自律的な植物灌漑システムを作る方法は？ --Appuals.com

過去数年間で、技術は灌漑の分野で妥当な速度で進歩してきました。灌漑システムは、電気電磁弁を介して水を植物の根にゆっくりと滴下させるシステムとして定義されています。市場で入手可能な灌漑システムは、狭い範囲をカバーするには高価です。人々は旅行に行きます、そして時々彼らはビジネスツアーに出かけるので、彼らの不在で植物はひどく苦しみます。植物が適切に成長するには、土壌に約15種類のミネラルが必要です。それらのミネラルの中で、一般的なものはカリウム、マグネシウム、カルシウムなどです。自宅で自動灌漑システムを設計する場合、植物を監視する必要はなく、植物も健康に成長するため、以下の方法を提案します。いくつかの基本的な電子部品を使用することにより、家庭での低コストで効果的な灌漑システム。

植物灌漑システム

回路設計で555タイマーを使用する方法は？

これで、プロジェクトの基本的な考え方がわかったので、コンポーネントの収集、テスト用のソフトウェアでの回路の設計、そして最後にハードウェアでの組み立てに移りましょう。この回路をPCBボード上に作成し、庭または植物が配置されている他の適切な場所に配置します。

ステップ1：使用するコンポーネント

HEXインバーターIC-7404
47uFコンデンサ
100uF50Vコンデンサ
10uF16Vコンデンサ
0.01uFコンデンサ（x2）
27kオーム抵抗（x2）
4.7kオーム抵抗
8.2kオーム抵抗
820kオーム抵抗器
1N4148ダイオード（x2）
6Vリレー
電気電磁弁
9Vバッテリー
9Vバッテリークリップ
FeCl3
プリント回路基板
ホットグルーガン

ステップ2：必要なコンポーネント（ソフトウェア）

Proteus 8 Professional（からダウンロードできますここに）

Proteus 8 Professionalをダウンロードした後、その上に回路を設計します。初心者が回路を設計してハードウェアに適切に接続するのに便利なように、ここにソフトウェアシミュレーションを含めました。

ステップ3：コンポーネントの調査

これで、このプロジェクトで使用するすべてのコンポーネントのリストが作成されました。さらに一歩進んで、すべての主要なハードウェアコンポーネントについて簡単に説明します。

HEXインバーターIC-7404： このICはおかしな動作をします。これは、特定の入力に対して反対の/補完された出力を提供します。または、素人の言葉で言えば、入力側の電圧が LOW、 出力側の電圧は 高い。 このICは6つの独立したインバーターで構成され、このICの動作電圧は4V〜5Vの範囲です。このICが耐えられる最大電圧は5.5Vです。このインバータICは、いくつかの電子プロジェクトのバックボーンです。マルチプレクサとステートマシンはこのICを使用できます。インバータのピン配置を下図に示します。

HEXインバーターIC

555タイマーIC： このICには、時間遅延の提供、発振器などのさまざまなアプリケーションがあります。555タイマーICには3つの主要な構成があります。非安定マルチバイブレータ、単安定マルチバイブレータ、および双安定マルチバイブレータ。このプロジェクトでは、それを Astable マルチバイブレータ。このモードでは、ICは方形パルスを生成する発振器として機能します。回路の周波数は、回路を調整することで調整できます。つまり、回路で使用されるコンデンサと抵抗の値を変えることによって。高い方形パルスが印加されると、ICは周波数を生成します。 リセット ピン。

555タイマーIC

電気電磁弁： 電磁弁は、パイプ内のガスまたは水の流れを混合するために使用されます。取り付けられている電気回路に従って動作します。このバルブには、入口と出口という名前の2つのポートと、開閉する2つの位置があります。

電気電磁弁

ステップ4：ブロック図

動作原理を理解する前に、ブロック図を調べる必要があります。

ブロック図

ステップ5：動作原理を理解する

回路がわかりやすいです。私たちの主な関心事は植物の土壌です。なぜなら、土壌が乾燥しているときは抵抗が高く、湿っているときは抵抗が低いからです。回路を活性化する役割を担う2本の導線を土壌に挿入します。これらのワイヤーは、土壌が湿っているときは伝導し、土壌が乾いているときは伝導しません。導電率はHEXインバーターによって検出され、入力が低い場合は高い状態を示し、その逆も同様です。 HEXインバーターの状態が高い場合 555 回路の左側に接続されているタイマーisicがトリガーされ、 555 回路の最初のICの出力に接続されたタイマーICもトリガーされます。バルブの正端子は555タイマーICの出力ピンに接続されており、そのICがトリガーされると回路がアクティブになり、電気バルブが切り替えられます。 オン。 その結果、水は土壌のパイプを通って流れ始めます。土壌に水をまくと抵抗が減少し始め、コンダクタンスを担当するプローブがHEXインバーターの出力を低くします。これにより、555タイマーの状態がHIGHからLOWに変化し、導電率が終了し、回路がオフ。

