Automatisk bevattningsanordning för växter

Var och en av oss har länge varit vana vid att använda alla typer av prylar som gör livet lättare: mobiltelefoner, alla typer av smarta telefoner och surfplattor, etc... I den här artikeln kommer vi att ersätta din vanliga vattenkanna med en teknisk anordning för att vattna blommor , som tar hand om din favorit inomhusväxt även om du åkte på semester.

Enheten är sammansatt på basis av en prisvärd ATMEGA 8 L mikrokontroller i ett billigt TQFP32-paket och en motor från en dators hårddisk (HDD), som kan tas från en gammal dators hårddisk. Diagrammet innehåller ett minsta antal delar och kan kompletteras med godtycklig funktionalitet. Den drivs av två 18650 Li-ion-batterier med en spänning på 3,7 volt kopplade i serie.
Vattning utförs i fasta portioner var 24:e timme.
Den enda knappen är ett arbetstest; efter att ha tryckt på den kommer efterföljande vattningar att utföras exakt samtidigt, exakt till den andra. (Jag slog precis på den på semestern, inga inställningar, så den kan erbjudas som ett presentalternativ, utan onödiga instruktioner).

Design egenskaper:

• Batteridrift i flera månader (låg strömförbrukning);
  
• mycket exakta vattningsdoseringar och exakta tidsintervall mellan vattningarna;
  
• okritisk krets till detaljer och deras tillgänglighet;
  
• frånvaron av rörliga strömförande delar i motorn, och som ett resultat - hållbarhet och tillförlitlighet vid arbete i vatten;
  
• mycket låg ljudnivå när motorn är igång;
  
• kräver inga inställningar (vattna en gång om dagen) med ljud och ljus ackompanjemang;
  
• skydd mot djup batteriurladdning med hörbar varning om behovet av att ladda;
  
• Automatisk avstängning av ljusindikering på natten.

Designen består av en pump nedsänkt i en vas med ett vattenrör och en liten elektronikenhet monterad på samma vas med vatten.

Så, först, låt oss börja tillverka pumpen.

Vi kommer att behöva en CD, en 1,5 liters mjölkflaska i plast (med bred hals, innerdiameter 33 mm), superlim, en fyrkärnig tråd (jag tog en skadad tråd från att ladda en iPhone), tre skruvar, brickor och tre muttrar och en bit flexibel slang.
Vi skär av flaskans hals med en bågfil exakt längs kanten på "kjolen" och jämnar ut det resulterande snittet med sandpapper, en fil eller ett block.

På detta sätt förbereder vi pumpens så kallade arbetskammare.

Därefter behöver vi en CD-skiva, dess interna hål är exakt samma storlek som motorn, vi kommer att göra ett impeller från skivan.
Skivan kan lätt klippas med sax och det är bra om den värms upp något i varmt vatten för att förhindra sprickbildning i klippkanten.
Vi tar den avsågade delen från flaskan - vår arbetskammare - och applicerar den exakt i mitten av skivan med den del där skruvkorken var.Rita en cirkel med en markör och klipp ut den med vanlig sax. Den resulterande skivan kommer inte att vara helt slät, men den kan korrigeras med sandpapper, det viktigaste är att skivan kan passa in i arbetskammaren med ett minimum mellanrum.
Det visade sig vara en ring av det framtida pumphjulet.

Nu måste vi göra bladen för "propellern". För att göra detta behöver du en halv disk. Rita en 7 mm bred remsa med en markör och klipp av den med en sax.

Vi slipar och jämnar till.

Skär sedan i sex lika delar om 13 mm vardera och böj dem med en tång på båda sidor

Den ytterligare proceduren kommer att kräva maximal omsorg; du måste limma bladen en efter en med superlim på lika avstånd.
Observera att bladen är böjda så att de inte drar in vatten i kammaröppningen, utan tvärtom verkar kasta det från mitten till hålet i kanten. Motorn kommer endast att rotera moturs. Du kan fixa det lätt med en droppe, jämna ut det med pincett och efter att ha torkat lite, tillsätt lim till de saknade delarna.

Försök att undvika giftiga ångor från det andra limmet. Därefter kan du torka den och lacka den. Jag hade bara nagellack till hands, vilket är ganska slitstarkt.

Då behöver du en bit flexibel slang, till exempel tog jag en bit från en byggvätskenivå.
Att borra ett jämnt hål i den gängade ytan på halsen är inte så lätt, jag var först tvungen att öva på ett par flaskor, till slut smälte jag det jämnt med en lödkolv och rengjorde det smidigt från insidan så att bladet gjorde inte röra oegentligheterna.
Vi sätter in en bit av slangen skuren i en liten vinkel med kraft i halshålet och fixerar den med genomskinligt momentliknande lim. Röret och kammaröppningen måste ha tillräcklig diameter, ca 8 mm.Det är tillrådligt att föra in röret inte i rät vinkel mot kroppen, utan med hänsyn till det faktum att flödet kommer att rotera moturs.


Det är inte tillrådligt att använda superlim för att fästa tuben, eftersom... När den torkar skadar den plastens yta kraftigt och kroppen blir grumlig och förlorar genomskinlighet. Ett genomskinligt tätningsmedel eller gelbaserat lim fungerar utmärkt här.
Nu återstår bara att montera pumpen, fästa kammaren på motorn, centrera den för att säkerställa fri rotation av bladen inuti, säkra den med skruvar, täta sprickorna med transparent tätningsmedel och limma fast ett genomskinligt lock med ett 14 mm hål i mitten på toppen.

Låt mig påminna dig om att pumphjulet kommer att rotera strikt moturs, detta är viktigt. Löda sedan den fyrkärniga tråden till motorn och täck lödningen med lack, löd den blå smd Ljusdiod till en av lindningarna (genom ett 1 kOhm motstånd), anoden till den gemensamma. Nu, när man arbetar, flimrar det under vatten.
Några ord om hårddiskmotorer.
Vissa typer av sådana motorer, när rotorn snurrar för hand, fortsätter att rotera i en riktning märkbart med bättre glid än i den andra. Det vill säga om du försöker rotera medurs stannar rotorn nästan omedelbart. Sådana enheter har en annan lagerdesign och dessa motorer är förmodligen bättre lämpade för våra syften. Även om båda typerna har arbetat i vatten länge och klarar sig utmärkt.
Lindningarna kontrolleras så här. Motorn måste ha fyra kontakter. Vi måste hitta en av de extrema kontakterna som är mittpunkten. Detta stift kommer att anslutas till den positiva strömmen, resten av den i ordning - första, andra, tredje - kommer att anslutas till mosfets. Med hjälp av en testare mäter vi motståndet mellan alla intilliggande kontakter.En av de yttre kontakterna kommer att visa mindre motstånd.
Detta är generellt, det är på den positiva bussen. Det är mycket lämpligt att fästa tråden på motorhuset; för att göra detta kan du borra ett par millimeterhål och trycka på den här kabeln med en kopparklämma. När pumpen är klar placeras en böjd slang med en innerdiameter på minst 8 mm på dess munstycke. och 20 cm lång genom vilken vattning kommer att utföras. Nu kan du göra ett kretskort och löda enheten.
Skivan är tillverkad av enkelsidig glasfiber enligt LUT-metoden.
Observera att bilden av spåret och layouten på kretskortet inte är speglad för att göra det lättare att kontrollera under installationen. När du skriver ut LUT måste du vända den spegelvänd, eller använda SprintLayout-filen som finns i arkivet.

Skivan kan även målas med nagellack på detta sätt:
Kulspetspennans stav värms upp (lite!) över tändarens låga, vrider den jämnt och drar ut den jämnt. Därefter skärs den tunna änden av med ett blad. Detta ger ett koniskt rör med en mycket liten utloppsöppning. Den kan sättas in i en 1,5 cc spruta, och med vanligt nagellack kan du rita spår av tryckta ledare på tavlan.
Efter torkning doppas skivan i etsningslösningen. Detta kan vara en blandning av kopparsulfat med salt 1:3 och vatten. Lösningen bereds så koncentrerad som möjligt, upphettning krävs till exempel över en ljus låga. Processen påskyndas under konstant omrörning. Kopparsulfat säljs i vilken jordbruksbutik som helst.

Mikrokontrollern drivs med hjälp av en parametrisk spänningsstabilisator monterad på elementen D1, R7, Q1.
Motståndsvärdet väljs så att stabilisatorns egen förbrukning är så låg som möjligt. Mycket lägre än den så kallade "Krenka".
Denna schematiska lösning gjorde det möjligt att minska förbrukningen till 0,3 mA.
Detta är mycket viktigt, eftersom drifttiden för vår design utan att ladda batterierna beror på det.
Transistor Q1 - npn är inte kritisk.
Zenerdiod för stabiliseringsspänning 5,1 V. Du kan använda den från en mobiltelefonladdare. Kvartsresonator - 32,768 kHz. Vanlig klockkvarts. Från quartz klockor. MOSFETs lödda från moderkortet på en gammal dator används som nycklar i kretsen. Ljusdiod SMD. Kan tillverkas av LED-remsor.
Högtalare - valfri lämplig storlek. Du kan använda en högtalare från en mobiltelefon.

Installation av kretsen bör börja med en spänningsstabilisator och sedan mäta spänningen vid dess utgång (kondensatorer C2 och C3). Det ska vara 5 volt. Sedan kan man löda in mikrokontrollern och allt annat.
I kretsen kan de oanvända och trådbundna stiften på mikrokontrollerportarna PB0, PB1, PD6 användas för att ansluta kringutrustning.

Mikrokontrollerns programalgoritm är konstruerad enligt följande.
Styrenheten är konfigurerad att arbeta i asynkront läge. Avbrott inträffar en gång per sekund, då beräknar programmet tiden, blinkar med lysdioden kort (var 10:e sekund) och går omedelbart in i viloläge för att spara strömförbrukning. Om timräknaren går till noll (direkt efter en återställningsknapp eller efter 24 timmar) mäts styrenhetens matningsspänning fyra gånger och jämförs med den interna referensspänningen.Om spänningen är under den tillåtna nivån avger kretsen periodiska ljudsignaler som indikerar att batteriet är lågt; efter femton signaler ställs styrenheten in på avstängningsläge och går in i viloläge tills batterierna laddas upp igen.
Om spänningen ligger över tröskelvärdet hörs en ljudsignal och tänds. Ljusdiod. Därefter ställs startpositionen för motorrotorn in och korttidspulser appliceras successivt på motorlindningarna. Pulsernas varaktighet och pauserna mellan dem minskar gradvis, vilket ökar motorhastigheten och roterar bladet ytterligare konstant, vilket säkerställer en korrekt portion av vattning. Ljusdiod samtidigt blinkar den synkront.
I slutet av vattningen går kretsen igen i standbyläge för att beräkna tiden. Det är i detta läge för det mesta, detta uppnår hög energieffektivitet (ca 0,3 mA).
Medan huvudprogrammet körs klockas styrenheten av en intern oscillator med en frekvens på 8 MHz, och i viloläge låter en extern klockkvarts dig exakt läsa tiden.

Korta utbrott LED var tionde sekund signalerar de om enhetens funktion. Från början av sekundsåterställningen kommer den att blinka i 30 minuter och sedan sluta blinka i 12 timmar och återupptas efter ytterligare 12 timmar. Således, om du ställer in vattning klockan 00, kommer flimmer inte att inträffa på natten, utan bara från klockan 12 på eftermiddagen.



Arkiv med material till artikeln. Endast tillgänglig för nedladdning för registrerade användare.




Video av enheten som fungerar: