Automatisk plantevanningsenhet

Hver av oss har lenge vært vant til å bruke alle slags dingser som gjør livet enklere: mobiltelefoner, alle slags smarttelefoner og nettbrett osv... I denne artikkelen vil vi erstatte din vanlige vannkanne med en teknologisk enhet for vanning av blomster , som vil ta vare på din favoritt innendørs plante selv om du dro på ferie.

Enheten er satt sammen på grunnlag av en rimelig ATMEGA 8 L mikrokontroller i en billig TQFP32-pakke og en motor fra en datamaskinharddisk (HDD), som kan tas fra en gammel datamaskinharddisk. Diagrammet inneholder et minimum antall deler og kan suppleres med vilkårlig funksjonalitet. Den drives av to 18650 Li-ion-batterier med en spenning på 3,7 volt koblet i serie.
Vanning utføres i faste porsjoner hver 24. time.
Den eneste knappen er en arbeidstest; etter å ha trykket på den, vil påfølgende vanninger utføres nøyaktig på samme tid, nøyaktig til den andre. (Jeg har nettopp slått den på på ferie, ingen innstillinger, så den kan tilbys som gavealternativ, uten unødvendige instruksjoner).

Designfunksjoner:

• Batteridrift i flere måneder (lavt strømforbruk);
  
• svært presise vanningsdoser og presise tidsintervaller mellom vanningene;
  
• ikke-kritikk av kretsen til detaljer og deres tilgjengelighet;
  
• fraværet av bevegelige strømførende deler i motoren, og som et resultat - holdbarhet og pålitelighet når du arbeider i vann;
  
• svært lavt støynivå når motoren går;
  
• krever ingen innstillinger (vanning en gang om dagen) med lyd og lys akkompagnement;
  
• beskyttelse mot dyp batteriutladning med hørbar advarsel om behovet for å lade;
  
• Automatisk avstenging av lysindikasjon om natten.

Designet består av en pumpe (pumpe) nedsenket i en vase med et rør for vanning og en liten elektronikkenhet montert på samme vase med vann.

Så først, la oss begynne å lage pumpen.

Vi trenger en CD, en 1,5 liters melkeflaske i plast (med bred hals, innvendig diameter 33 mm), superlim, en firekjernet ledning (jeg tok en skadet ledning fra å lade en iPhone), tre skruer, skiver og tre muttere og et stykke fleksibelt rør.
Vi kutter av halsen på flasken med en baufil nøyaktig langs kanten av "skjørtet" og jevner det resulterende kuttet med sandpapir, en fil eller en blokk.

På denne måten forbereder vi det såkalte arbeidskammeret til pumpen.

Deretter trenger vi en CD-plate, dens indre hull er nøyaktig samme størrelse som motoren, vi vil lage en impeller fra disken.
Skiven kan enkelt klippes med saks, og det er fint om den varmes litt opp i varmt vann for å hindre sprekkdannelse i klippekanten.
Vi tar den avsagte delen fra flasken - arbeidskammeret vårt - og påfører den nøyaktig til midten av skiven med delen der skrukorken var.Tegn en sirkel med en markør og klipp den ut med vanlig saks. Den resulterende disken vil ikke være helt jevn, men den kan korrigeres med sandpapir, det viktigste er at disken kan passe inn i arbeidskammeret med et minimumsavstand.
Det viste seg å være en ring av fremtidens impeller.

Nå må vi lage bladene til "propellen". For å gjøre dette trenger du en halv disk. Tegn en 7 mm bred stripe med en tusj og klipp den av med en saks.

Vi sliper og jevner det.

Kutt deretter i seks like deler på 13 mm hver, og bøy dem med en tang på begge sider

Den videre prosedyren vil kreve maksimal forsiktighet; du må lime bladene en etter en med superlim på lik avstand.
Vær oppmerksom på at bladene er buede slik at de ikke raker vann inn i kammeråpningen, men tvert imot ser ut til å kaste det fra midten til hullet i kanten. Motoren vil kun rotere mot klokken. Du kan fikse det lett med en dråpe, jevne det ut med en pinsett og etter å ha tørket litt, tilsett lim til de manglende delene.

Prøv å unngå giftig røyk fra andre lim. Deretter kan du tørke det og lakke det. Jeg hadde bare neglelakk for hånden, som er ganske slitesterk.

Da trenger du et stykke fleksibel slange, for eksempel tok jeg et stykke fra et byggevæskenivå.
Å bore et jevnt hull i den gjengede overflaten av halsen er ikke så lett, jeg måtte først øve på et par flasker, til slutt smeltet jeg det jevnt med en loddebolt og rengjorde det jevnt fra innsiden slik at bladet gjorde det ikke røre uregelmessighetene.
Vi setter et stykke slange kuttet i en liten vinkel med kraft inn i nakkehullet og fester det med gjennomsiktig øyeblikkslim. Røret og kammeråpningen må ha tilstrekkelig diameter, ca. 8 mm.Det er tilrådelig å sette inn røret ikke i en rett vinkel til kroppen, men med tanke på det faktum at strømmen vil rotere mot klokken.


Det er ikke tilrådelig å bruke superlim for å feste røret, fordi... Når det tørker, skader det overflaten av plasten i stor grad og kroppen blir grumsete og mister gjennomsiktighet. Et gjennomsiktig fugemasse eller gelbasert lim fungerer utmerket her.
Nå gjenstår det bare å sette sammen pumpen, feste kammeret til motoren, sentrere det for å sikre fri rotasjon av bladene inni, feste det med skruer, tette sprekkene med gjennomsiktig tetningsmasse og lime et gjennomsiktig deksel med et 14 mm hull i midten på toppen.

La meg minne deg på at impelleren vil rotere strengt mot klokken, dette er viktig. Deretter lodder du firekjernetråden til motoren og dekker loddingen med lakk, lodd den blå smd Lysdiode til en av viklingene (gjennom en 1 kOhm motstand), anoden til fellesen. Nå, når du jobber, flimrer det under vann.
Noen få ord om harddiskmotorer.
Noen typer slike motorer fortsetter, når de roterer rotoren for hånd, å rotere i én retning merkbart med bedre glid enn i den andre. Det vil si at hvis du prøver å rotere med klokken, vil rotoren stoppe nesten umiddelbart. Slike enheter har en annen lagerdesign og disse motorene er nok bedre egnet for våre formål. Selv om begge typene har jobbet lenge i vann og har det bra.
Viklene kontrolleres slik. Motoren må ha fire kontakter. Vi må finne en av de ekstreme kontaktene som er midtpunktet. Denne pinnen vil bli koblet til den positive kraften, resten av den i rekkefølge - første, andre, tredje - vil bli koblet til mofets. Ved hjelp av en tester måler vi motstanden mellom alle tilstøtende kontakter.En av de ytre kontaktene vil vise mindre motstand.
Dette er generelt, det er på den positive bussen. Det er sterkt tilrådelig å feste ledningen på motorhuset; for å gjøre dette kan du bore et par millimeter hull og trykke på denne kabelen med en kobberklemme. Når pumpen er klar, plasseres en buet slange med en innvendig diameter på minst 8 mm på munnstykket. og 20 cm lang som vanning vil bli utført gjennom. Nå kan du lage et kretskort og lodde enheten.
Platen er laget av ensidig glassfiber etter LUT-metoden.
Vær oppmerksom på at bildet av sporet og layouten til kretskortet ikke er speilvendt for å gjøre det lettere å kontrollere under installasjonen. Når du skriver ut LUT, må du snu den speilvendt, eller bruke SprintLayout-filen som ligger i arkivet.

Platen kan også males med neglelakk på denne måten:
Stangen til kulepennen varmes opp (litt!) over flammen til lighteren, og snur den jevnt og trekker den jevnt ut. Deretter kuttes den tynne enden av med et blad. Dette gir et konisk rør med en veldig liten utløpsåpning. Den kan settes inn i en 1,5 cc sprøyte, og ved hjelp av vanlig neglelakk kan du tegne spor av trykte ledere på brettet.
Etter tørking dyppes platen i etseløsningen. Dette kan være en blanding av kobbersulfat med salt 1:3 og vann. Løsningen tilberedes så konsentrert som mulig.Oppvarming kreves for eksempel over en stearinlysflamme. Prosessen akselereres med konstant omrøring. Kobbersulfat selges i enhver landbruksbutikk.

Mikrokontrolleren drives ved hjelp av en parametrisk spenningsstabilisator satt sammen på elementene D1, R7, Q1.
Motstandsverdien er valgt på en slik måte at stabilisatorens eget forbruk er så lavt som mulig. Mye lavere enn den såkalte "Krenka".
Denne skjematiske løsningen gjorde det mulig å redusere forbruket til 0,3 mA.
Dette er veldig viktig, fordi varigheten av driften av designet vårt uten å lade opp batteriene avhenger av det.
Transistor Q1 - npn er ikke kritisk.
Zenerdiode for stabiliseringsspenning 5,1 V. Du kan bruke den fra en mobiltelefonlader. Kvartsresonator - 32,768 kHz. Vanlig klokkekvarts. Fra kvartsklokker. MOSFET-er loddet fra hovedkortet til en gammel datamaskin brukes som nøkler i kretsen. Lysdiode SMD. Kan lages av LED stripe.
Høyttaler - hvilken som helst passende størrelse. Du kan bruke en høyttaler fra en mobiltelefon.

Installasjon av kretsen bør begynne med en spenningsstabilisator, og deretter måle spenningen ved utgangen (kondensatorer C2 og C3). Det skal være 5 volt. Da kan du lodde inn mikrokontrolleren og alt annet.
I kretsen kan de ubrukte og kablede pinnene til mikrokontrollerportene PB0, PB1, PD6 brukes til å koble til eksterne enheter.

Mikrokontrollerprogramalgoritmen er konstruert som følger.
Kontrolleren er konfigurert til å fungere i asynkron modus. Avbrudd skjer en gang per sekund, da beregner programmet tiden, blinker LED-en kort (hvert 10. sekund) og går umiddelbart i hvilemodus for å spare strømforbruk. Hvis timetelleren går til null (umiddelbart etter en tilbakestillingsknapp eller etter 24 timer), måles regulatorens forsyningsspenning fire ganger og sammenlignes med den interne referansespenningen.Hvis spenningen er under det tillatte nivået, sender kretsen ut periodiske lydsignaler som indikerer at batteriet er lavt; etter femten signaler settes kontrolleren til av/på-modus og går i hvilemodus til batteriene lades opp igjen.
Hvis spenningen er over terskelverdien, høres et lydsignal og lyser. Lysdiode. Deretter settes startposisjonen til motorrotoren og kortsiktige pulser tilføres suksessivt til motorviklingene. Varigheten av pulsene og pausene mellom dem reduseres gradvis, og øker dermed motorhastigheten og roterer bladet ytterligere, og sikrer dermed en nøyaktig porsjon vanning. Lysdiode samtidig blinker den synkront.
På slutten av vanningen går kretsen igjen i standby-modus for å beregne tiden. Det er i denne modusen mesteparten av tiden, dette oppnår høy energieffektivitet (ca. 0,3 mA).
Mens hovedprogrammet kjører, klokkes kontrolleren av en intern oscillator med en frekvens på 8 MHz, og i hvilemodus lar en ekstern klokkekvarts deg nøyaktig lese tiden.

Korte utbrudd LED hvert 10. sekund signaliserer de om driften av enheten. Fra begynnelsen av tilbakestillingen av sekunder vil den blinke i 30 minutter og deretter slutte å blinke i 12 timer og fortsette etter ytterligere 12 timer. Derfor, hvis du setter vanning klokken 00, vil flimring ikke forekomme om natten, men bare fra klokken 12 på ettermiddagen.



Arkiv med materialer til artikkelen. Kun tilgjengelig for nedlasting for registrerte brukere.




Video av enheten som fungerer: