Hoe een autonoom plantirrigatiesysteem te maken?

In de afgelopen jaren is de technologie op het gebied van irrigatie in een redelijk tempo gevorderd. Het irrigatiesysteem wordt gedefinieerd als een systeem dat het water langzaam op de wortels van planten laat druppelen via een elektrisch magneetventiel. Irrigatiesystemen die op de markt verkrijgbaar zijn, zijn duur voor een kleine oppervlaktedekking. Mensen gaan op reis en soms zijn ze op zakenreis, waardoor de planten tijdens hun afwezigheid zwaar lijden. Planten hebben ongeveer 15 verschillende mineralen in de bodem nodig voor een goede groei. Onder die mineralen zijn de meest voorkomende kalium, magnesium, calcium, enz. Als we thuis een automatisch irrigatiesysteem ontwerpen, is het niet nodig om de planten te controleren en ze zullen ook gezond groeien, daarom wordt hieronder een methode voorgesteld om een goedkoop en effectief irrigatiesysteem voor thuis door enkele elektronische basiscomponenten te gebruiken.

Hoe 555 Timer te gebruiken in het circuitontwerp?

Nu we het basisidee van ons project hebben, gaan we verder met het verzamelen van de componenten, het ontwerpen van het circuit op software om te testen en het uiteindelijk op hardware te assembleren. We maken deze schakeling op een printplaat en plaatsen deze vervolgens in de tuin of een andere geschikte plaats waar de planten staan.

Stap 1: Gebruikte componenten

Stap 2: Benodigde componenten (software)

Ontwerp na het downloaden van de Proteus 8 Professional het circuit erop. Ik heb hier softwaresimulaties opgenomen, zodat het voor beginners handig kan zijn om het circuit te ontwerpen en de juiste verbindingen op de hardware te maken.

Stap 3: De componenten bestuderen The

Nu hebben we een lijst gemaakt van alle componenten die we in dit project gaan gebruiken. Laten we een stap verder gaan en een korte studie van alle belangrijke hardwarecomponenten doornemen.

HEX-omvormer IC-7404: Dit IC werkt vreemd. Het geeft een tegengestelde/aangevulde output voor een bepaalde input of in termen van leken kunnen we zeggen dat als de spanning aan de inputzijde LAAG, de spanning aan de uitgangszijde zal zijn HOOG.Dit IC bestaat uit zes onafhankelijke omvormers en de bedrijfsspanning van dit IC ligt binnen 4V-5V. De maximale spanning die dit IC kan dragen is 5,5 V. Dit inverter-IC is de ruggengraat van sommige elektronische projecten. Multiplexers en state-machines kunnen dit IC gebruiken. De pinconfiguratie van de omvormer wordt weergegeven in het onderstaande schema:

555 Timer-IC: Dit IC heeft een verscheidenheid aan toepassingen, zoals het verstrekken van tijdvertragingen, als een oscillator, enz. Er zijn drie hoofdconfiguraties van het 555 timer-IC. Astabiele multivibrator, monostabiele multivibrator en bistabiele multivibrator. In dit project zullen we het gebruiken als een astabiel multivibrator. In deze modus fungeert het IC als een oscillator die een vierkante puls genereert. De frequentie van de schakeling kan worden aangepast door de schakeling af te stemmen. d.w.z. door de waarden van condensatoren en weerstanden die in het circuit worden gebruikt te variëren. De IC genereert een frequentie wanneer een hoge blokpuls wordt toegepast op de RESET pin.

Elektrische magneetklep:De elektrische klep wordt gebruikt om de stroom van het gas of water in een leiding te mengen. Het werkt volgens het elektrische circuit waaraan het is bevestigd. Deze klep heeft twee poorten genaamd inlaat en uitlaat en twee standen open en gesloten.

Stap 4: Blokdiagram

Het blokschema moet worden onderzocht voordat het werkingsprincipe wordt begrepen:

Stap 5: Het werkingsprincipe begrijpen

De schakeling is gemakkelijk te begrijpen. Onze grootste zorg is de grond van de planten, want wanneer de grond droog is, heeft deze een hoge weerstand en wanneer deze nat is, heeft deze een lage weerstand. We zullen twee geleidende draden in de grond steken die verantwoordelijk zijn voor het activeren van het circuit. Deze draden zullen geleiden als de grond nat is en ze zullen niet geleiden als de grond droog is. De geleidbaarheid wordt gedetecteerd door de HEX-omvormer die de status als hoog aangeeft wanneer de ingang laag is en omgekeerd. Wanneer de toestand van de HEX-omvormer hoog is, is de 555 timer die links in het circuit is aangesloten, wordt geactiveerd en de and 555 timer IC aangesloten op de uitgang van de eerste ic in het circuit zal ook worden geactiveerd. De positieve pool van de klep is verbonden met de uitgangspen van de 555 timer ic en wanneer die ic is geactiveerd, wordt het circuit geactiveerd en wordt de elektrische klep geschakeld AAN.Hierdoor begint het water door de buis in de grond te stromen. Wanneer de grond wordt bewaterd, begint de weerstand af te nemen en de sondes die verantwoordelijk zijn voor de geleiding zullen de output van de HEX-omvormer laag maken, waardoor de status van de 555-timer verandert van HOOG naar LAAG, dus de geleidbaarheid is voltooid en het circuit is uit.

Stap 6: Werking van het circuit

De draden die in de grond worden gestoken, geleiden alleen als de grond droog is en ze zullen niet meer geleiden als de grond nat wordt. De stroombron van het circuit is de 9V batterij. Op het moment dat de grond droog is, zal deze vanwege de hoge weerstand verantwoordelijk zijn voor een enorme spanningsval. Dit wordt gedetecteerd door de 7404 hex-omvormer en maakt de eerste NE555-kloktrigger die werkt als een monostabiele multivibrator met behulp van een elektrisch signaal. Er zijn twee 555 timer-IC's in het circuit geïnstalleerd. De uitgang van een IC is de ingang van de andere IC, dus wanneer de eerste die zich aan de linkerkant bevindt wordt geactiveerd, wordt de tweede ook geactiveerd en is het relais dat is aangesloten op de tweede IC verantwoordelijk voor het draaien AANhet 6V-relais. Het relais is via een SK100-transistor verbonden met de elektrische klep. Zodra het relais is ingeschakeld, begint het water door de pijp te stromen en terwijl het water in de grond blijft bewegen, neemt de weerstand af en stopt de omvormer met het activeren van de 555 timer-IC, wat resulteert in het uitschakelen van het circuit.

Stap 7: Het circuit simuleren

Voordat u de schakeling maakt, is het beter om alle meetwaarden op software te simuleren en te onderzoeken. De software die we gaan gebruiken is de Proteus Design Suite. Proteus is een software waarmee elektronische schakelingen worden gesimuleerd:

1. Nadat u de Proteus-software hebt gedownload en geïnstalleerd, opent u deze. Open een nieuw schema door op het ISISicoon op het menu.
2. Wanneer het nieuwe schema verschijnt, klikt u op het Ppictogram in het zijmenu. Dit opent een vak waarin u alle componenten kunt selecteren die zullen worden gebruikt.
3. Typ nu de naam van de componenten die zullen worden gebruikt om het circuit te maken. Het onderdeel verschijnt in een lijst aan de rechterkant.
4. Zoek op dezelfde manier als hierboven in alle componenten. Ze verschijnen in de Apparaten Lijst.

Stap 8: Schakelschema

Na het monteren van de componenten en het bedraden ervan wordt het schakelschema weergegeven als onder:

Stap 9: Een PCB-layout maken

Omdat we het hardwarecircuit op een PCB gaan maken, moeten we eerst een PCB-lay-out voor dit circuit maken.

1. Om de PCB-layout op Proteus te maken, moeten we eerst de PCB-pakketten toewijzen aan elk onderdeel in het schema. om pakketten toe te wijzen, klikt u met de rechtermuisknop op het onderdeel waaraan u het pakket wilt toewijzen en selecteert u Verpakkingstool.
2. Klik op de ARIES-optie in het bovenste menu om een ​​PCB-schema te openen.
3. Plaats vanuit de componentenlijst alle componenten op het scherm in een ontwerp dat u wilt dat uw circuit eruitziet.
4. Klik op de track-modus en verbind alle pinnen die de software je vertelt te verbinden door met een pijl te wijzen.

Stap 10: De hardware monteren

Omdat we het circuit nu softwarematig hebben gesimuleerd en het werkt prima. Laten we nu verder gaan en de componenten op PCB plaatsen. Een PCB is een printplaat. Het is een plaat die aan de ene kant volledig is gecoat met koper en aan de andere kant volledig isoleert. Het maken van de schakeling op de printplaat is relatief een langdurig proces. Nadat het circuit op de software is gesimuleerd en de PCB-lay-out is gemaakt, wordt de circuitlay-out afgedrukt op boterpapier. Voordat u het boterpapier op de printplaat plaatst, gebruikt u de PCB-schraper om over de plaat te wrijven, zodat de koperlaag aan boord vanaf de bovenkant van de plaat wordt verminderd.

Vervolgens wordt het boterpapier op de printplaat gelegd en gestreken totdat de schakeling op de print staat (dit duurt ongeveer vijf minuten).

Nu, wanneer het circuit op het bord is afgedrukt, wordt het in de FeCl . gedompeld₃ oplossing van heet water om extra koper van het bord te verwijderen, alleen het koper onder de print blijft achter.

Wrijf daarna met de schraper over de printplaat, zodat de bedrading prominent aanwezig is. Boor nu de gaten op de respectievelijke plaatsen en plaats de componenten op de printplaat.

Soldeer de componenten op het bord. Controleer ten slotte de continuïteit van het circuit en als er ergens discontinuïteit optreedt, soldeer dan de componenten los en sluit ze opnieuw aan. Breng een heet lijmpistool aan op de aansluitklemmen van het circuit, zodat de batterij niet kan worden losgemaakt als er druk wordt uitgeoefend.

Stap 11: Het circuit testen

Nu is onze hardware helemaal klaar. Installeer de hardware op een geschikte plaats in de tuin en als de plaats open is, isoleer dan het circuit zodat het niet wegwaait door regen enz. Als de planten droog zijn, wordt het circuit automatisch ingeschakeld en begint het de planten water te geven. Dat is het! Nu hoef je de planten niet elke ochtend handmatig water te geven, wanneer de planten droog zijn, worden ze automatisch bewaterd.

Toepassingen

1. Het kan worden geïnstalleerd in tuinen voor huishoudelijk gebruik.
2. Het kan ook commercieel worden gebruikt. bijv. In parken waar veel planten staan.
3. Het kan worden geïnstalleerd in kwekerijen.