วิธีการสร้างระบบชลประทานพืชอัตโนมัติ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเทคโนโลยีมีความก้าวหน้าในอัตราที่เหมาะสมในด้านการชลประทาน ระบบให้น้ำหมายถึงระบบที่ช่วยให้น้ำหยดลงบนรากของพืชอย่างช้าๆผ่านวาล์วขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า ระบบชลประทานที่มีอยู่ในตลาดมีราคาแพงสำหรับพื้นที่เพียงเล็กน้อย ผู้คนไปเที่ยวและบางครั้งพวกเขาก็ออกไปทัวร์ธุรกิจด้วยเหตุนี้หากไม่มีพืชพันธุ์ก็ต้องทนทุกข์ทรมาน พืชต้องการแร่ธาตุต่างๆประมาณ 15 ชนิดในดินเพื่อการเจริญเติบโตที่เหมาะสม ในบรรดาแร่ธาตุเหล่านั้นแร่ธาตุทั่วไป ได้แก่ โพแทสเซียมแมกนีเซียมแคลเซียมเป็นต้นหากเราออกแบบระบบชลประทานอัตโนมัติที่บ้านก็ไม่จำเป็นต้องเฝ้าดูพืชและพวกมันก็จะเติบโตอย่างมีสุขภาพดีด้วยเหตุนี้จึงเสนอวิธีการด้านล่างเพื่อสร้าง ระบบชลประทานต้นทุนต่ำและมีประสิทธิภาพที่บ้านโดยใช้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน

ระบบให้น้ำพืช

วิธีใช้ 555 Timer ในการออกแบบวงจร

เมื่อเรามีแนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับโครงการของเราแล้วเรามาดูการรวบรวมส่วนประกอบออกแบบวงจรบนซอฟต์แวร์สำหรับการทดสอบแล้วประกอบเข้ากับฮาร์ดแวร์ในที่สุด เราจะสร้างวงจรนี้บนบอร์ด PCB แล้ววางไว้ในสวนหรือสถานที่อื่น ๆ ที่เหมาะสมซึ่งเป็นที่ตั้งของพืช

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบที่ใช้

• HEX อินเวอร์เตอร์ IC-7404
• 47uF ตัวเก็บประจุ
• ตัวเก็บประจุ 100uF 50V
• ตัวเก็บประจุ 10uF 16V
• 0.01uF ตัวเก็บประจุ (x2)
• ตัวต้านทาน 27k โอห์ม (x2)
• ตัวต้านทาน 4.7k โอห์ม
• ตัวต้านทาน 8.2k โอห์ม
• ตัวต้านทาน 820k โอห์ม
• 1N4148 ไดโอด (x2)
• 6V รีเลย์
• โซลินอยด์วาล์วไฟฟ้า
• แบตเตอรี่ 9V
• คลิปแบตเตอรี่ 9V
• FeCl3
• แผงวงจรพิมพ์
• ปืนกาวร้อน

ขั้นตอนที่ 2: ส่วนประกอบที่จำเป็น (ซอฟต์แวร์)

• Proteus 8 Professional (สามารถดาวน์โหลดได้จาก ที่นี่ )

หลังจากดาวน์โหลด Proteus 8 Professional แล้วให้ออกแบบวงจรบนนั้น ฉันได้รวมการจำลองซอฟต์แวร์ไว้ที่นี่เพื่อให้ผู้เริ่มต้นออกแบบวงจรและทำการเชื่อมต่อกับฮาร์ดแวร์ได้อย่างเหมาะสม

ขั้นตอนที่ 3: ศึกษาส่วนประกอบ

ตอนนี้เราได้ทำรายการส่วนประกอบทั้งหมดที่เราจะใช้ในโครงการนี้ ให้เราก้าวไปอีกขั้นและศึกษาคร่าวๆเกี่ยวกับส่วนประกอบฮาร์ดแวร์หลักทั้งหมด

