Automatisk plantevandingsanordning

Hver af os har længe været vant til at bruge alle slags gadgets, der gør livet lettere: mobiltelefoner, alle slags smartphones og tablets osv... I denne artikel vil vi erstatte din sædvanlige vandkande med en teknologisk enhed til vanding af blomster , som vil tage sig af din yndlings indendørs plante, selvom du tog på ferie.

Enheden er samlet på basis af en prisbillig ATMEGA 8 L mikrocontroller i en billig TQFP32-pakke og en motor fra en computerharddisk (HDD), som kan tages fra en gammel computerharddisk. Diagrammet indeholder et minimum antal dele og kan suppleres med vilkårlig funktionalitet. Den drives af to 18650 Li-ion batterier med en spænding på 3,7 Volt forbundet i serie.
Vanding udføres i faste portioner hver 24. time.
Den eneste knap er en arbejdstest; efter at have trykket på den, udføres efterfølgende vanding nøjagtigt på samme tid, nøjagtigt til anden. (Jeg har lige slået det til på ferie, ingen indstillinger, så det kan tilbydes som gavemulighed, uden unødvendige instruktioner).

Designfunktioner:

• Batteridrift i flere måneder (lavt strømforbrug);
  
• meget præcise vandingsdoseringer og præcise tidsintervaller mellem vandingerne;
  
• kredsløbets ikke-kritiske detaljer og deres tilgængelighed;
  
• fraværet af bevægelige strømførende dele i motoren, og som et resultat - holdbarhed og pålidelighed, når du arbejder i vand;
  
• meget lavt støjniveau, når motoren kører;
  
• kræver ingen indstillinger (vanding en gang om dagen) med lyd og lys akkompagnement;
  
• beskyttelse mod dyb batteriafladning med hørbar advarsel om behovet for at oplade;
  
• Automatisk nedlukning af lysindikation om natten.

Designet består af en pumpe (pumpe) nedsænket i en vase med et rør til vanding og en lille elektronikenhed monteret på samme vase med vand.

Så lad os først begynde at lave pumpen.

Vi skal bruge en cd, en 1,5 liter plastik mælkeflaske (med en bred hals, indvendig diameter 33 mm), superlim, en fire-core ledning (jeg tog en beskadiget ledning fra opladning af en iPhone), tre skruer, skiver og tre møtrikker og et stykke fleksibelt rør.
Vi skærer flaskehalsen af ​​med en hacksav nøjagtigt langs kanten af ​​"nederdelen" og nivellerer det resulterende snit med sandpapir, en fil eller en blok.

På denne måde forbereder vi pumpens såkaldte arbejdskammer.

Dernæst har vi brug for en cd-disk, dens indre hul er nøjagtig den samme størrelse som motoren, vi laver et pumpehjul fra disken.
Skiven kan nemt klippes med en saks, og det er godt, hvis den varmes lidt op i varmt vand for at forhindre revnedannelse i klippekanten.
Vi tager den afsavede del fra flasken - vores arbejdskammer - og påfører den nøjagtigt på midten af ​​skiven med den del, hvor skruelåget var.Tegn en cirkel med en markør og klip den ud med almindelig saks. Den resulterende disk vil ikke være perfekt glat, men den kan korrigeres med sandpapir, det vigtigste er, at disken kan passe ind i arbejdskammeret med et minimum mellemrum.
Det viste sig at være en ring af det fremtidige pumpehjul.

Nu skal vi lave bladene til "propellen". For at gøre dette skal du bruge en halv disk. Tegn en 7 mm bred strimmel med en markør og klip den af ​​med en saks.

Vi sliber og jævner det.

Skær derefter i seks lige store dele på hver 13 mm, og bøj dem med en tang på begge sider

Den videre procedure vil kræve maksimal omhu; du skal lime knivene en efter en med superlim i lige stor afstand.
Bemærk venligst, at knivene er buede, så de ikke river vand ind i kammeråbningen, men tværtimod ser ud til at kaste det fra midten til hullet i kanten. Motoren vil kun rotere mod uret. Du kan let fikse det med en dråbe, udjævne det med en pincet og efter at have tørret lidt, tilføje lim til de manglende dele.

Prøv at undgå giftige dampe fra anden lim. Hvorefter du kan tørre det og lakere det. Jeg havde kun neglelak ved hånden, som er ret holdbar.

Så skal du bruge et stykke fleksibel slange, for eksempel tog jeg et stykke fra et byggevæskeniveau.
At bore et jævnt hul i halsens gevindoverflade er ikke så let, jeg skulle først øve mig på et par flasker, til sidst smeltede jeg det jævnt med et loddekolbe og rensede det glat indefra, så bladet gjorde ikke røre ved uregelmæssighederne.
Vi indsætter et stykke slange skåret i en lille vinkel med kraft ind i nakkehullet og fastgør det med gennemsigtig lim af momenttypen. Røret og kammeråbningen skal have tilstrækkelig diameter, ca. 8 mm.Det er tilrådeligt at indsætte røret ikke i en ret vinkel på kroppen, men under hensyntagen til det faktum, at flowet vil rotere mod uret.


Det er ikke tilrådeligt at bruge superlim til at fastgøre røret, fordi... Når det tørrer, beskadiger det plastens overflade i høj grad, og kroppen bliver uklar og mister gennemsigtigheden. En gennemsigtig fugemasse eller gelbaseret klæbemiddel fungerer godt her.
Nu er der kun tilbage at samle pumpen, fastgøre kammeret til motoren, centrere det for at sikre fri rotation af knivene indeni, sikre det med skruer, tætne revnerne med gennemsigtigt tætningsmiddel og lim et gennemsigtigt dæksel med et 14 mm hul i. midten på toppen.

Lad mig minde dig om, at pumpehjulet vil rotere strengt mod uret, dette er vigtigt. Dernæst skal du lodde fire-kernetråden til motoren og dække lodningen med lak, lodde den blå smd Lysdiode til en af ​​viklingerne (gennem en 1 kOhm modstand), anoden til fælles. Nu, når du arbejder, flimrer det under vand.
Et par ord om harddiskmotorer.
Nogle typer af sådanne motorer, når de drejer rotoren med hånden, fortsætter med at rotere i én retning mærkbart med bedre glid end i den anden. Det vil sige, at hvis du forsøger at dreje med uret, vil rotoren stoppe næsten med det samme. Sådanne enheder har et andet lejedesign, og disse motorer er sandsynligvis bedre egnede til vores formål. Selvom begge typer har arbejdet i vand i lang tid og klarer sig godt.
Vindingerne kontrolleres således. Motoren skal have fire kontakter. Vi skal finde en af ​​de ekstreme kontakter, som er midtpunktet. Denne pin vil blive forbundet til den positive effekt, resten af ​​den i rækkefølge - første, anden, tredje - vil blive forbundet til mosfets. Ved hjælp af en tester måler vi modstanden mellem alle tilstødende kontakter.En af de ydre kontakter vil vise mindre modstand.
Dette er generelt, det er på den positive bus. Det er stærkt tilrådeligt at fastgøre ledningen på motorhuset; for at gøre dette kan du bore et par millimeter huller og trykke dette kabel med et kobberbeslag. Når pumpen er klar, placeres en buet slange med en indvendig diameter på mindst 8 mm på dens dyse. og 20 cm lang, hvorigennem vanding vil blive udført. Nu kan du lave et printkort og lodde enheden.
Pladen er lavet af enkeltsidet glasfiber efter LUT-metoden.
Bemærk venligst, at billedet af sporet og layoutet af printkortet ikke er spejlvendt for at gøre det nemmere at kontrollere under installationen. Når du udskriver LUT'en, skal du vende den spejlvendt eller bruge SprintLayout-filen, der findes i arkivet.

Pladen kan også males med neglelak på denne måde:
Kuglepennens stang opvarmes (lidt!) over lighterens flamme, drejer den jævnt og trækker den jævnt ud. Dernæst skæres den tynde ende af med et blad. Dette giver et konisk rør med en meget lille udløbsåbning. Den kan indsættes i en 1,5 cc sprøjte, og ved hjælp af almindelig neglelak kan du tegne spor af printede ledere på tavlen.
Efter tørring dyppes pladen i ætseopløsningen. Dette kan være en blanding af kobbersulfat med salt 1:3 og vand. Opløsningen fremstilles så koncentreret som muligt. Opvarmning kræves for eksempel over en stearinlysflamme. Processen accelereres under konstant omrøring. Kobbersulfat sælges i enhver landbrugsbutik.

Mikrocontrolleren får strøm ved hjælp af en parametrisk spændingsstabilisator samlet på elementerne D1, R7, Q1.
Modstandsværdien er valgt på en sådan måde, at stabilisatorens eget forbrug er så lavt som muligt. Meget lavere end den såkaldte "Krenka".
Denne skematiske løsning gjorde det muligt at reducere forbruget til 0,3 mA.
Dette er meget vigtigt, fordi varigheden af ​​driften af ​​vores design uden at genoplade batterierne afhænger af det.
Transistor Q1 - npn er ikke kritisk.
Zenerdiode til stabiliseringsspænding 5,1 V. Du kan bruge den fra en mobiltelefonoplader. Kvartsresonator - 32.768 kHz. Almindelig ur quartz. Fra quartz ure. MOSFET'er loddet fra bundkortet på en gammel computer bruges som nøgler i kredsløbet. Lysdiode SMD. Kan laves af LED strip.
Højttaler - enhver passende størrelse. Du kan bruge en højttaler fra en mobiltelefon.

Installation af kredsløbet skal begynde med en spændingsstabilisator og derefter måle spændingen ved dens udgang (kondensatorer C2 og C3). Det skal være 5 volt. Så kan du lodde mikrocontrolleren ind og alt muligt andet.
I kredsløbet kan de ubrugte og kablede ben på mikrocontrollerportene PB0, PB1, PD6 bruges til at forbinde perifere enheder.

Mikrocontrollerens programalgoritme er konstrueret som følger.
Controlleren er konfigureret til at fungere i asynkron tilstand. Afbrydelser sker en gang i sekundet, hvorefter programmet beregner tiden, blinker kortvarigt med LED'en (hvert 10. sekund) og går straks i dvaletilstand for at spare strømforbrug. Hvis timetælleren går til nul (umiddelbart efter en nulstillingsknap eller efter 24 timer), måles regulatorens forsyningsspænding fire gange og sammenlignes med den interne referencespænding.Hvis spændingen er under det tilladte niveau, udsender kredsløbet periodiske lydsignaler, der indikerer, at batteriet er lavt; efter femten signaler indstilles controlleren til slukketilstand og går i dvaletilstand, indtil batterierne genoplades.
Hvis spændingen er over tærskelværdien, lyder et lydsignal og lyser op. Lysdiode. Dernæst indstilles motorrotorens startposition, og kortvarige impulser tilføres successivt til motorviklingerne. Varigheden af ​​impulserne og pauserne mellem dem falder gradvist, hvilket øger motorhastigheden og roterer bladet yderligere konstant, hvilket sikrer en nøjagtig portion vanding. Lysdiode samtidig blinker den synkront.
Ved afslutningen af ​​vanding går kredsløbet igen i standbytilstand for at beregne tiden. Det er i denne tilstand det meste af tiden, dette opnår høj energieffektivitet (ca. 0,3 mA).
Mens hovedprogrammet kører, klokkes controlleren af ​​en intern oscillator med en frekvens på 8 MHz, og i dvaletilstand giver en ekstern urkvarts dig mulighed for nøjagtigt at aflæse tiden.

Korte udbrud LED hvert 10. sekund signalerer de om enhedens drift. Fra starten af ​​sekunders nulstilling blinker den i 30 minutter og holder derefter op med at blinke i 12 timer og genoptages efter yderligere 12 timer. Således, hvis du indstiller vanding til klokken 00, vil flimren ikke forekomme om natten, men først fra klokken 12 om eftermiddagen.



Arkiv med materialer til artiklen. Kun tilgængelig til download for registrerede brugere.




Video af enheden, der virker: