Dispositiu de reg automàtic de plantes

Cadascun de nosaltres fa temps que estem acostumats a utilitzar tot tipus d'aparells que faciliten la vida: telèfons mòbils, tot tipus de telèfons intel·ligents i tauletes, etc... En aquest article substituirem la teva regadora habitual per un aparell tecnològic per regar flors. , que cuidarà la teva planta d'interior preferida encara que hagis marxat de vacances.

El dispositiu està muntat sobre la base d'un microcontrolador ATMEGA 8 L assequible en un paquet barat TQFP32 i un motor d'un disc dur d'ordinador (HDD), que es pot extreure d'un disc dur d'ordinador antic. El diagrama conté un nombre mínim de peces i es pot complementar amb una funcionalitat arbitrària. S'alimenta amb dues bateries de ions de liti 18650 amb una tensió de 3,7 volts connectades en sèrie.
El reg es realitza en porcions fixes cada 24 hores.
L'únic botó és una prova de treball; després de prémer-lo, els regs posteriors es realitzaran exactament al mateix temps, amb precisió al segon. (L'acabo d'encendre de vacances, sense configuració, així que es pot oferir com a opció de regal, sense instruccions innecessàries).

Característiques del disseny:

• Funcionament de la bateria durant diversos mesos (baix consum d'energia);
  
• dosificacions de reg molt precises i intervals de temps precisos entre regs;
  
• no criticitat del circuit als detalls i la seva disponibilitat;
  
• l'absència de peces en moviment al motor i, com a resultat, durabilitat i fiabilitat quan es treballa a l'aigua;
  
• nivell de soroll molt baix quan el motor està en marxa;
  
• no requereix cap configuració (reg un cop al dia) amb acompanyament de so i llum;
  
• protecció contra la descàrrega profunda de la bateria amb un avís sonor sobre la necessitat de carregar;
  
• Apagat automàtic de la indicació de llum a la nit.

El disseny consisteix en una bomba immersa en un gerro amb un tub de reg i una petita unitat electrònica muntada al mateix gerro amb aigua.

Per tant, primer, comencem a fer la bomba.

Necessitarem un CD, una ampolla de llet de plàstic d'1,5 litres (amb coll ample, diàmetre intern de 33 mm), supercola, un cable de quatre nuclis (he agafat un cable malmès de carregar un iPhone), tres cargols, volanderes i tres fruits secs i un tros de tub flexible.
Tallem el coll de l'ampolla amb una serra per a metals exactament al llarg de la vora de la "falda" i nivelem el tall resultant amb paper de vidre, una llima o un bloc.

D'aquesta manera preparem l'anomenada cambra de treball de la bomba.

A continuació, necessitem un disc CD, el seu forat intern és exactament de la mateixa mida que el motor, farem un impulsor a partir del disc.
El disc es pot tallar fàcilment amb unes tisores, i és bo si s'escalfa lleugerament en aigua calenta per evitar l'esquerda de la vora tallada.
Agafem la part serrada de l'ampolla -la nostra cambra de treball- i l'apliquem exactament al centre del disc amb la part on hi havia el tap de rosca.Dibuixa un cercle amb un retolador i retalla-lo amb unes tisores normals. El disc resultant no serà perfectament llis, però es pot corregir amb paper de vidre, el més important és que el disc pugui cabre dins de la cambra de treball amb un espai mínim.
Va resultar ser un anell del futur impulsor.

Ara hem de fer les pales per a l'"hèlix". Per fer-ho necessitareu mig disc. Dibuixa una tira de 7 mm d'ample amb un retolador i talla-la amb unes tisores.

La polim i la nivelem.

A continuació, talleu-les en sis parts iguals de 13 mm cadascuna i doblegueu-les amb unes pinces pels dos costats

El procediment posterior requerirà la màxima cura; cal enganxar les fulles una per una amb super cola a la mateixa distància.
Si us plau, tingueu en compte que les fulles estan corbes de manera que no arrastren aigua a l'obertura de la cambra, sinó que, al contrari, sembla que la llencen des del centre cap al forat de la vora. El motor només girarà en sentit contrari a les agulles del rellotge. Podeu arreglar-lo lleugerament amb una gota, anivellar-lo amb unes pinces i després d'assecar-vos una mica, afegir cola a les parts que falten.

