Làm thế nào để tạo ra hệ thống tưới tiêu cho nhà máy tự trị?

Trong vài năm qua, công nghệ đã tiến bộ với tốc độ hợp lý trong lĩnh vực Thủy lợi. Hệ thống tưới được định nghĩa là hệ thống cho phép nước nhỏ giọt từ từ lên rễ cây thông qua van điện từ. Hệ thống tưới có sẵn trên thị trường đắt tiền cho một diện tích nhỏ. Mọi người đi du lịch, và đôi khi họ đi công tác, do đó, cây trồng bị ảnh hưởng nặng nề. Thực vật cần khoảng 15 khoáng chất khác nhau trong đất để phát triển thích hợp. Trong số các khoáng chất đó, những khoáng chất phổ biến là kali, magie, canxi, ... Nếu chúng ta thiết kế hệ thống tưới tự động tại nhà thì sẽ không cần theo dõi cây trồng và chúng cũng sẽ phát triển khỏe mạnh, một phương pháp được đề xuất dưới đây để chi phí thấp và hệ thống tưới hiệu quả tại nhà bằng cách sử dụng một số thành phần điện tử cơ bản.

Làm thế nào để sử dụng bộ hẹn giờ 555 trong thiết kế mạch?

Bây giờ, khi chúng ta có ý tưởng cơ bản về dự án của mình, hãy chuyển sang thu thập các thành phần, thiết kế mạch trên phần mềm để thử nghiệm và cuối cùng lắp ráp nó trên phần cứng. Chúng tôi sẽ tạo mạch này trên bảng mạch PCB và sau đó đặt nó trong vườn hoặc bất kỳ nơi nào thích hợp có cây trồng.

Bước 1: Các thành phần được sử dụng

Bước 2: Các thành phần cần thiết (Phần mềm)

Sau khi tải xuống Proteus 8 Professional, hãy thiết kế mạch trên đó. Tôi đã bao gồm các mô phỏng phần mềm ở đây để có thể thuận tiện cho những người mới bắt đầu thiết kế mạch và tạo các kết nối thích hợp trên phần cứng.

Bước 3: Nghiên cứu các thành phần

Bây giờ chúng ta đã lập danh sách tất cả các thành phần mà chúng ta sẽ sử dụng trong dự án này. Hãy để chúng tôi tiến thêm một bước và đi qua một nghiên cứu ngắn gọn về tất cả các thành phần phần cứng chính.

Biến tần HEX IC-7404: IC này hoạt động kỳ lạ. Nó cung cấp đầu ra ngược lại / bổ sung cho một đầu vào nhất định hoặc theo thuật ngữ giáo dân, chúng ta có thể nói rằng nếu Điện áp ở phía đầu vào là THẤP, điện áp ở phía đầu ra sẽ là CAO.IC này bao gồm sáu biến tần độc lập và điện áp hoạt động của IC này nằm trong khoảng 4V-5V. Điện áp tối đa mà vi mạch này có thể chịu được là 5,5V. IC biến tần này là xương sống của một số dự án điện tử. Bộ ghép kênh và máy trạng thái có thể sử dụng IC này. Cấu hình chân của biến tần được thể hiện trong sơ đồ dưới đây:

IC hẹn giờ 555: IC này có nhiều ứng dụng như cung cấp độ trễ thời gian, làm bộ dao động, v.v ... Có ba cấu hình chính của IC hẹn giờ 555. Multivibrator linh hoạt, multivibrator monostable và multivibrator có thể bistable. Trong dự án này, chúng tôi sẽ sử dụng nó như một Đáng kinh ngạc multivibrator. Ở chế độ này, IC hoạt động như một bộ dao động tạo ra một xung vuông. Tần số của mạch có thể được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh mạch. tức là bằng cách thay đổi các giá trị của tụ điện và điện trở được sử dụng trong mạch. IC sẽ tạo ra một tần số khi một xung vuông cao được áp dụng cho CÀI LẠI ghim.

Van điện từ:Van điện được sử dụng để trộn dòng khí hoặc nước trong đường ống. Nó hoạt động theo mạch điện mà nó được gắn vào. Van này có hai cổng được đặt tên là đầu vào và đầu ra và hai vị trí đóng mở.

