Dispositivo di irrigazione automatica delle piante

Ognuno di noi è stato a lungo abituato a utilizzare tutti i tipi di gadget che semplificano la vita: telefoni cellulari, tutti i tipi di smartphone e tablet, ecc ... In questo articolo sostituiremo il tuo solito annaffiatoio con un dispositivo tecnologico per innaffiare i fiori che si prenderanno cura della tua pianta da interno preferita se sei andato in vacanza.

Il dispositivo è assemblato sulla base di un microcontrollore ATMEGA 8 L economico in un pacchetto TQFP32 economico e un motore dal disco rigido di un computer (HDD) che può essere rimosso da un vecchio disco rigido del computer. Il circuito contiene un numero minimo di parti e può essere integrato con funzionalità arbitraria. È alimentato da due batterie agli ioni di litio di dimensioni standard 18650, tensione di 3,7 Volt, collegate in serie.
L'irrigazione viene effettuata in porzioni fisse ogni 24 ore.
L'unico pulsante è una prova di lavoro, dopo averlo premuto, l'irrigazione successiva verrà eseguita esattamente allo stesso tempo con una precisione di un secondo. (L'ho semplicemente incluso in vacanza, senza impostazioni, quindi puoi offrirlo come opzione regalo, senza istruzioni inutili).

Caratteristiche del design:

• funzionamento a batteria per diversi mesi (basso consumo energetico);
  
• dosaggio molto preciso dell'irrigazione e intervalli esatti tra l'irrigazione;
  
• non criticità del circuito per i dettagli e la loro disponibilità;
  
• mancanza di parti in movimento mobili nel motore e, di conseguenza, durata e affidabilità quando si lavora in acqua;
  
• rumore molto basso durante il funzionamento del motore;
  
• non richiede alcuna impostazione (irrigazione una volta al giorno) con accompagnamento audio e leggero;
  
• protezione contro la scarica profonda delle batterie con un avvertimento acustico sulla necessità di una carica;
  
• spegnimento automatico dell'indicazione della luce di notte.

Il design è una pompa (pompa) immersa in un vaso con un tubo di irrigazione e una piccola scatola elettronica montata sullo stesso vaso con acqua.

Quindi, per cominciare, iniziamo a creare la pompa.

Abbiamo bisogno di un'unità CD, una bottiglia di plastica con un volume di 1,5 litri di latte (con un collo largo, diametro interno 33 mm.), Super colla, quattro fili (ho preso il filo danneggiato dalla ricarica dell'iPhone), tre viti, rondelle e tre dadi e un pezzo di tubo flessibile.
Alla bottiglia, e sega il collo con un seghetto per metallo esattamente lungo il bordo della "gonna" e allinea la sezione risultante con carta vetrata, un file o una barra.

In questo modo prepariamo la cosiddetta camera di lavoro della pompa.

Successivamente, abbiamo bisogno di un disco CD, il suo foro interno ha esattamente le stesse dimensioni del motore, faremo una girante dal disco.
Il disco è ben tagliato con le forbici ed è buono se è leggermente riscaldato in acqua calda per evitare la rottura del bordo tagliato.
Prendiamo la parte segata dalla bottiglia - la nostra camera di lavoro e la applichiamo esattamente al centro del disco con quella parte in cui si trovava il tappo a vite. Segna un cerchio con un pennarello e taglia con le normali forbici. Il disco risultante non sarà perfettamente liscio, ma la carta vetrata può essere corretta, la cosa principale è che il disco con una distanza minima può adattarsi all'interno della camera di lavoro.
Si è scoperto un anello della futura girante.

Ora devi creare le pale per l '"elica". Per fare questo, avrai bisogno della metà del disco. Disegniamo un pennarello con una striscia larga 7 mm e lo tagliamo con le forbici.

Pelli e livellalo.

Quindi, tagliare in sei parti uguali di 13 mm e piegare con una pinza su entrambi i lati

L'ulteriore procedura richiederà la massima precisione, è necessario incollare le lame una alla volta con super colla a uguale distanza.
Si noti che le lame sono piegate in modo tale da non far penetrare acqua nell'apertura della camera, ma piuttosto, come se fuse dal centro verso il foro sul bordo. Il motore ruoterà solo in senso antiorario. Puoi aggiustarlo leggermente con una goccia, allinearlo con una pinzetta e dopo un po 'di asciugatura aggiungere la colla alle parti mancanti.

Cerca di evitare i fumi tossici della seconda colla. Quindi puoi asciugare e verniciare. A portata di mano c'era solo lo smalto, è abbastanza resistente.

Quindi hai bisogno di un pezzo di tubo flessibile, ad esempio, ho preso un pezzo dal livello del fluido di costruzione.
Praticare un foro piatto nella superficie filettata del collo non è così semplice, ho dovuto prima esercitarmi su un paio di bottiglie, di conseguenza l'ho fuso uniformemente con un saldatore e l'ho pulito delicatamente dall'interno in modo che la lama non colpisse i dossi.
Inseriamo un pezzo di tubo tagliato con una leggera angolazione con sforzo nell'apertura del collo e fissiamo con una colla trasparente del tipo di momento. L'apertura del tubo e della camera deve avere un diametro sufficiente, circa 8 mm. Si consiglia di inserire il tubo non ad angolo retto rispetto all'alloggiamento, ma tenendo conto del fatto che il flusso ruoterà in senso antiorario.


Per il fissaggio del tubo, non è consigliabile utilizzare super colla, una volta asciugato, rovina la superficie della plastica e la custodia diventa opaca, perdendo la trasparenza. Qui, un sigillante trasparente o un poliziotto di colla su una base di elio è fantastico.
Ora resta da assemblare la pompa fissando la telecamera al motore, al centro per garantire la libera rotazione delle pale all'interno, fissare con le viti, sigillare le fessure con sigillante trasparente e incollare la copertura trasparente sulla parte superiore con un foro nel mezzo di 14 mm.

Lascia che ti ricordi che la girante girerà rigorosamente in senso antiorario, questo è importante. Quindi, saldare il filo a quattro fili al motore e verniciare la saldatura, saldare il LED blu smd a uno degli avvolgimenti (attraverso una resistenza da 1 kΩ), l'anodo a quello comune. Ora al lavoro, tremola sott'acqua.
Qualche parola sui motori dei dischi rigidi.
Alcuni tipi di tali motori quando fanno girare il rotore con le mani continuano a ruotare in una direzione notevolmente con uno scorrimento migliore rispetto all'altra. Cioè, quando provi a dare una rotazione in senso orario, il rotore si fermerà quasi immediatamente. Tali dispositivi hanno un design dei cuscinetti diverso e questi motori sono probabilmente più adatti ai nostri scopi. Anche se ho entrambi i tipi di lavoro in acqua da molto tempo e vivo bene.
Gli avvolgimenti sono controllati in questo modo. Il motore deve essere con quattro contatti. Dobbiamo trovare uno dei contatti estremi che è il punto medio. Questa uscita sarà collegata al power plus, il resto in ordine - il primo, il secondo, il terzo - saranno collegati ai mosfet. Il tester misura la resistenza tra tutti i contatti adiacenti. Meno resistenza mostrerà uno dei contatti estremi.
Questo è comune, è su un bus positivo. È altamente desiderabile fissare il filo sull'alloggiamento del motore, per questo puoi praticare un paio di fori millimetrici e premere questo cavo con una staffa di rame. Quando la pompa è pronta, viene inserito un tubo curvo sul suo ugello con un diametro interno di almeno 8 mm. e 20 cm di lunghezza attraverso cui verrà effettuata l'irrigazione. Ora puoi creare un circuito stampato e saldare il dispositivo.
La scheda è realizzata in vetroresina unilaterale con il metodo LUT.
Attiro la vostra attenzione sul fatto che l'immagine della traccia e il layout del circuito stampato non siano rispecchiati per facilitare la verifica durante l'installazione. Quando si stampa LUT, è necessario ruotarlo in modo speculare o utilizzare il file SprintLayout nell'archivio.

La tavola può anche essere dipinta con smalto in questo modo:
L'asta della penna a sfera si riscalda (un po '!) Sopra la fiamma dell'accendino, ruotando uniformemente ed estraendosi uniformemente. Successivamente, l'estremità sottile viene tagliata con una lama. Pertanto, si ottiene un tubo conico con un'uscita molto piccola.Può essere inserito all'interno di una siringa con un volume di 1,5 cm cubici e, avendo precedentemente digitato un normale smalto per unghie, traccia le tracce dei conduttori stampati sul circuito stampato.
Dopo l'essiccazione, la tavola viene abbassata nella soluzione di decapaggio. Può essere una miscela di solfato di rame con sale 1: 3 e acqua. La soluzione viene preparata il più concentrato possibile, ad esempio è necessario il riscaldamento sopra la fiamma di una candela. Il processo è accelerato con agitazione costante. Il vetriolo blu è venduto in qualsiasi negozio agricolo.

Il microcontrollore è alimentato da uno stabilizzatore di tensione parametrico assemblato sugli elementi D1, R7, Q1.
Il valore del resistore viene selezionato in modo che il proprio consumo dello stabilizzatore sia il più basso possibile. Molto più basso del cosiddetto "Krenki".
Tale soluzione schematica ha ridotto il consumo a 0,3 mA.
Questo è molto importante, poiché la durata del funzionamento del nostro design senza ricaricare le batterie dipende da questo.
Transistor Q1 - npn non è critico.
Tensione di stabilizzazione del diodo Zener 5.1 V. È possibile caricare dal cellulare. Risuonatore al quarzo - 32.768 kHz. Orologio al quarzo normale. Di orologi al quarzo. Come chiavi del circuito, vengono utilizzati MOSFET saldati dalla scheda di sistema del vecchio computer. LED SMD. Lattina di striscia LED.
Altoparlante - qualsiasi adatto per dimensioni. Puoi parlare da un telefono cellulare.

L'installazione del circuito dovrebbe iniziare con uno stabilizzatore di tensione, quindi misurare la tensione alla sua uscita (condensatori C2 e C3). Dovrebbe essere di 5 volt. Quindi puoi saldare il microcontrollore e tutto il resto.
Nel circuito, i pin non utilizzati e divorziati delle porte del microcontrollore PB0, PB1, PD6 possono essere utilizzati per collegare le periferiche.

L'algoritmo del programma del microcontrollore è costruito come segue.
Il controller è configurato per funzionare in modalità asincrona. Le interruzioni si verificano una volta al secondo, in questo momento il programma conta il tempo, lampeggia per un breve periodo con un LED (ogni 10 secondi) e passa immediatamente in modalità sospensione per risparmiare energia. Se il contatore delle ore diventa uguale a zero (immediatamente dopo il reset tramite il pulsante o dopo 24 ore), l'alimentazione del controller viene misurata quattro volte e confrontata con la sorgente di riferimento della tensione interna. Se la tensione è inferiore a quella consentita, il circuito emette segnali sonori periodici che avvisano di una batteria scarica, dopo quindici segnali il controller è impostato sulla modalità di spegnimento e passa alla modalità di sospensione fino alla successiva ricarica delle batterie.
Se la tensione supera il valore di soglia, viene emesso un segnale acustico e il LED si accende. Successivamente, viene impostata la posizione iniziale del rotore del motore e gli impulsi a breve termine vengono applicati in sequenza agli avvolgimenti del motore. La durata degli impulsi e le pause tra la loro successione vengono gradualmente ridotte, quindi una serie di rivoluzioni del motore e un'ulteriore rotazione costante della lama, fornendo così una porzione esatta di irrigazione. Il LED lampeggia in modo sincrono.
Al termine dell'irrigazione, il circuito passa nuovamente in modalità standby per il conteggio del tempo. In questa modalità, si trova per la maggior parte del tempo, ciò garantisce un'elevata efficienza del consumo di energia (circa 0,3 mA).
Durante il programma principale, il controller viene sincronizzato dall'oscillatore interno con una frequenza di 8 MHz e in modalità di sospensione: il quarzo di clock esterno consente di calcolare con precisione il tempo.

Brevi lampeggi del LED ogni 10 secondi segnalano il funzionamento del dispositivo. Dall'inizio dell'azzeramento dei secondi, lampeggerà 30 minuti, quindi i lampeggi si fermeranno per 12 ore e riprenderanno dopo altre 12 ore. Pertanto, se si imposta l'irrigazione alle 00:00, lo sfarfallio non si verificherà di notte, ma solo dalle 12:00 del pomeriggio.



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