HEX อินเวอร์เตอร์ IC-7404: IC นี้ทำงานได้อย่างแปลกประหลาด ให้เอาต์พุตตรงข้าม / เสริมสำหรับอินพุตบางอย่างหรือในแง่ของคนธรรมดาเราสามารถพูดได้ว่าถ้าแรงดันไฟฟ้าที่ด้านอินพุตเป็น ต่ำ, แรงดันไฟฟ้าที่ด้านเอาต์พุตจะเป็น สูง. IC นี้ประกอบด้วยอินเวอร์เตอร์อิสระหกตัวและแรงดันไฟฟ้าของ IC นี้อยู่ในช่วง 4V-5V แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ IC สามารถรับได้คือ 5.5V IC อินเวอร์เตอร์นี้เป็นกระดูกสันหลังของโครงการอิเล็กทรอนิกส์บางอย่าง มัลติเพล็กเซอร์และเครื่องสเตทอาจใช้ไอซีนี้ การกำหนดค่าพินของอินเวอร์เตอร์แสดงในแผนภาพด้านล่าง:

HEX อินเวอร์เตอร์ IC

555 ตัวจับเวลา IC: IC นี้มีแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายเช่นการให้เวลาหน่วงเวลาเป็นออสซิลเลเตอร์เป็นต้น IC 555 จับเวลามีการกำหนดค่าหลักสามแบบ มัลติไวเบรเตอร์ Astable, มัลติไวเบรเตอร์แบบโมโนสเตเบิลและมัลติไวเบรเตอร์แบบ bistable ในโครงการนี้เราจะใช้เป็นไฟล์ Astable มัลติไวเบรเตอร์ ในโหมดนี้ IC จะทำหน้าที่เป็นออสซิลเลเตอร์ที่สร้างพัลส์สี่เหลี่ยม ความถี่ของวงจรสามารถปรับได้โดยการปรับแต่งวงจร นั่นคือโดยการเปลี่ยนแปลงค่าของตัวเก็บประจุและตัวต้านทานที่ใช้ในวงจร IC จะสร้างความถี่เมื่อใช้พัลส์สี่เหลี่ยมสูงกับ รีเซ็ต พิน

555 ตัวจับเวลา IC

โซลินอยด์วาล์วไฟฟ้า: วาล์วไฟฟ้าใช้เพื่อผสมการไหลของก๊าซหรือน้ำในท่อ มันทำงานตามวงจรไฟฟ้าที่ต่ออยู่ วาล์วนี้มีสองพอร์ตที่เรียกว่าทางเข้าและทางออกและสองตำแหน่งเปิดและปิด

โซลินอยด์วาล์วไฟฟ้า

ขั้นตอนที่ 4: บล็อกไดอะแกรม

ต้องมีการตรวจสอบแผนภาพบล็อกก่อนที่จะเข้าใจหลักการทำงาน:

แผนภาพบล็อก

ขั้นตอนที่ 5: ทำความเข้าใจหลักการทำงาน

วงจรเข้าใจง่าย ความกังวลหลักของเราคือดินของพืชเพราะเมื่อดินแห้งจะมีความต้านทานสูงและเมื่อเปียกจะมีความต้านทานต่ำ เราจะสอดสายนำไฟฟ้าสองเส้นลงในดินซึ่งจะรับผิดชอบในการเปิดใช้งานวงจร สายไฟเหล่านี้จะดำเนินการเมื่อดินเปียกและจะไม่นำเมื่อดินแห้ง ค่าการนำไฟฟ้าจะถูกตรวจจับโดยอินเวอร์เตอร์ HEX ซึ่งจะแสดงสถานะว่าสูงเมื่ออินพุตต่ำและในทางกลับกัน เมื่อสถานะของอินเวอร์เตอร์ HEX สูงค่า 555 ตัวจับเวลาเชื่อมต่อทางด้านซ้ายในวงจรจะถูกทริกเกอร์และ 555 IC จับเวลาที่เชื่อมต่อกับเอาต์พุตของไอซีตัวแรกในวงจรจะถูกทริกเกอร์ด้วย ขั้วบวกของวาล์วเชื่อมต่อกับขาเอาท์พุทของไอซีตัวจับเวลา 555 และเมื่อไอซีนั้นกระตุ้นวงจรจะเปิดใช้งานและวาล์วไฟฟ้าถูกเปลี่ยน บน. เป็นผลให้น้ำเริ่มไหลผ่านท่อในดิน เมื่อดินถูกรดน้ำความต้านทานจะเริ่มลดลงและหัววัดที่รับผิดชอบในการนำไฟฟ้าจะทำให้เอาท์พุตของอินเวอร์เตอร์ HEX ต่ำเนื่องจากสถานะของ 555 ตัวจับเวลาเปลี่ยนจาก HIGH เป็น LOW ดังนั้นการนำไฟฟ้าเสร็จสิ้นและวงจรคือ ปิด.

