Automatisch plantenbewateringsapparaat

Ieder van ons is al lang gewend aan het gebruik van allerlei gadgets die het leven gemakkelijker maken: mobiele telefoons, allerlei smartphones en tablets, enz... In dit artikel zullen we uw gebruikelijke gieter vervangen door een technologisch apparaat voor het water geven van bloemen , die voor je favoriete kamerplant zorgt, zelfs als je op vakantie bent geweest.

Het apparaat is samengesteld op basis van een betaalbare ATMEGA 8 L-microcontroller in een goedkoop TQFP32-pakket en een motor van een computerharde schijf (HDD), die van een oude computerharde schijf kan worden gehaald. Het diagram bevat een minimaal aantal onderdelen en kan worden aangevuld met willekeurige functionaliteit. Hij wordt aangedreven door twee 18650 Li-ion-batterijen met een spanning van 3,7 volt, in serie geschakeld.
Het water geven wordt elke 24 uur in vaste porties uitgevoerd.
De enige knop is een werktest; na het indrukken worden de volgende bewateringen precies tegelijkertijd uitgevoerd, tot op de seconde nauwkeurig. (Ik heb hem net op vakantie aangezet, geen instellingen, dus hij kan als cadeau worden aangeboden, zonder onnodige instructies).

Ontwerpkenmerken:

• Werkt op batterijen gedurende meerdere maanden (laag stroomverbruik);
  
• zeer nauwkeurige gietdoseringen en precieze tijdsintervallen tussen de gietbeurten;
  
• niet-kriticiteit van het circuit voor details en hun beschikbaarheid;
  
• de afwezigheid van bewegende delen onder spanning in de motor, en als gevolg daarvan - duurzaamheid en betrouwbaarheid bij het werken in water;
  
• zeer laag geluidsniveau als de motor draait;
  
• vereist geen instellingen (eenmaal per dag water geven) met geluids- en lichtbegeleiding;
  
• bescherming tegen diepe ontlading van de batterij met hoorbare waarschuwing over de noodzaak om op te laden;
  
• Automatische uitschakeling van de lichtindicatie 's nachts.

Het ontwerp bestaat uit een pomp (pomp) ondergedompeld in een vaas met een buis voor bewatering en een kleine elektronica-eenheid gemonteerd op dezelfde vaas met water.

Laten we dus eerst beginnen met het maken van de pomp.

We hebben een CD nodig, een plastic melkfles van 1,5 liter (met een wijde hals, interne diameter 33 mm), superlijm, een vieraderige draad (ik heb een beschadigde draad genomen bij het opladen van een iPhone), drie schroeven, ringen en drie moeren en een stuk flexibele buis.
We snijden de hals van de fles af met een ijzerzaag precies langs de rand van de "rok" en egaliseren de resulterende snede met schuurpapier, een vijl of een blok.

Op deze manier bereiden we de zogenaamde werkkamer van de pomp voor.

Vervolgens hebben we een CD-schijf nodig, het interne gat is precies even groot als de motor, we zullen een waaier van de schijf maken.
De schijf kan gemakkelijk met een schaar worden afgesneden en het is goed als deze lichtjes wordt verwarmd in heet water om barsten van de snijrand te voorkomen.
We nemen het afgezaagde deel uit de fles - onze werkkamer - en brengen dit precies op het midden van de schijf aan met het deel waar de schroefdop zat.Teken een cirkel met een stift en knip deze uit met een gewone schaar. De resulterende schijf zal niet perfect glad zijn, maar kan worden gecorrigeerd met schuurpapier, het belangrijkste is dat de schijf met een minimale opening in de werkkamer past.
Het bleek een ring van de toekomstige waaier te zijn.

Nu moeten we de bladen voor de "propeller" maken. Hiervoor heb je een halve schijf nodig. Teken met een stift een strook van 7 mm breed en knip deze af met een schaar.

Wij schuren en egaliseren het.

Snijd vervolgens in zes gelijke delen van elk 13 mm en buig ze met een tang aan beide kanten

De verdere procedure vereist maximale zorg: u moet de messen één voor één op gelijke afstand met superlijm lijmen.
Houd er rekening mee dat de bladen zo gebogen zijn dat ze geen water in de kameropening harken, maar integendeel vanuit het midden naar het gat aan de rand lijken te gooien. De motor draait alleen tegen de klok in. Je kunt het lichtjes fixeren met een druppel, egaliseren met een pincet en na een beetje drogen lijm toevoegen aan de ontbrekende delen.

Probeer giftige dampen van tweede lijm te vermijden. Daarna kun je het drogen en vernissen. Ik had alleen nagellak bij de hand, die behoorlijk duurzaam is.

Dan heb je een stuk flexibele slang nodig, ik heb bijvoorbeeld een stuk van een bouwvloeistofniveau gehaald.
Een gelijkmatig gat boren in het schroefdraadoppervlak van de hals is niet zo eenvoudig, ik moest eerst oefenen op een paar flessen, uiteindelijk heb ik het gelijkmatig gesmolten met een soldeerbout en van binnenuit glad schoongemaakt zodat het mes het deed de onregelmatigheden niet aanraken.
We steken een stuk slang dat onder een kleine hoek met kracht is afgesneden in het nekgat en fixeren het met transparante momentlijm. De buis- en kameropening moeten een voldoende diameter hebben, ongeveer 8 mm.Het is raadzaam om de buis niet in een rechte hoek ten opzichte van het lichaam te plaatsen, maar rekening te houden met het feit dat de stroom tegen de klok in zal draaien.


Het is niet aan te raden om superlijm te gebruiken om de tube te bevestigen, omdat... Wanneer het droogt, beschadigt het het oppervlak van het plastic aanzienlijk en wordt het lichaam troebel, waardoor de transparantie verloren gaat. Een transparante kit of lijm op gelbasis werkt hier prima.
Nu hoeft u alleen nog maar de pomp in elkaar te zetten, de kamer aan de motor te bevestigen, deze te centreren om de vrije rotatie van de bladen binnenin te garanderen, hem vast te zetten met schroeven, de scheuren af ​​te dichten met transparant afdichtmiddel en een transparant deksel met een gat van 14 mm erin te lijmen het midden bovenaan.

Laat me je eraan herinneren dat de waaier strikt tegen de klok in zal draaien, dit is belangrijk. Soldeer vervolgens de vieraderige draad aan de motor en bedek het soldeersel met vernis, soldeer de blauwe smd Lichtgevende diode naar een van de wikkelingen (via een weerstand van 1 kOhm), de anode naar de gemeenschappelijke. Nu flikkert het tijdens het werken onder water.
Een paar woorden over harde-schijfmotoren.
Sommige typen van dergelijke motoren blijven, wanneer ze de rotor met de hand draaien, merkbaar in de ene richting draaien met beter glijden dan in de andere. Dat wil zeggen: als u met de klok mee probeert te draaien, stopt de rotor vrijwel onmiddellijk. Dergelijke apparaten hebben een ander lagerontwerp en deze motoren zijn waarschijnlijk beter geschikt voor onze doeleinden. Hoewel beide soorten al heel lang in het water werken en het uitstekend doen.
Zo worden de wikkelingen gecontroleerd. De motor moet vier contacten hebben. We moeten een van de extreme contacten vinden, namelijk het middelpunt. Deze pin wordt verbonden met de positieve stroom, de rest in volgorde - eerste, tweede, derde - wordt verbonden met mosfets. Met behulp van een tester meten we de weerstand tussen alle aangrenzende contacten.Eén van de buitenste contacten zal minder weerstand vertonen.
Dit is algemeen, het bevindt zich op de positieve bus. Het is zeer aan te raden om de draad op het motorhuis vast te zetten; hiervoor kunt u enkele millimeters gaatjes boren en deze kabel met een koperen clip aandrukken. Als de pomp klaar is, wordt op het mondstuk een gebogen slang met een binnendiameter van minimaal 8 mm geplaatst. en 20 cm lang waardoor water wordt gegeven. Nu kunt u een printplaat maken en het apparaat solderen.
Het bord is gemaakt van enkelzijdig glasvezel volgens de LUT-methode.
Houd er rekening mee dat de afbeelding van het spoor en de lay-out van de printplaat niet is gespiegeld om het gemakkelijker te maken om tijdens de installatie te controleren. Wanneer u de LUT afdrukt, moet u deze in spiegelbeeld zetten of het SprintLayout-bestand in het archief gebruiken.

Het bord kan ook op deze manier met nagellak worden geverfd:
De staaf van de balpen warmt (een beetje!) op boven de vlam van de aansteker, waardoor deze gelijkmatig draait en gelijkmatig naar buiten wordt getrokken. Vervolgens wordt het dunne uiteinde afgesneden met een mes. Hierdoor ontstaat een conische buis met een zeer kleine uitlaatopening. Het kan in een injectiespuit van 1,5 cc worden geplaatst en met gewone nagellak kunt u sporen van gedrukte geleiders op het bord tekenen.
Na het drogen wordt de plaat in de etsoplossing gedompeld. Dit kan een mengsel zijn van kopersulfaat met zout 1:3 en water. De oplossing wordt zo geconcentreerd mogelijk bereid, waarbij verwarming bijvoorbeeld boven een kaarsvlam nodig is. Het proces wordt versneld onder voortdurend roeren. Kopersulfaat wordt in elke landbouwwinkel verkocht.

De microcontroller wordt gevoed met behulp van een parametrische spanningsstabilisator die is gemonteerd op de elementen D1, R7, Q1.
De weerstandswaarde is zo gekozen dat het eigen verbruik van de stabilisator zo laag mogelijk is. Veel lager dan de zogenaamde “Krenka”.
Deze schematische oplossing maakte het mogelijk het verbruik terug te brengen tot 0,3 mA.
Dit is erg belangrijk, omdat de werkingsduur van ons ontwerp zonder het opladen van de batterijen ervan afhangt.
Transistor Q1 - npn is niet kritisch.
Zenerdiode voor stabilisatiespanning 5,1 V. Je kunt hem gebruiken via een oplader voor een mobiele telefoon. Kwartsresonator - 32,768 kHz. Normaal horloge quartz. Van quartzhorloges. MOSFET's die zijn gesoldeerd vanaf het moederbord van een oude computer worden gebruikt als sleutels in het circuit. Lichtgevende diode SMD. Kan worden gemaakt van LED-strips.
Luidspreker - elk geschikt formaat. U kunt een luidspreker van een mobiele telefoon gebruiken.

De installatie van het circuit moet beginnen met een spanningsstabilisator en vervolgens de spanning aan de uitgang meten (condensatoren C2 en C3). Het zou 5 Volt moeten zijn. Vervolgens kunt u de microcontroller en al het andere erin solderen.
In het circuit kunnen de ongebruikte en bedrade pinnen van de microcontrollerpoorten PB0, PB1, PD6 worden gebruikt om randapparatuur aan te sluiten.

Het programma-algoritme van de microcontroller is als volgt opgebouwd.
De controller is geconfigureerd om in asynchrone modus te werken. Onderbrekingen vinden één keer per seconde plaats, waarna het programma de tijd berekent, de LED kort laat knipperen (elke 10 seconden) en onmiddellijk in de slaapmodus gaat om stroomverbruik te besparen. Als de urenteller naar nul gaat (onmiddellijk na een resetknop of na 24 uur), wordt de voedingsspanning van de controller vier keer gemeten en vergeleken met de interne referentiespanning.Als de spanning onder het toegestane niveau ligt, zendt het circuit periodieke geluidssignalen uit die aangeven dat de batterij bijna leeg is; na vijftien signalen wordt de controller in de uitschakelmodus gezet en gaat hij in de slaapmodus totdat de batterijen weer zijn opgeladen.
Als de spanning boven de drempelwaarde komt, klinkt er een geluidssignaal en licht op. Lichtgevende diode. Vervolgens wordt de uitgangspositie van de motorrotor ingesteld en worden achtereenvolgens korte-termijnpulsen op de motorwikkelingen toegepast. De duur van de pulsen en de pauzes daartussen nemen geleidelijk af, waardoor het motortoerental toeneemt en het mes verder constant ronddraait, waardoor een nauwkeurige portie water wordt gegarandeerd. Lichtgevende diode tegelijkertijd knippert het synchroon.
Aan het einde van de bewatering gaat het circuit opnieuw in de stand-bymodus om de tijd te berekenen. Het bevindt zich meestal in deze modus, waardoor een hoge energie-efficiëntie wordt bereikt (ongeveer 0,3 mA).
Terwijl het hoofdprogramma draait, wordt de controller geklokt door een interne oscillator met een frequentie van 8 MHz, en in de slaapmodus kunt u met een externe klokkwarts nauwkeurig de tijd aflezen.

Korte uitbraken LED elke 10 seconden signaleren ze de werking van het apparaat. Vanaf het begin van het resetten van de seconden knippert het lampje gedurende 30 minuten, stopt vervolgens met knipperen gedurende 12 uur en wordt na nog eens 12 uur hervat. Als u de watergift dus op 00 uur instelt, zal het flikkeren niet 's nachts optreden, maar pas vanaf 12.00 uur in de middag.



Archief met materialen voor het artikel. Alleen beschikbaar om te downloaden voor geregistreerde gebruikers.




Video van het apparaat dat werkt: