродов, салфетки и щепотки соли. Когда будет идти дождь, салфетка намокнет, контакты замкнуться и транзистор при этом закроется. Затем, когда салфетка высохнет на солнце, транзистор снова откроется.
Источник
Простой самодельный водяной таймер для системы автоматического полива огорода
Простой самодельный водяной таймер для системы автоматического полива огорода. Автоматический полив.
Раздел . Сад и огород.
Системы автоматического полива призваны выручить дачника, посещающего свой участок раз в неделю и на выходные. Между тем, жаркими летними днями растениям требуется полив если не ежедневный, то хотя бы раз в 2-3 дня. За неделю земля пересыхает очень сильно и даже короткие дожди не всегда выручают дачника. И было бы хорошо, если бы «некто» полил ваши растения где то в середине недели, в среду-четверг, например. Это «некто» и есть — система автополива.
В самодельных устройствах автоматического полива удобно применять механические или водяные таймеры для управления кранами, подающими воду на полив. Это позволяет избежать применения какой либо электроники и электричества вообще и сделать систему абсолютно энергонезависимой. (Проект подобной системы см. здесь… ). Проще всего сделать водяной таймер, в котором время «отрабатывается» в виде капели. Вода, постепенно вытекая из емкости-балласта, делает ее все легче и через некоторое время ее веса уже не хватает, что бы удержать ручку крана, включающего полив.
Но как совершенно справедливо заметил один из читателей нашего Форума. организовать водяной таймер капельного типа с действительно большой выдержкой не так просто.
Я провел дополнительные исследования этой проблемы сам в этом убедился. Как я не старался минимизировать диаметр отверстия в пластиковой бутылке (используя швейную иглу), вода все равно вытекала достаточно быстро. Причем скорость ее расхода зависела и от высоты водяного столба. Когда бутылка была полной, вода лилась струйкой. Потом переходила в капель и лишь когда бутылка была почти пустой, капель становилась медленной. Такая неравномерность сама по себе не страшна, поскольку нам важно лишь итоговое время работы таймера. Но вот оно оказалось весьма небольшим. И трудно прогнозируемым. Представляете, сколько потребуется воды и времени, что бы отладить таймер на 3 суток.
Продолжая экспериментировать, я заменил круглое отверстие в бутылке на щелевое. Т.е. взял острый нож с тонким лезвием и сделал надрез длиной 1-1,5 см. Вода через эту щель сочилась уже значительно медленнее, чем через прокол иглой. И хотя неравномерность скорости капели все равно осталась (а следовательно трудность отладки по времени), время работы таймера значительно выросло (с 2-3 часов до 10-12 на 1,5-литровой бутылке.
Но остался и еще один важный недостаток. Такие капельные системы требуют не просто чистой воды, а кристально чистой. Малейшая соринка или попавшее в воду насекомое могут вывести таймер из строя, закрыв своим телом «амбразуру». Вероятность этого делает всю систему ненадежной и я решил отказаться от нее совсем. Хотя конечно, можно установить и перед щелью какой то достаточно большой фильтр из поролона, минеральной ваты и т.д.
Поэтому я решил сделать таймер лишенный всех этих недостатков. Таймер, который бы не боялся ни грязной воды, ни насекомых, да еще отслеживал бы выпадение осадков. Если случался дождь и необходимость полива исчезала или отодвигалась на 1-2 дня, то и таймер этот момент должен был «отрабатывать» и тоже переносить время срабатывания на некоторое время, причем пропорциональное количеству выпавших осадков. И обе эти задачи удалось решить, причем в 2-х вариантах.
Водяной таймер, использующий испарение.
«Механизм» сушки белья известен всем. Молекулы воды покидают поверхность ткани и улетают, ткань высыхает. Но если организовать «доставку» новой воды в ткань, то она просто становится большой поверхностью для испарения воды. А доставку проще всего организовать, устроив большой «фитиль» из толстой ткани. В них особенно проявляется эффект капиллярного подсасывания воды в ткань. Собственно потому полотенца и полотенца… И если один конец толстого полотенца опустить в ведро воды, то полотенце во-первых всосет в себя воды «сколько поместится», во-вторых — никогда не высохнет, пока не испарится вся вода из ведра.
Я провел небольшой эксперимент. Налил в таз примерно 5 литров воды, установил в нем небольшую конструкцию из сетки (что бы поднять полотенце над тазом и увеличить площадь испарения). Накрыл все мокрым полотенцем. 5 литров воды хватило примерно на трое суток. Такому таймеру не страшна ни грязная вода, ни насекомые, испарение происходит в зависимости от температуры, ветра, влажности и т.д. Атмосферные осадки автоматически пополнят запас воды и перенесут время полива. Т.е. моделируется именно ситуация, характеризующая степень необходимости полива.
Совершенно очевидна и конструкция такого таймера – балласта. Это емкость, с установленной в ней П-образной рамкой, на которую наброшена ткань, образующая «парус» — испаритель. Единственный недостаток — сложность отладки. Надо будет провести несколько экспериментов, например – за сколько времени испарится 1-2 литра воды? Ну а затем уже и рассчитывать время задержки срабатывания системы полива.
Водяной таймер с капельницей-фитилем.
Другой вариант водяного таймера представляет собой фитильную капельницу. В принципе, фитиль тоже использует эффект капилляров. То тут вода не испаряется а просто течет. Если в емкость с водой опустить фитиль (например скрученный жгут из любой материи), или просто толстую веревку, то вода по этому фитилю будет подниматься вверх до определенной высоты. А если фитиль перекинуть через край емкости, то вода начнет капать со свободного конца фитиля. Скорость капели регулируется и конструкцией самого фитиля (материалом, толщиной и пр), и пережатием фитиля (например, проволочной петелькой.
Высота водяного столба не сильно влияет на скорость капели, но что бы вода все же поднималась через край емкости, а уровень воды был более или менее постоянным, и запас воды был значительным, конструкция фитильного таймера должна быть примерно такой (см. рисунок). В емкость незначительной глубины (5-8 см) установлена бутыль с запасом воды (5-10 литров). В бутыли внизу сделано отверстие для вытекания воды. Крышка у бутылки, закрывается, естественно герметично. Заполняем бутылку водой, закрыв отверстие пальцем и ставим в «корытце». Часть воды из бутылки вытечет, но только до уровня, когда отверстие окажется под водой. Впоследствии, по мере расхода воды, вода из бутылки будет компенсировать потери.
Большой плюс такого таймера в том, что он очень стабильно работает в течении всего времени, так как уровень воды в «корытце» — всегда одинаковый. А случись дождь — он просто пополнит запас воды в таймере (корытце) и вода из бутыли расходоваться не будет. Таймер так же не боится грязной воды, насекомых и пр. Фитиль «берет» только чистую воду.
Простой эксперимент проведенный мною доказал абсолютную работоспособность такого таймера. 5-ти литровой бутылки при достаточно интенсивной капели (1 капля примерно в 2 секунды) хватило на 18-20 часов работы. Разумеется, отрегулировав интенсивность капели и увеличив емкость бутылки можно добиться и многосуточных задержек. Мне важно было лишь проверить принципиальную работоспособность.
Несомненным плюсом такого таймера является и то, что он может выполнять функцию и увлажнителя воздуха в теплице. Для этого надо организовать капель на вращающийся диск (например ТАК.
Более того, такая капельница может заменить собой и саму систему автоматического полива, если организовать именно капельный полив растений! Стоимость такой капельницы равна стоимости пустой ПЭТ-бутыли из под воды, или пластиковой канистры, и ничто не мешает устроить их хоть под каждым растением. А можно сделать одну большую емкость и развести фитили под корни растений. А то любители капельного полива испытывают некоторые трудности с дорогими шлангами – лентами для капельного полива, засорами в них и пр. Может она пригодиться и в гидропонных системах.
Как видите, конструкции «долгоиграющих» водяных таймеров весьма просты, а сами они — очень надежны в работе. Поэтому сделать систему автоматического полива на своем участке может каждый.
Источник