Bước 4: Sơ đồ khối

Sơ đồ khối cần được kiểm tra trước khi hiểu nguyên lý hoạt động:

Bước 5: Tìm hiểu nguyên tắc làm việc

Mạch rất dễ hiểu. Mối quan tâm chính của chúng tôi là đất của cây trồng vì khi đất khô nó có sức đề kháng cao và khi ướt nó có sức đề kháng thấp. Chúng tôi sẽ chèn hai dây dẫn trong đất sẽ chịu trách nhiệm kích hoạt mạch điện. Những dây này sẽ dẫn điện khi đất ướt và chúng sẽ không dẫn điện khi đất khô. Độ dẫn điện sẽ được phát hiện bởi bộ biến tần HEX, nó sẽ hiển thị trạng thái là cao khi đầu vào thấp và ngược lại. Khi trạng thái của biến tần HEX cao, 555 bộ đếm thời gian được kết nối ở bên trái trong mạch sẽ được kích hoạt và 555 IC hẹn giờ được kết nối với đầu ra của ic đầu tiên trong mạch cũng sẽ được kích hoạt. Cực dương của van được kết nối với chân đầu ra của ic hẹn giờ 555 và khi ic đó đã kích hoạt, mạch sẽ được kích hoạt và van điện được chuyển TRÊN.Kết quả là, nước bắt đầu chảy qua đường ống trong đất. Khi đất được tưới nước, điện trở bắt đầu giảm và các đầu dò chịu trách nhiệm dẫn điện sẽ làm cho đầu ra của biến tần HEX thấp do đó trạng thái của bộ định thời 555 thay đổi từ CAO thành THẤP, do đó quá trình dẫn điện kết thúc và mạch điện đã TẮT.

Bước 6: Làm việc của mạch

Các dây dẫn cắm vào đất sẽ chỉ dẫn điện khi đất khô và chúng sẽ ngừng dẫn điện khi đất ẩm ướt. Nguồn điện của đoạn mạch là pin 9V. Tại thời điểm đất khô, nó sẽ gây ra sụt áp rất lớn vì điện trở cao. Điều này được phát hiện bởi biến tần 7404 hex và tạo ra bộ kích hoạt đồng hồ NE555 đầu tiên đang hoạt động như một bộ điều khiển đa nhịp đơn ổn với sự hỗ trợ của tín hiệu điện. Có hai IC hẹn giờ 555 được lắp trong mạch. Đầu ra của một IC là đầu vào của IC khác, do đó khi cái đầu tiên nằm ở bên trái được kích hoạt, cái thứ hai cũng sẽ được kích hoạt và rơle được kết nối với IC thứ hai sẽ chịu trách nhiệm quay. TRÊNrơ le 6V. Rơ le được kết nối với van điện thông qua một bóng bán dẫn SK100. Ngay sau khi rơle được BẬT, nước bắt đầu chảy qua đường ống và khi nước tiếp tục di chuyển bên trong đất, điện trở của nó sẽ giảm xuống và sau đó biến tần sẽ ngừng kích hoạt IC hẹn giờ 555 dẫn đến ngắt mạch.

Bước 7: Mô phỏng mạch

Trước khi tạo mạch, tốt hơn là nên mô phỏng và kiểm tra tất cả các kết quả đọc trên một phần mềm. Phần mềm chúng tôi sẽ sử dụng là Proteus Design Suite. Proteus là một phần mềm mô phỏng các mạch điện tử:

1. Sau khi bạn tải xuống và cài đặt phần mềm Proteus, hãy mở nó. Mở một giản đồ mới bằng cách nhấp vào ISISbiểu tượng trên menu.
2. Khi giản đồ mới xuất hiện, hãy nhấp vào Pbiểu tượng trên menu bên. Thao tác này sẽ mở ra một hộp trong đó bạn có thể chọn tất cả các thành phần sẽ được sử dụng.
3. Bây giờ gõ tên của các thành phần sẽ được sử dụng để tạo mạch. Thành phần sẽ xuất hiện trong danh sách ở phía bên phải.
4. Theo cách tương tự, như trên, hãy tìm kiếm tất cả các thành phần. Chúng sẽ xuất hiện trong Thiết bị Danh sách.