ステップ6：回路の動作

土壌に挿入されたワイヤーは、土壌が乾燥しているときにのみ導通し、土壌が濡れると導通を停止します。回路の電源は9V電池です。土壌が乾燥した時点では、抵抗が高いため、大きな電圧降下の原因になります。これは7404六角インバーターによって検出され、電気信号の助けを借りて単安定マルチバイブレーターとして機能する最初のNE555クロックトリガーを作成します。回路には2つの555タイマーICが取り付けられています。一方のICの出力はもう一方のICの入力であるため、左側にある最初のICがトリガーされると、2番目のICもトリガーされ、2番目のICに接続されているリレーが回転を担当します。オン 6Vリレー。リレーはSK100トランジスタを介して電気弁に接続されています。リレーがオンになるとすぐに、水がパイプを通って流れ始め、水が土壌内を移動し続けると、抵抗が減少し、インバーターが555タイマーICのトリガーを停止して、回路が遮断されます。

ステップ7：回路のシミュレーション

回路を作成する前に、ソフトウェアですべての読み取り値をシミュレートして調べることをお勧めします。私たちが使用しようとしているソフトウェアは プロテウスデザインスイート 。 Proteusは、電子回路をシミュレートするソフトウェアです。

Proteusソフトウェアをダウンロードしてインストールしたら、それを開きます。をクリックして新しい回路図を開きます ISIS メニューのアイコン。
ISIS
新しい回路図が表示されたら、をクリックします。 P サイドメニューのアイコン。これにより、使用するすべてのコンポーネントを選択できるボックスが開きます。
新しい回路図
次に、回路の作成に使用するコンポーネントの名前を入力します。コンポーネントが右側のリストに表示されます。
コンポーネントの選択
同様に、上記と同様に、すべてのコンポーネントを検索します。それらはに表示されます デバイス リスト。
コンポーネントリスト
s8がオンにならない

ステップ8：回路図

コンポーネントを組み立てて配線した後の回路図を以下に示します。

回路図

ステップ9：PCBレイアウトの作成

PCB上にハードウェア回路を作成するので、最初にこの回路のPCBレイアウトを作成する必要があります。

ProteusでPCBレイアウトを作成するには、最初にPCBパッケージを回路図のすべてのコンポーネントに割り当てる必要があります。パッケージを割り当てるには、パッケージを割り当てるコンポーネントを右クリックして、[ パッケージングツール。
トップメニューのARIESオプションをクリックして、PCB回路図を開きます。
ARIESデザイン
コンポーネントリストから、回路をどのように見せたいかを示すデザインで、画面上のすべてのコンポーネントを配置します。
トラックモードをクリックし、ソフトウェアが接続するように指示しているすべてのピンを矢印で接続します。

ステップ10：ハードウェアの組み立て

ソフトウェアで回路をシミュレートしたので、完全に正常に動作しています。次に、コンポーネントをPCBに配置します。 PCBはプリント回路基板です。これは、片面が銅で完全にコーティングされ、反対側から完全に絶縁されたボードです。 PCB上に回路を作成することは、比較的長いプロセスです。ソフトウェアで回路をシミュレーションし、PCBレイアウトを作成した後、回路レイアウトをバター紙に印刷します。 PCBボードにバター紙を置く前に、PCBスクレーパーを使用してボードをこすり、ボード上の銅層がボードの上部から減少するようにします。

銅層の除去

次に、バター紙をPCBボードに置き、回路がボードに印刷されるまでアイロンをかけます（約5分かかります）。

PCBボードのアイロンがけ

これで、回路がボードに印刷されると、FeClに浸されます。₃ボードから余分な銅を取り除くためのお湯の溶液、プリント回路の下の銅だけが残されます。

PCBエッチング

その後、PCBボードをスクレーパーでこすり、配線が目立つようにします。次に、それぞれの場所に穴を開け、コンポーネントを回路基板に配置します。

PCBボードに穴を開ける

ボード上のコンポーネントをはんだ付けします。最後に、回路の導通を確認し、どこかで不連続が発生した場合は、コンポーネントのはんだを取り除き、再度接続します。回路端子にホットグルーガンを塗布し、圧力がかかってもバッテリーが外れないようにします。

回路の導通をチェックする

ステップ11：回路のテスト

これで、ハードウェアの準備が整いました。庭の適切な場所にハードウェアを設置し、場所が開いている場合は、雨などで吹き飛ばされないように回路を断熱します。植物が乾燥している場合、回路は自動的にオンになり、植物への水やりを開始します。それでおしまい！今では、毎朝手動で植物に水をやる必要はありません。植物が乾くと、自動的に水がやります。