Intenta evitar els fums tòxics de la segona cola. Després d'això, podeu assecar-lo i envernissar-lo. Només tenia esmalt d'ungles a mà, que és bastant durador.

Aleshores necessitareu un tros de mànega flexible, per exemple, vaig agafar una peça d'un nivell de líquid de construcció.
Perforar un forat uniforme a la superfície roscada del coll no és tan fàcil, primer vaig haver de practicar amb un parell d'ampolles, al final el vaig fondre uniformement amb un soldador i el vaig netejar suaument des de l'interior perquè la fulla ho fes. no tocar les irregularitats.
Introduïm un tros de mànega tallat amb un lleuger angle amb força al forat del coll i el fixem amb cola de moment transparent. El tub i l'obertura de la cambra han de tenir un diàmetre suficient, uns 8 mm.S'aconsella inserir el tub no en angle recte amb el cos, però tenint en compte que el flux girarà en sentit contrari a les agulles del rellotge.


No s'aconsella utilitzar supercola per enganxar el tub, perquè... Quan s'asseca, danya molt la superfície del plàstic i el cos s'ennuvola, perdent transparència. Un segellador transparent o un adhesiu a base de gel funciona molt bé aquí.
Ara només queda muntar la bomba, connectar la cambra al motor, centrar-la per garantir la lliure rotació de les pales a l'interior, fixar-la amb cargols, segellar les esquerdes amb segellador transparent i enganxar una coberta transparent amb un forat de 14 mm. el mig a dalt.

Permeteu-me recordar-vos que l'impulsor girarà estrictament en sentit contrari a les agulles del rellotge, això és important. A continuació, soldeu el cable de quatre nuclis al motor i cobreixi la soldadura amb vernís, soldeu el smd blau Díode emissor de llum a un dels bobinatges (a través d'una resistència d'1 kOhm), l'ànode al comú. Ara, quan treballa, parpelleja sota l'aigua.
Unes paraules sobre els motors de disc dur.
Alguns tipus d'aquests motors, quan fan girar el rotor a mà, continuen girant en una direcció notablement amb millor lliscament que en l'altra. És a dir, si intenteu girar en sentit horari, el rotor s'aturarà gairebé immediatament. Aquests dispositius tenen un disseny de coixinets diferent i aquests motors probablement són més adequats per als nostres propòsits. Tot i que ambdós tipus fa temps que treballen a l'aigua i ho estan fent molt bé.
Els bobinatges es comproven així. El motor ha de tenir quatre contactes. Hem de trobar un dels contactes extrems que és el punt mitjà. Aquest pin es connectarà al positiu de potència, la resta en ordre (primer, segon, tercer) es connectarà als mosfets. Amb un tester, mesurem la resistència entre tots els contactes adjacents.Un dels contactes exteriors mostrarà menys resistència.
Això és general, està al bus positiu. És molt recomanable fixar el cable a la carcassa del motor; per fer-ho, podeu perforar un parell de forats mil·límetres i pressionar aquest cable amb un suport de coure. Quan la bomba estigui a punt, es col·loca una mànega corba amb un diàmetre intern d'almenys 8 mm al seu broquet. i 20 cm de llarg per on es realitzarà el reg. Ara podeu fer una placa de circuit imprès i soldar el dispositiu.
El tauler està fet de fibra de vidre d'una sola cara mitjançant el mètode LUT.
Tingueu en compte que la imatge de la traça i la disposició de la placa de circuit imprès no es reflecteix per facilitar la comprovació durant la instal·lació. Quan imprimiu la LUT, heu de convertir-la en mirall o utilitzar el fitxer SprintLayout que es troba a l'arxiu.

