Устройство за автоматично поливане на растения

Всеки от нас отдавна е свикнал да използва всякакви джаджи, които улесняват живота: мобилни телефони, всякакви смарт телефони и таблети и др... В тази статия ще заменим обичайната ви лейка с технологично устройство за поливане на цветя , който ще се погрижи за любимото ви стайно растение дори и да сте заминали на почивка.

Устройството е сглобено на базата на достъпен микроконтролер ATMEGA 8 L в евтин пакет TQFP32 и двигател от компютърен твърд диск (HDD), който може да бъде взет от стар компютърен твърд диск. Диаграмата съдържа минимален брой части и може да бъде допълнена с произволна функционалност. Захранва се от две последователно свързани литиево-йонни батерии 18650 с напрежение 3,7 волта.
Поливането се извършва на определени порции на всеки 24 часа.
Единственият бутон е тест за работа, след натискането му следващите поливки ще се извършват точно по едно и също време с точност до секундата. (включих го само на почивка, без настройки, така че може да се предложи като подарък, без излишни инструкции).

Характеристики на дизайна:

• Работа на батерия за няколко месеца (ниска консумация на енергия);
  
• много точни поливки и точни времеви интервали между поливанията;
  
• некритичност на веригата към детайлите и тяхната наличност;
  
• липсата на движещи се части под напрежение в двигателя и в резултат на това - издръжливост и надеждност при работа във вода;
  
• много ниско ниво на шум при работещ двигател;
  
• не изисква никакви настройки (поливане веднъж на ден) със звуков и светлинен съпровод;
  
• защита срещу дълбоко разреждане на батерията със звуково предупреждение за необходимост от зареждане;
  
• Автоматично изключване на светлинната индикация през нощта.

Дизайнът се състои от помпа, потопена във ваза с тръба за поливане и малък електронен модул, монтиран на същата ваза с вода.

Така че, първо, нека започнем да правим помпата.

Ще ни трябва CD, пластмасова бутилка за мляко от 1,5 литра (с широко гърло, вътрешен диаметър 33 мм), супер лепило, четирижилен проводник (взех повреден проводник от зареждането на iPhone), три винта, шайби и три гайки и парче гъвкава тръба.
Отрязваме гърлото на бутилката с ножовка точно по ръба на „полата“ и изравняваме получения срез с шкурка, файл или блок.

По този начин подготвяме така наречената работна камера на помпата.

След това се нуждаем от CD диск, вътрешният му отвор е точно със същия размер като двигателя, ще направим работно колело от диска.
Дискът се реже лесно с ножица, като е добре леко да се загрее в гореща вода, за да не се напука отрязаният ръб.
Взимаме отрязаната част от бутилката - нашата работна камера - и я нанасяме точно в центъра на диска с частта, където беше винтовата капачка.Начертайте кръг с маркер и го изрежете с обикновена ножица. Полученият диск няма да бъде идеално гладък, но може да бъде коригиран с шкурка, основното е, че дискът може да влезе в работната камера с минимална празнина.
Оказа се пръстен на бъдещото работно колело.

Сега трябва да направим лопатките за „витлото“. За да направите това, ще ви трябва половин диск. Начертайте лента с ширина 7 мм с маркер и я отрежете с ножица.

Шлайфаме и изравняваме.

След това нарежете на шест равни части от по 13 mm и ги огънете с клещи от двете страни

По-нататъшната процедура ще изисква максимално внимание, трябва да залепите остриетата едно по едно със супер лепило на еднакво разстояние.
Моля, обърнете внимание, че остриетата са извити, така че да не изхвърлят вода в отвора на камерата, а напротив, сякаш я изхвърлят от центъра към дупката на ръба. Моторът ще се върти само обратно на часовниковата стрелка. Можете леко да го фиксирате с капка, да го изравните с пинсети и след като изсъхне малко, добавете лепило към липсващите части.

Опитайте се да избегнете токсичните изпарения от второто лепило. След което можете да го изсушите и лакирате. Под ръка имах само лак за нокти, който е доста издръжлив.

След това ще ви трябва парче гъвкав маркуч, например взех парче от ниво на строителна течност.
Пробиването на равен отвор в резбовата повърхност на гърлото не е толкова лесно, първо трябваше да се упражнявам върху няколко бутилки, накрая го разтопих равномерно с поялник и го почистих гладко отвътре, така че острието да направи не пипайте нередностите.
Вкарваме парче маркуч, нарязано под лек ъгъл със сила в отвора на врата и го фиксираме с прозрачно лепило тип момент. Тръбата и отворът на камерата трябва да са с достатъчен диаметър, около 8 mm.Препоръчително е да поставите тръбата не под прав ъгъл спрямо тялото, но като вземете предвид факта, че потокът ще се върти обратно на часовниковата стрелка.


Не е препоръчително да използвате супер лепило за закрепване на тръбата, тъй като... Когато изсъхне, силно уврежда повърхността на пластмасата и тялото помътнява, губи прозрачност. Прозрачен уплътнител или лепило на основата на гел работи чудесно тук.
Сега всичко, което остава, е да сглобите помпата, да прикрепите камерата към двигателя, да я центрирате, за да осигурите свободно въртене на лопатките вътре, да я закрепите с винтове, да запечатате пукнатините с прозрачен уплътнител и да залепите прозрачен капак с 14 мм отвор средата отгоре.

Позволете ми да ви напомня, че работното колело ще се върти строго обратно на часовниковата стрелка, това е важно. След това запоете четирижилния проводник към двигателя и покрийте запояването с лак, запоете синия smd Светодиод към една от намотките (чрез резистор 1 kOhm), анода към общ. Сега, когато работи, трепти под вода.
Няколко думи за двигателите на твърдия диск.
Някои видове такива двигатели, когато въртят ротора на ръка, продължават да се въртят в една посока забележимо с по-добро плъзгане, отколкото в другата. Тоест, ако се опитате да завъртите по посока на часовниковата стрелка, роторът ще спре почти веднага. Такива устройства имат различен дизайн на лагерите и тези двигатели вероятно са по-подходящи за нашите цели. Въпреки че и двата вида работят във вода от дълго време и се справят страхотно.
Намотките се проверяват така. Моторът трябва да има четири контакта. Трябва да намерим един от крайните контакти, който е средната точка. Този щифт ще бъде свързан към положителното захранване, останалата част от него в ред - първи, втори, трети - ще бъде свързан към MOSFET. С помощта на тестер измерваме съпротивлението между всички съседни контакти.Един от външните контакти ще покаже по-малко съпротивление.
Това е общо, то е на положителната шина. Силно препоръчително е да фиксирате проводника върху корпуса на двигателя; за да направите това, можете да пробиете няколко милиметрови дупки и да натиснете този кабел с медна скоба. Когато помпата е готова, върху дюзата й се поставя извит маркуч с вътрешен диаметър минимум 8 мм. и дължина 20см, през които ще се извършва поливането. Сега можете да направите печатна платка и да запоите устройството.
Платката е изработена от едностранно фибростъкло по метода LUT.
Моля, обърнете внимание, че картината на трасето и оформлението на печатната платка не е огледално, за да се улесни проверката по време на инсталацията. Когато отпечатвате LUT, трябва да го превърнете в огледален вид или да използвате файла SprintLayout, намиращ се в архива.

Дъската може да се боядиса и с лак за нокти по следния начин:
Пръчката на химикалката се нагрява (малко!) върху пламъка на запалката, като я върти равномерно и я издърпва равномерно. След това тънкият край се отрязва с острие. Това произвежда конична тръба с много малък изходен отвор. Може да се постави в спринцовка от 1,5 кубика и с помощта на обикновен лак за нокти можете да нарисувате следи от печатни проводници върху дъската.
След изсъхване дъската се потапя в офортния разтвор. Това може да бъде смес от меден сулфат със сол 1:3 и вода. Разтворът се приготвя възможно най-концентриран.Необходимо е нагряване, например над пламъка на свещ. Процесът се ускорява с непрекъснато бъркане. Медният сулфат се продава във всеки селскостопански магазин.

Микроконтролерът се захранва с помощта на параметричен стабилизатор на напрежение, монтиран на елементи D1, R7, Q1.
Стойността на резистора е избрана по такъв начин, че собствената консумация на стабилизатора да е възможно най-ниска. Много по-ниска от така наречената „Кренка“.
Това схематично решение направи възможно намаляването на консумацията до 0,3 mA.
Това е много важно, тъй като от това зависи продължителността на работа на нашия дизайн без презареждане на батериите.
Транзисторът Q1 - npn не е критичен.
Ценер диод за стабилизиращо напрежение 5.1 V. Можете да го използвате от зарядно за мобилен телефон. Кварцов резонатор - 32.768 kHz. Обикновен кварцов часовник. От кварцови часовници. MOSFETs, запоени от дънната платка на стар компютър, се използват като ключове във веригата. Светодиод SMD. Може да се изработи от LED лента.
Високоговорител - всеки подходящ размер. Можете да използвате високоговорител от мобилен телефон.

Монтажът на веригата трябва да започне със стабилизатор на напрежението и след това да се измери напрежението на неговия изход (кондензатори C2 и C3). Трябва да е 5 волта. След това можете да запоите микроконтролера и всичко останало.
Във веригата неизползваните и кабелни изводи на портовете на микроконтролера PB0, PB1, PD6 могат да се използват за свързване на периферни устройства.

Програмният алгоритъм на микроконтролера е изграден по следния начин.
Контролерът е конфигуриран да работи в асинхронен режим. Прекъсванията се случват веднъж в секунда, като в този момент програмата изчислява времето, мига светодиода за кратко (на всеки 10 секунди) и веднага преминава в режим на заспиване, за да пести консумация на енергия. Ако броячът на часовете отиде до нула (веднага след бутон за нулиране или след 24 часа), захранващото напрежение на контролера се измерва четири пъти и се сравнява с вътрешното референтно напрежение.Ако напрежението е под допустимото ниво, веригата издава периодични звукови сигнали, показващи, че батерията е изтощена; след петнадесет сигнала контролерът се настройва на режим на изключване и преминава в режим на заспиване, докато батериите се заредят отново.
Ако напрежението е над праговата стойност, се чува звуков сигнал и светва. Светодиод. След това се задава първоначалното положение на ротора на двигателя и последователно се подават краткотрайни импулси към намотките на двигателя. Продължителността на импулсите и паузите между тях постепенно намаляват, като по този начин увеличават скоростта на двигателя и допълнително постоянно въртят ножа, като по този начин осигуряват точна порция поливане. Светодиод в същото време мига синхронно.
В края на поливането веригата отново преминава в режим на готовност, за да изчисли времето. Именно в този режим през повечето време се постига висока енергийна ефективност (около 0,3 mA).
Докато работи основната програма, контролерът се тактова от вътрешен осцилатор с честота 8 MHz, а в режим на заспиване външният кварцов часовник ви позволява да отчитате точно часа.

Кратки огнища LED на всеки 10 секунди сигнализират за работата на устройството. От началото на нулирането на секундите, той ще мига за 30 минути и след това ще спре да мига за 12 часа и ще се възобнови след още 12 часа. По този начин, ако зададете поливане в 00 часа, тогава трептенето няма да се появи през нощта, а само от 12 часа следобед.



Архив с материали за статията. Предлага се за изтегляне само от регистрирани потребители.




Видео на работата на устройството: