Bài báo trình bày một ý tưởng mạch hệ thống tưới tiết kiệm nước đơn giản có thể được sử dụng để thực hiện quản lý và kiểm soát nước hiệu quả trong các trang trại và hệ thống tưới tiêu.

Ý tưởng này được yêu cầu bởi ông Ajinkya Sonwane, ông Akshay Kokane và ông Kunal Raut, đang học tại trường Cao đẳng Kỹ thuật AISSMS IOIT.

Mục tiêu mạch

Theo yêu cầu, nước cần được kiểm soát và quản lý ở một tỷ lệ xác định trước tùy thuộc vào loại cây trồng và sự cần thiết của nó.

Giải pháp dễ dàng nhất cho vấn đề này có thể là ở dạng bộ hẹn giờ điện từ có thể được lập trình một lần bởi người nông dân để cho phép quản lý nước tự động hàng ngày mà không cần can thiệp gì thêm cho đến khi cây trồng hoặc mùa vụ thay đổi. Bộ đếm thời gian được cho là cực kỳ linh hoạt, dễ vận hành và tiết kiệm chi phí.

Ý tưởng ở đây là kết nối các van điện từ DC tại các nút khác nhau của mạng lưới đường ống phân phối và điều khiển các van điện từ này bằng cách sử dụng bộ hẹn giờ.

Bộ điều khiển hẹn giờ có thể được đặt ở một vị trí cụ thể (phòng điều khiển) để cho phép người nông dân đặt thời gian theo nhu cầu bất cứ lúc nào, khi được yêu cầu và các tín hiệu có thể được truyền một cách thích hợp đến các van liên quan thông qua dây dẫn để thực hiện việc nhả có kiểm soát nước trên diện tích nhất định.

Ý tưởng mạch sau sử dụng IC 4060 có thể được coi là hoàn toàn phù hợp cho việc quản lý nước chính xác được đề xuất trong hệ thống thủy lợi.

Hoạt động của mạch có thể được hiểu với sự trợ giúp của các điểm sau:

“công tắc điện là gì ”

Sơ đồ mạch và mô tả

IC 4060 có thể được cấu hình trong chế độ bộ định thời / dao động tiêu chuẩn.

Chân số 10 và chân số 9 được liên kết với cài đặt thời gian trễ cho các sơ đồ đầu ra 3, 13, 14 và 15.

Công tắc SW1 tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn độ trễ thời gian thông qua các điện trở tương ứng quyết định thời gian hoạt động của đầu ra của IC, đảm bảo rằng van điện từ được kết nối vẫn ở trạng thái BẬT và chỉ ở chế độ cấp nước trong khoảng thời gian này.

Các điện trở định thời chỉ định cho SW1 được bố trí tùy ý và phải được tính toán thích hợp trong quá trình triển khai thực tế theo thông số kỹ thuật của cây trồng và khả năng cung cấp nước.

SW1 được chỉ định cho lựa chọn 4 vị trí có thể được tăng lên đến nhiều vị trí hơn bằng cách sử dụng một công tắc có nhiều tiếp điểm hơn và bằng cách thêm số lượng điện trở tiếp theo theo thứ tự thích hợp.

SW2 cũng là một công tắc xoay giống với SW1 và được định vị để chọn chế độ chuyển đổi của van điện từ.

Chân số 3 cung cấp chế độ BẬT liên tục cho van trong khoảng thời gian đã chọn mà sau đó van sẽ tắt cho đến ngày hôm sau, trong khi chân 13, 14, 15 cung cấp chế độ kích hoạt dao động (BẬT / TẮT / BẬT / TẮT) cho điện từ để nước được quản lý theo cách có kiểm soát hơn, tuy nhiên điều này có thể là tùy chọn nếu vòi van được định kích thước chính xác cho một dòng chảy hạn chế theo tiêu chí đã cho.

Cài đặt thời gian trễ

Nó có thể được thực hiện bằng cách tính toán thích hợp các giá trị R và C của pin # 10 và pin # 9 theo công thức sau:

f (osc) = 1 / 2,3 x Rt x Ct

2.3 là một hằng số sẽ không thay đổi.

Điều quan trọng là phải duy trì các tiêu chí được hiển thị sau đây một cách chính xác để đảm bảo hoạt động tốt của sự chậm trễ đầu ra.

Rt<< R2 and R2 x C2 << Rt x Ct.

Rt tương ứng với điện trở ở chân số 10, R2 là điện trở ở chân số 11. C2 cho biết tụ điện ở chân số 9

“mạch khuếch đại vi sai sử dụng bóng bán dẫn ”

Cung cấp năng lượng bằng Bảng điều khiển năng lượng mặt trời

Toàn bộ hệ thống có thể được cung cấp năng lượng thông qua một tấm pin mặt trời nhỏ giúp toàn bộ hệ thống hoàn toàn tự động.

Khi bình minh ló dạng, điện áp của bảng điều khiển năng lượng mặt trời dần dần tăng lên và tại một điểm cụ thể đạt đến mức 12V kích hoạt rơ le được kết nối.

Tiếp điểm rơ le kết nối tức thời điện áp mặt trời với mạch khởi tạo quy trình trong đó chân IC # 12 được đặt lại bởi C2 buộc IC bắt đầu đếm từ 0.

Tất cả các đầu ra được hiển thị với logic 0 ban đầu đảm bảo rằng bóng bán dẫn TIP127 bắt đầu với điều kiện BẬT công tắc và kích hoạt van điện từ được kết nối.

Nếu SW2 được định vị bằng chân số 3, TIP127 và van sẽ BẬT liên tục cấp nước qua vòi phun theo cách nhỏ giọt cho đến khi hết thời gian cài đặt và chân số 3 trở nên cao.

Ngay sau khi chân số 3 lên cao, mức logic cao ngay lập tức chốt chân số 11 của IC và dừng IC không đếm nữa, đóng băng quy trình vĩnh viễn trong ngày. Mức cao logic cũng được chuyển đến chân đế của TIP127 để nó TẮT cùng với hệ thống van. Việc cung cấp nước cho cây trồng tại thời điểm này bị ngừng lại.

Cách thiết lập lại hệ thống

Vào lúc hoàng hôn khi ánh sáng mặt trời yếu đi và xuống dưới mức giữ của rơ le, rơ le sẽ TẮT và cũng sẽ TẮT các giai đoạn mạch liên quan, cho đến ngày hôm sau khi quy trình bắt đầu một chu kỳ mới.

PB1 được sử dụng để thiết lập lại quy trình bất cứ lúc nào để tạo khởi đầu mới cho mạch.

Nhiều hệ thống được giải thích ở trên có thể được thực hiện tại các nút cụ thể của đường ống phân phối để đạt được sự quản lý nước chính xác mong muốn trong các hệ thống tưới tiêu.

Cách tính toán điện trở định thời cho hệ thống tưới tiết kiệm nước

Các điện trở định thời liên quan đến SW1 có thể được tính toán bằng một số thử nghiệm như dưới đây:

Bất kỳ điện trở nào được chọn tùy ý ban đầu có thể được chuyển đổi với SW1, chẳng hạn như chúng tôi chọn điện trở 100k làm tham chiếu.

Bây giờ BẬT mạch để bắt đầu các thủ tục, đèn LED màu đỏ sẽ được BẬT.

Ngay sau khi mạch khởi động, hãy theo dõi thời gian bằng cách sử dụng đồng hồ bấm giờ hoặc đồng hồ và xem khi đèn LED xanh BẬT, TẮT đèn LED đỏ.

Lưu ý thời gian đạt được bằng cách sử dụng điện trở cụ thể là 100K trong trường hợp này.

Giả sử nó dẫn đến khoảng thời gian trễ là 450 giây, sau đó lấy giá trị này làm thước đo các giá trị khác có thể được xác định đơn giản thông qua một phép nhân chéo đơn giản như được đưa ra bên dưới:

100 / R = 450 / tấn

trong đó R là viết tắt của giá trị điện trở không xác định khác và 't' là thời gian trễ mong muốn cho van điện từ.