ขั้นตอนที่ 6: การทำงานของวงจร

สายไฟที่สอดเข้าไปในดินจะทำก็ต่อเมื่อดินแห้งเท่านั้นและจะหยุดการทำงานเมื่อดินเปียก แหล่งพลังงานของวงจรคือแบตเตอรี่ 9V เมื่อถึงจุดที่ดินแห้งจะต้องรับผิดชอบต่อแรงดันไฟฟ้าตกมากเนื่องจากมีความต้านทานสูง สิ่งนี้ถูกตรวจพบโดยอินเวอร์เตอร์ 7404 hex และทำให้ทริกเกอร์นาฬิกา NE555 ตัวแรกซึ่งทำงานเป็นมัลติไวเบรเตอร์แบบโมโนสเตเบิลด้วยความช่วยเหลือของสัญญาณไฟฟ้า มี IC ตัวจับเวลา 555 สองตัวติดตั้งอยู่ในวงจร เอาท์พุทของ IC ตัวหนึ่งคืออินพุตของ IC ตัวอื่นดังนั้นเมื่อตัวแรกที่อยู่ทางซ้ายถูกเรียกตัวที่สองจะถูกทริกเกอร์ด้วยและรีเลย์ที่เชื่อมต่อกับ IC ตัวที่สองจะทำหน้าที่ในการหมุน บน รีเลย์ 6V รีเลย์เชื่อมต่อกับวาล์วไฟฟ้าผ่านทรานซิสเตอร์ SK100 ทันทีที่รีเลย์เปิดอยู่น้ำจะเริ่มไหลผ่านท่อและเมื่อน้ำยังคงเคลื่อนที่ภายในดินความต้านทานจะลดลงจากนั้นอินเวอร์เตอร์จะหยุดเรียกใช้ IC ตัวจับเวลา 555 ซึ่งส่งผลให้วงจรถูกตัด

ขั้นตอนที่ 7: จำลองวงจร

ก่อนที่จะสร้างวงจรจะเป็นการดีกว่าที่จะจำลองและตรวจสอบการอ่านทั้งหมดบนซอฟต์แวร์ ซอฟต์แวร์ที่เราจะใช้คือไฟล์ Proteus Design Suite . Proteus เป็นซอฟต์แวร์ที่จำลองวงจรอิเล็กทรอนิกส์:

1. หลังจากดาวน์โหลดและติดตั้งซอฟต์แวร์ Proteus แล้วให้เปิดขึ้นมา เปิดแผนผังใหม่โดยคลิกที่ไฟล์ ISIS ไอคอนบนเมนู

   ISIS

2. เมื่อแผนผังใหม่ปรากฏขึ้นให้คลิกที่ไฟล์ ป ไอคอนบนเมนูด้านข้าง เพื่อเปิดช่องให้คุณเลือกส่วนประกอบทั้งหมดที่จะใช้

   แผนผังใหม่

3. ตอนนี้พิมพ์ชื่อของส่วนประกอบที่จะใช้ในการสร้างวงจร ส่วนประกอบจะปรากฏในรายการทางด้านขวา

   การเลือกส่วนประกอบ

4. ในทำนองเดียวกันข้างต้นให้ค้นหาส่วนประกอบทั้งหมด พวกเขาจะปรากฏในไฟล์ อุปกรณ์ รายการ.

   รายการส่วนประกอบ

   s8 เปิดไม่ติด

ขั้นตอนที่ 8: แผนภาพวงจร

หลังจากประกอบส่วนประกอบและเดินสายไฟแล้วแผนภาพวงจรจะแสดงดังต่อไปนี้:

แผนภูมิวงจรรวม

ขั้นตอนที่ 9: การสร้างเค้าโครง PCB

ในขณะที่เรากำลังจะสร้างวงจรฮาร์ดแวร์บน PCB เราจำเป็นต้องสร้างเค้าโครง PCB สำหรับวงจรนี้ก่อน

1. ในการสร้างเค้าโครง PCB บน Proteus ก่อนอื่นเราต้องกำหนดแพ็คเกจ PCB ให้กับทุกส่วนประกอบบนแผนผัง ในการกำหนดแพ็กเกจให้คลิกเมาส์ขวาที่ส่วนประกอบที่คุณต้องการกำหนดแพ็กเกจแล้วเลือก เครื่องมือบรรจุภัณฑ์
2. คลิกที่ตัวเลือก ARIES บนเมนูด้านบนเพื่อเปิดแผนผัง PCB

   การออกแบบ ARIES

3. จากรายการส่วนประกอบวางส่วนประกอบทั้งหมดบนหน้าจอในการออกแบบที่คุณต้องการให้วงจรของคุณมีลักษณะ
4. คลิกที่โหมดติดตามและเชื่อมต่อหมุดทั้งหมดที่ซอฟต์แวร์บอกให้คุณเชื่อมต่อโดยชี้ลูกศร

ขั้นตอนที่ 10: การประกอบฮาร์ดแวร์

ขณะนี้เราได้จำลองวงจรบนซอฟต์แวร์แล้วและทำงานได้ดีอย่างสมบูรณ์ ตอนนี้ให้เราไปข้างหน้าและวางส่วนประกอบบน PCB PCB คือแผงวงจรพิมพ์ เป็นบอร์ดเคลือบด้วยทองแดงด้านหนึ่งและหุ้มฉนวนจากอีกด้านหนึ่งอย่างเต็มที่ การทำวงจรบน PCB นั้นค่อนข้างใช้กระบวนการที่ยาวนาน หลังจากจำลองวงจรบนซอฟต์แวร์และสร้างเค้าโครง PCB แล้วเค้าโครงวงจรจะพิมพ์ลงบนกระดาษเนย ก่อนวางกระดาษเนยบนบอร์ด PCB ให้ใช้ที่ขูด PCB ถูบอร์ดเพื่อให้ชั้นทองแดงบนกระดานลดลงจากด้านบนของบอร์ด

การถอดชั้นทองแดง

จากนั้นวางกระดาษเนยลงบนแผ่น PCB และรีดจนพิมพ์วงจรบนกระดาน (ใช้เวลาประมาณห้านาที)

รีดบอร์ด PCB

ตอนนี้เมื่อพิมพ์วงจรลงบนบอร์ดจะจุ่มลงใน FeCl₃วิธีแก้ปัญหาของน้ำร้อนเพื่อขจัดทองแดงส่วนเกินออกจากบอร์ดจะเหลือเฉพาะทองแดงที่อยู่ใต้วงจรพิมพ์เท่านั้น

การแกะสลัก PCB

หลังจากนั้นถูบอร์ด PCB ด้วย scrapper เพื่อให้สายไฟโดดเด่น ตอนนี้เจาะรูในตำแหน่งที่เกี่ยวข้องและวางส่วนประกอบบนแผงวงจร

เจาะรูในบอร์ด PCB

บัดกรีส่วนประกอบบนบอร์ด สุดท้ายตรวจสอบความต่อเนื่องของวงจรและหากความไม่ต่อเนื่องเกิดขึ้นที่ตำแหน่งใดก็ตามที่ถอดชิ้นส่วนออกและเชื่อมต่ออีกครั้ง ใช้ปืนกาวร้อนที่ขั้วของวงจรเพื่อไม่ให้แบตเตอรี่หลุดออกหากมีการใช้แรงกด

ตรวจสอบความต่อเนื่องของวงจร

ขั้นตอนที่ 11: การทดสอบวงจร

ตอนนี้ฮาร์ดแวร์ของเราพร้อมแล้ว ติดตั้งฮาร์ดแวร์ในสถานที่ที่เหมาะสมในสวนและหากสถานที่นั้นเปิดอยู่ให้ป้องกันวงจรไม่ให้ระเบิดเนื่องจากฝนตกเป็นต้นหากต้นไม้แห้งวงจรจะเปิดโดยอัตโนมัติและเริ่มรดน้ำต้นไม้ แค่นั้นแหละ! ตอนนี้คุณไม่จำเป็นต้องรดน้ำต้นไม้ด้วยตนเองทุกเช้าเมื่อใดก็ตามที่ต้นไม้แห้งพวกเขาจะรดน้ำโดยอัตโนมัติ

การใช้งาน

1. สามารถติดตั้งในสวนเพื่อใช้ในบ้าน
2. สามารถใช้ในเชิงพาณิชย์ได้เช่นกัน เช่น. ในสวนสาธารณะที่มีพืชพรรณมากมาย
3. สามารถติดตั้งในเรือนเพาะชำพืช