Bước 8: Sơ đồ mạch

Sau khi lắp ráp các thành phần và đấu dây chúng, sơ đồ mạch được hiển thị như dưới đây:

Bước 9: Tạo bố cục PCB

Vì chúng ta sẽ tạo mạch phần cứng trên PCB, nên trước tiên chúng ta cần tạo bố cục PCB cho mạch này.

1. Để tạo bố cục PCB trên Proteus, trước tiên chúng ta cần gán các gói PCB cho mọi thành phần trên giản đồ. để gán gói, nhấp chuột phải vào thành phần bạn muốn gán gói và chọn Dụng cụ đóng gói.
2. Nhấp vào tùy chọn ARIES trên menu trên cùng để mở sơ đồ PCB.
3. Từ Danh sách Thành phần, Đặt tất cả các thành phần trên màn hình theo thiết kế mà bạn muốn mạch của mình trông giống như vậy.
4. Nhấp vào chế độ theo dõi và kết nối tất cả các chân mà phần mềm đang yêu cầu bạn kết nối bằng cách trỏ một mũi tên.

Bước 10: Lắp ráp phần cứng

Như chúng ta đã mô phỏng mạch trên phần mềm và nó hoạt động hoàn toàn tốt. Bây giờ chúng ta hãy tiếp tục và đặt các thành phần trên PCB. PCB là một bảng mạch in. Nó là một bảng được phủ hoàn toàn bằng đồng ở một mặt và cách điện hoàn toàn với mặt còn lại. Tạo mạch trên PCB tương đối là một quá trình dài. Sau khi mạch được mô phỏng trên phần mềm và bố cục PCB của nó được tạo, bố cục mạch được in trên giấy bơ. Trước khi đặt giấy bơ lên ​​bảng PCB, hãy sử dụng dụng cụ cạo PCB để chà lên bảng sao cho lớp đồng trên bảng được giảm bớt từ phía trên của bảng.

Sau đó, giấy bơ được đặt trên bảng PCB và ủi cho đến khi mạch được in trên bảng (Mất khoảng năm phút).

Bây giờ, khi mạch in trên bảng, nó được nhúng vào FeCl₃ dung dịch nước nóng để loại bỏ đồng thừa ra khỏi bo mạch, chỉ còn lại đồng dưới mạch in.

Sau đó, chà bo mạch PCB bằng máy cạo để hệ thống dây điện sẽ nổi bật. Bây giờ hãy khoan các lỗ ở những nơi tương ứng và đặt các linh kiện lên bảng mạch.

Hàn các thành phần trên bo mạch. Cuối cùng, kiểm tra tính liên tục của mạch và nếu sự gián đoạn xảy ra ở bất kỳ vị trí nào, hãy khử hàn các linh kiện và kết nối chúng lại. Bôi súng bắn keo nóng lên các đầu cực của mạch điện để pin có thể không bị tách ra nếu có bất kỳ áp lực nào tác động vào.

Bước 11: Kiểm tra mạch

Bây giờ, phần cứng của chúng tôi đã hoàn toàn sẵn sàng. Lắp đặt phần cứng ở một nơi thích hợp trong vườn và nếu nơi đó thoáng, cách điện để mạch điện không bị tắt do mưa, v.v. Nếu cây khô, mạch sẽ tự động BẬT và bắt đầu tưới cây. Đó là nó! Giờ đây, bạn không cần phải tưới cây theo cách thủ công mỗi sáng nữa, bất cứ khi nào cây khô chúng sẽ được tưới tự động.

Các ứng dụng

1. Nó có thể được lắp đặt trong các khu vườn để sử dụng trong gia đình.
2. Nó cũng có thể được sử dụng cho mục đích thương mại. Ví dụ. Trong công viên, nơi có nhiều thực vật.
3. Nó có thể được cài đặt trong các vườn ươm thực vật.