Κύκλωμα άρδευσης εξοικονόμησης νερού

Το άρθρο παρουσιάζει μια απλή ιδέα κυκλώματος συστήματος άρδευσης εξοικονόμησης νερού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εφαρμογή μιας αποτελεσματικής διαχείρισης και ελέγχου του νερού σε αγροκτήματα και συστήματα άρδευσης.

Η ιδέα ζητήθηκε από τον κ. Ajinkya Sonwane, τον κ. Akshay Kokane και τον κ. Kunal Raut, που σπουδάζουν στο AISSMS IOIT College of Engineering.

Στόχος κυκλώματος

Σύμφωνα με το αίτημα, το νερό πρέπει να ελέγχεται και να διαχειρίζεται με δεδομένο προκαθορισμένο ρυθμό ανάλογα με τον τύπο της καλλιέργειας και την αναγκαιότητά του.

Η ευκολότερη δυνατή λύση σε αυτό θα μπορούσε να είναι η μορφή ηλεκτρομαγνητικών χρονομετρητών που θα μπορούσαν να προγραμματιστούν μία φορά από τους αγρότες για την αυτόματη διαχείριση του νερού, καθημερινά, χωρίς περαιτέρω παρέμβαση, έως ότου αλλάξει η καλλιέργεια ή η εποχή. Το χρονόμετρο υποτίθεται ότι είναι εξαιρετικά ευέλικτο, εύκολο στη χρήση και οικονομικό.

Η ιδέα εδώ είναι να συνδέσετε βαλβίδες σωληνοειδών DC σε διαφορετικούς κόμβους του δικτύου σωλήνων διανομής και να ελέγξετε αυτές τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες χρησιμοποιώντας χρονοδιακόπτες.

Η μονάδα ελέγχου χρονοδιακόπτη θα μπορούσε να τοποθετηθεί σε συγκεκριμένη θέση (αίθουσα ελέγχου) για να επιτρέπει στους αγρότες να ρυθμίζουν το χρονισμό σύμφωνα με τις ανάγκες ανά πάσα στιγμή, όπως απαιτείται, και τα σήματα θα μπορούσαν να μεταδοθούν κατάλληλα στις σχετικές βαλβίδες μέσω καλωδίων για την εκτέλεση της ελεγχόμενης απελευθέρωσης νερού στη δεδομένη περιοχή.

Η ακόλουθη ιδέα κυκλώματος χρησιμοποιώντας το IC 4060 μπορεί να θεωρηθεί απόλυτα κατάλληλο για την προτεινόμενη διαχείριση νερού ακριβείας στο σύστημα άρδευσης.

Η λειτουργία του κυκλώματος μπορεί να γίνει κατανοητή με τη βοήθεια των ακόλουθων σημείων:

Διάγραμμα κυκλώματος και περιγραφή

Το IC 4060 μπορεί να διαμορφωθεί σε αυτό τυπική λειτουργία χρονοδιακόπτη / ταλαντωτή.

Ο ακροδέκτης # 10 και ο πείρος # 9 σχετίζονται με τη ρύθμιση χρονικής καθυστέρησης για τα pinout εξόδου 3, 13, 14 και 15.

Ο διακόπτης SW1 διευκολύνει την επιλογή χρονικής καθυστέρησης μέσω των αντίστοιχων αντιστάσεων που αποφασίζουν για πόσο χρονικό διάστημα η έξοδος του IC μπορεί να καταστεί ενεργή, διασφαλίζοντας ότι η συνδεδεμένη ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα παραμένει ενεργοποιημένη και σε λειτουργία παροχής νερού μόνο κατά τη διάρκεια αυτής της χρονικής περιόδου.

Οι υποδεικνυόμενες αντιστάσεις χρονισμού για SW1 είναι διατεταγμένες αυθαίρετα και πρέπει να υπολογίζονται κατάλληλα κατά την πραγματική εφαρμογή σύμφωνα με τις προδιαγραφές καλλιέργειας και τη διαθεσιμότητα νερού.

Το SW1 καθορίζεται για επιλογή 4 θέσεων, η οποία μπορεί να αυξηθεί σε περισσότερες θέσεις χρησιμοποιώντας απλώς έναν διακόπτη με μεγαλύτερο αριθμό επαφών και προσθέτοντας τον επόμενο αριθμό αντιστάσεων στην κατάλληλη σειρά.

Το SW2 είναι επίσης ένας περιστροφικός διακόπτης πανομοιότυπος με το SW1 και είναι τοποθετημένος για την επιλογή του τρόπου μεταγωγής της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας.

Ο ακροδέκτης # 3 παρέχει μια συνεχή λειτουργία ON για τη βαλβίδα για την επιλεγμένη χρονική θυρίδα μετά την οποία η βαλβίδα απενεργοποιείται μέχρι την επόμενη ημέρα, ενώ η ακίδα 13, 14, 15 παρέχει μια λειτουργία ταλάντωσης (ON / OFF / ON / OFF) για ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα έτσι ώστε η διαχείριση του νερού να γίνεται με πιο ελεγχόμενο τρόπο, ωστόσο αυτό μπορεί να είναι προαιρετικό εάν το ακροφύσιο βαλβίδας έχει τη σωστή διάσταση για περιορισμένη ροή σύμφωνα με τα δεδομένα κριτήρια.

Ρύθμιση χρόνου καθυστέρησης

Αυτό μπορεί να γίνει με τον κατάλληλο υπολογισμό των τιμών pin # 10 και pin # 9 R και C σύμφωνα με τους ακόλουθους τύπους:

φά (osc) = 1 / 2,3 x Rt x Ct

2.3 η σταθερά δεν θα αλλάξει.

Είναι σημαντικό να διατηρήσετε σωστά τα ακόλουθα εμφανιζόμενα κριτήρια προκειμένου να διασφαλίσετε τη σωστή λειτουργία των καθυστερήσεων εξόδου.

Rt<< R2 and R2 x C2 << Rt x Ct.

Το Rt αντιστοιχεί σε αντιστάσεις στον πείρο # 10, το R2 είναι για την αντίσταση στον πείρο # 11. Το C2 δείχνει τον πυκνωτή στον πείρο # 9

Τροφοδοσία με ηλιακό πάνελ

Ολόκληρο το σύστημα μπορεί να φανεί τροφοδοτείται μέσω ενός μικρού ηλιακού πλαισίου που καθιστά ολόκληρο το σύστημα πλήρες αυτόματο.

Όταν η αυγή μπαίνει, η τάση του ηλιακού πλαισίου αυξάνεται σταδιακά και σε ένα συγκεκριμένο σημείο φτάνει σε επίπεδο 12V ενεργοποιώντας το συνδεδεμένο ρελέ.

Οι επαφές ρελέ συνδέουν αμέσως την ηλιακή τάση με το κύκλωμα αρχικοποιώντας τη διαδικασία όπου ο πείρος IC # 12 επαναφέρεται με C2 αναγκάζοντας το IC να αρχίσει να μετρά από το μηδέν.

Όλες οι έξοδοι αποδίδονται αρχικά με μηδενική λογική, η οποία διασφαλίζει ότι το τρανζίστορ TIP127 ξεκινά με μια κατάσταση ενεργοποίησης και ενεργοποιεί τη συνδεδεμένη ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα.

Εάν το SW2 είναι τοποθετημένο με τον πείρο # 3, το TIP127 και η βαλβίδα παραμένουν ενεργοποιημένα τροφοδοτώντας συνεχώς νερό μέσω του ακροφυσίου με στάξιμο τρόπο έως ότου παρέλθει ο καθορισμένος χρονισμός και ο πείρος # 3 γίνει ψηλός.

Μόλις ο πείρος # 3 ανεβεί ψηλά, η λογική υψηλή ασφαλίζει αμέσως τον πείρο # 11 του IC και σταματά το IC από κάθε περαιτέρω μέτρηση, παγώνοντας τη διαδικασία μόνιμα για την ημέρα. Το λογικό υψηλό μεταφέρεται επίσης στη βάση του TIP127 απενεργοποιώντας το μαζί με το σύστημα βαλβίδων. Η παροχή νερού στις καλλιέργειες αυτή τη στιγμή σταματά.

Τρόπος επαναφοράς του συστήματος

Κατά το σούρουπο, όταν το φως του ήλιου εξασθενεί και πέφτει κάτω από το επίπεδο συγκράτησης του ρελέ, το ρελέ απενεργοποιείται, το οποίο απενεργοποιεί επίσης τα αντίστοιχα στάδια κυκλώματος, μέχρι την επόμενη μέρα όταν η διαδικασία υποβληθεί σε ένα νέο κύκλο.

Το PB1 χρησιμοποιείται για την επαναφορά της διαδικασίας ανά πάσα στιγμή για την ενεργοποίηση μιας νέας εκκίνησης για το κύκλωμα.

Πολλοί από τα παραπάνω εξηγούμενα συστήματα μπορούν να εφαρμοστούν στους καθορισμένους κόμβους του σωλήνα διανομής για την επίτευξη της επιθυμητής διαχείρισης νερού ακριβείας στα συστήματα άρδευσης.

Τρόπος υπολογισμού των αντιστάσεων χρονισμού για το σύστημα άρδευσης εξοικονόμησης νερού

Οι αντιστάσεις χρονισμού που σχετίζονται με το SW1 μπορούν να υπολογιστούν με κάποιο πειραματισμό όπως δίνεται παρακάτω:

Οποιαδήποτε αυθαίρετα επιλεγμένη αντίσταση μπορεί να αλλάξει αρχικά με SW1, ας πούμε για παράδειγμα επιλέγουμε την αντίσταση 100k ως αναφορά.

Τώρα ενεργοποιήστε το κύκλωμα για να ξεκινήσετε τις διαδικασίες, το κόκκινο LED θα είναι αναμμένο.

Μόλις ξεκινήσει το κύκλωμα, παρακολουθείτε το χρονισμό χρησιμοποιώντας ένα χρονόμετρο ή ένα ρολόι και παρακολουθήστε όταν το πράσινο LED ανάβει, σβήνοντας το κόκκινο LED.

Σημειώστε το χρονισμό που επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας τη συγκεκριμένη αντίσταση που είναι 100K σε αυτήν την περίπτωση.

Ας υποθέσουμε ότι είχε ως αποτέλεσμα μια περίοδο καθυστέρησης 450 δευτερολέπτων, και στη συνέχεια, λαμβάνοντας αυτό ως κριτήριο, οι άλλες τιμές θα μπορούσαν απλά να προσδιοριστούν μέσω ενός απλού πολλαπλού πολλαπλασιασμού όπως δίνεται παρακάτω:

100 / R = 450 / τόνο

όπου το R σημαίνει την άλλη άγνωστη τιμή αντίστασης και το 't' είναι η επιθυμητή χρονική καθυστέρηση για την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα.

Εάν έχετε περισσότερες προτάσεις σχετικά με αυτό το κύκλωμα άρδευσης εξοικονόμησης νερού χρησιμοποιώντας χρονοδιακόπτες, μη διστάσετε να τα εκφράσετε μέσω των σχολίων.