Steuerung der Gewächshausbewässerung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Die relative Luftfeuchtigkeit im Gewächshaus wird über einen darin installierten Sensor gesteuert, anhand dessen Messwerte der Wasserversorgungsantrieb (Pumpe oder Magnetventil) ein- und ausgeschaltet wird. Feuchtigkeitssensoren sind je nach Funktionsprinzip kapazitiv und ohmsch. Erstere haben eine nahezu lineare Beziehung zwischen Feuchtigkeit und Kapazität und sind genauer. Letztere zeichnen sich durch eine logarithmische Abhängigkeit des elektrischen Widerstands von der Luftfeuchtigkeit aus.

Wenn die relative Luftfeuchtigkeit in einem weiten Bereich von 0 bis 100 % schwankt, ist die Messung mit einem kapazitiven Sensor vorzuziehen. Sein empfindliches Element ist eine mehrschichtige Struktur, die aus flachen Platinplatten und einem duroplastischen Polymer besteht, das den Raum dazwischen füllt [1, 2].

Fig. 1

Für den Einsatz im Gerät wurde ein 808H5V6-Sensor [3] mit einem Umrechnungsfaktor von etwa 30 mV pro Prozent relativer Luftfeuchtigkeit ausgewählt. Eine typische Abhängigkeit der Ausgangsspannung (zwischen Pin 2 und 1 des Sensors) von der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft bei einer Versorgungsspannung von 3,3 V (zwischen Pin 3 und 1) ist in Abb. dargestellt. 1 blaue Linie. An derselben Stelle zeigt eine dünne rote Linie zum Vergleich einen idealen direkt proportionalen Zusammenhang.

Reis. 2 (zum Vergrößern anklicken)

Das Schema der automatischen Bewässerungssteuerung ist in Abb. dargestellt. 2. Die Ausgangsspannung des Feuchtigkeitssensors B1 wird dem Eingang der Mikroschaltung K1003PP1 (DA3) zugeführt, deren Beschreibung in [4] zu finden ist. Es handelt sich um einen einfachen Analog-Digital-Wandler, der einen Widerstandsteiler der Referenzspannung (Potenzialdifferenz zwischen den UH- und UL-Eingängen) in 12 gleiche Teile und 12 Komparatoren enthält, die die am IN-Eingang angelegte Spannung mit dem entsprechenden Anteil der Spannung vergleichen Referenz Spannung. Die Anzahl der ausgelösten Komparatoren und Ausgänge der Mikroschaltung, die auf einen niedrigen Spannungspegel eingestellt sind, erhöht sich sequentiell, wenn sich die Eingangsspannung von der unteren Grenze UL zur oberen Grenze Un ändert.

Die Ausgänge des DA3-Chips sind nach dem Open-Collector-Schaltkreis ausgeführt und für den Anschluss von LEDs ausgelegt, die eine lineare Spannungsskala bilden. In der beschriebenen Ausführung steuern diese Ausgänge, vereint durch eine Kette von normalerweise geschlossenen Schaltern SA2-SA12, die in Reihe zu einem „Montage“-Logikelement OR geschaltet sind, einen leistungsstarken Triac VS1 über den Triac-Optokoppler U1.

Die Untergrenze der Eingangsspannung des DA3-Mikroschaltkreises (0 V) wird durch Verbinden seines UL-Eingangs mit einem gemeinsamen Draht eingestellt, und die Obergrenze (3 V) ist sein UH-Eingang über einen Widerstandsspannungsteiler R1R2 mit dem Ausgang des DA2-Mikroschaltung, die die Versorgungsspannung des B1-Sensors (3,3 V) stabilisiert. Gemäß der Grafik in Abb. 1 entspricht dies dem vom Sensor gemessenen Intervall der relativen Luftfeuchtigkeit 0...100 %.

Das Niveau, bei dem sich die relative Luftfeuchtigkeit stabilisiert, wird mit den Schaltern SA2-SA11 eingestellt. Wenn beispielsweise der Schalter SA7 geöffnet und die anderen geschlossen sind, schaltet sich das Gewächshausbewässerungssystem aus, wenn es etwa 56 % relative Luftfeuchtigkeit erreicht, und schaltet sich ein, wenn die Luftfeuchtigkeit unter den angegebenen Wert fällt. Die Leistung des Triac VS1 muss ausreichen, um die Pumpe oder das Magnetventil des Bewässerungssystems zu steuern.

Der DA1-Chip ist ein standardmäßiger linearer Spannungsregler. Es dient dazu, das gesamte Gerät mit einer Spannung von 12 V zu versorgen.

Nach dem Zusammenbau des Gerätes muss zunächst der Sensor B1 überprüft werden, indem man ihn in eine Umgebung mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von etwa 100 % bringt, beispielsweise indem man ihn in ein feuchtes Tuch einwickelt. Die Ausgangsspannung des Sensors sollte unter diesen Bedingungen etwa 3 V betragen. Durch Auswahl des Widerstands R1 wird dann genau die gleiche Spannung an Pin 3 (Eingang UH) des DA3-Chips eingestellt. Damit ist die Einrichtung abgeschlossen.

Literatur

1. Berliner M. A. Feuchtigkeitsmessungen. - M.: Energie, 1973.
2. Vigleb G. Sensoren: Per. mit ihm. -M.: Mir, 1989.
3. 808H5V6 Feuchtigkeitstransmitter. - sensorelement.com/humidity/808H5V6.pdf
4. Novachenko IV et al. Mikroschaltungen für Haushaltsfunkgeräte. Verzeichnis. - M.: Radio und Kommunikation, 1989.

Autor: A. Kornew

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