El tauler també es pot pintar amb esmalt d'ungles d'aquesta manera:
La vareta del bolígraf s'escalfa (una mica!) sobre la flama de l'encenedor, girant-la de manera uniforme i estirant-la de manera uniforme. A continuació, l'extrem prim es talla amb una fulla. Això produeix un tub cònic amb una obertura de sortida molt petita. Es pot inserir dins d'una xeringa d'1,5 cc i, amb esmalt d'ungles normal, podeu dibuixar rastres de conductors impresos a la pissarra.
Després de l'assecat, el tauler es submergeix a la solució de gravat. Pot ser una barreja de sulfat de coure amb sal 1:3 i aigua. La solució es prepara el més concentrada possible, cal escalfar-la, per exemple, amb la flama d'una espelma. El procés s'accelera amb una agitació constant. El sulfat de coure es ven a qualsevol botiga agrícola.

El microcontrolador s'alimenta mitjançant un estabilitzador de tensió paramètric muntat als elements D1, R7, Q1.
El valor de la resistència s'escull de manera que el consum propi de l'estabilitzador sigui el més baix possible. Molt més baix que l'anomenat "Krenka".
Aquesta solució esquemàtica va permetre reduir el consum a 0,3 mA.
Això és molt important, perquè d'això depèn la durada de funcionament del nostre disseny sense recarregar les bateries.
El transistor Q1 - npn no és crític.
Díode Zener per a tensió d'estabilització 5,1 V. Podeu utilitzar-lo des d'un carregador de telèfon mòbil. Ressonador de quars - 32.768 kHz. Rellotge de quars normal. De rellotges de quars. Els MOSFET soldats des de la placa base d'un ordinador antic s'utilitzen com a claus al circuit. Díode emissor de llum SMD. Es pot fer amb tira LED.
Altaveu: qualsevol mida adequada. Podeu utilitzar un altaveu des d'un telèfon mòbil.

La instal·lació del circuit ha de començar amb un estabilitzador de tensió i després mesurar la tensió a la seva sortida (condensadors C2 i C3). Hauria de ser de 5 volts. A continuació, podeu soldar el microcontrolador i tota la resta.
Al circuit, els pins no utilitzats i cablejats dels ports del microcontrolador PB0, PB1, PD6 es poden utilitzar per connectar perifèrics.

L'algorisme del programa del microcontrolador es construeix de la següent manera.
El controlador està configurat per funcionar en mode asíncron. Les interrupcions es produeixen una vegada per segon, moment en què el programa calcula el temps, parpelleja breument el LED (cada 10 segons) i passa immediatament al mode de repòs per estalviar consum d'energia. Si el comptador d'hores arriba a zero (immediatament després d'un botó de reinici o després de 24 hores), la tensió d'alimentació del controlador es mesura quatre vegades i es compara amb la tensió de referència interna.Si la tensió està per sota del nivell permès, el circuit emet senyals sonors periòdics que indiquen que la bateria està baixa; després de quinze senyals, el controlador es posa en mode apagat i entra en mode de repòs fins que les bateries es recarreguen de nou.
Si la tensió està per sobre del valor llindar, sona i s'il·lumina un senyal sonor. Díode emissor de llum. A continuació, s'estableix la posició inicial del rotor del motor i s'apliquen successivament polsos a curt termini als bobinats del motor. La durada dels polsos i les pauses entre ells disminueixen gradualment, augmentant així la velocitat del motor i fent girar encara més la fulla constantment, assegurant així una part precisa del reg. Díode emissor de llum al mateix temps parpelleja sincrònicament.
Al final del reg, el circuit torna a entrar en mode d'espera per calcular el temps. És en aquest mode la major part del temps, això aconsegueix una alta eficiència energètica (uns 0,3 mA).
Mentre s'executa el programa principal, el controlador està marcat per un oscil·lador intern amb una freqüència de 8 MHz i, en mode de repòs, un rellotge de quars extern us permet llegir amb precisió l'hora.

Brots breus LED cada 10 segons indiquen el funcionament del dispositiu. Des de l'inici del restabliment dels segons, parpellejarà durant 30 minuts i després deixarà de parpellejar durant 12 hores i es reprendrà després de 12 hores més. Així, si configureu el reg a les 00 en punt, el parpelleig no es produirà a la nit, sinó només a partir de les 12 de la tarda.



Arxiu amb materials per a l'article. Disponible per descarregar només per als usuaris registrats.




Vídeo del funcionament del dispositiu: