1996 05 Szkoła konstruktorów

Szkoła Konstruktorów

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/96

W dwóch ostatnich numerach EdW

przedstawiliśmy naszym

Czytelnikom praktyczne zadania do

rozwiązania. Cieszymy się bardzo,

że otrzymaliśmy już mnóstwo

rozwiązań, z których wiele

świadczy o Waszej ogromnej

pomysłowości.

Rozwiązanie pierwszego zadania

(sterowanie wentylatorem

w palarni) przedstawimy już za

miesiąc, i wielu z Was zobaczy

tam swoje pomysły.

Zadanie 3

Automatyczny system
podlewania grządek

Autor lub autorzy najlepszego rozwiązania zostanią uhonorowani wybranymi przez siebie zestawami AVT o łącznej war−

tości 100 zł. Autorzy opublikowanych propozycji zadań będą mogli wybrać zestaw(y) AVT o wartości 30 zł.

Rozwiązanie zadania powinno zawierać schemat elektryczny i dokładny opis działania; model i schematy montażowe

nie są wymagane. Na rozwiązania czekamy do końca miesiąca podanego na okładce EdW (zadanie nr 3 − do 31 maja
1996).

Nadchodzi lato. Wielu z nas ma gdzieś za

miastem ogródki działkowe. W czasie upalne−
go lata konieczne jest regularne podlewanie
naszych roślinek. Tymczasem nie zawsze
możemy codziennie, czy co drugi dzień jeździć
wieczorem na działkę i podlewać grządki.

Tematem dzisiejszego zadania jest op−

racowanie automatycznego systemu pod−
lewania grządek w małym ogródku dział−
kowym.

System powinien umożliwiać także stero−

wanie ręczne. Zbiornik powinien być napeł−
niony w nocy i opróżniony pod koniec dnia
lub wieczorem.

Wyglądałoby na to, że sprawa jest bezna−

dziejnie łatwa, bo wystarczy zastosować wy−
łącznik zmierzchowy i czujnik poziomu.
W rzeczywistości jednak zadanie wcale nie
jest takie proste. Dlatego bardzo wysoko bę−
dziemy oceniali uwzględnienie licznych “puła−
pek”, związanych na przykład z zabezpiecze−
niem przed złodziejami, zanikiem napięcia
w sieci zasilającej, zakłóceniami i awariami
poszczególnych elementów systemu.

Nie jest konieczne opracowanie wszyst−

kich najdrobniejszych szczegółów. Jeśli ktoś
przyśle rozwiązanie częściowe, obejmujące
tylko niektóre zagadnienia, także ma szanse
na nagrodę, o ile tylko jego pomysły okażą
się wyjątkowo interesujące.

Należy wziąć pod uwagę dwie możliwości:

− na działce jest dostęp do wodociągu miejs−
kiego
− na działce jest własna studnia z pompą
elektryczną (silnik jednofazowy).

Jak wiadomo, rośliny nie powinny być

podlewane zimną wodą w czasie południowej
spiekoty. Dlatego należy zastosować zbior−
nik, baniak na wodę o pojemności, powiedz−
my 200 litrów. Zbiornik taki należy napełnić
wodą w nocy; w ciągu dnia woda się ogrzeje
i wieczorem należy podlać grządki. Tylko
czy woda nie będzie wtedy zbyt gorąca?

Należy zaprojektować system sterowania

wykonujący

automatycznie

następujące

czynności:

1. Napuszczenie wody do zbiornika.

Należy to wykonać w nocy, powiedzmy 3 go−
dziny po zapadnięciu zmroku. Napełnianie w
ciągu nocy jest wymagane przede wszystkim
przy korzystaniu z wodociągu. Podczas dnia,
a szczególnie wieczorem, wodociąg na pew−
no jest znacznie obciążony i ciśnienie może
być bardzo małe.

Jeśli system sterowany byłby przełączni−

kiem fotoelektrycznym (zmierzchowym) nale−
ży zapewnić niewrażliwość na chwilowe
oświetlenie np. światłem latarki, przejeżdzają−
cego samochodu, pioruna itp. W przypadku
sterowania zegarem należy zabezpieczyć się
przed zanikiem napięcia sieci.

Należy przemyśleć, jak zakończyć proces

napełniania zbiornika. Prosty układ czasowy
może nie zdać egzaminu, bo szybkość napeł−
niania może być różna, szczególnie przy ko−
rzystaniu z wodociągu. Czy trzeba będzie
zastosować czujnik poziomu?

2. Podlewanie. Należy je przeprowadzić

wieczorem. Widać tu przynajmniej dwie moż−
liwości: albo zastosowanie przełącznika
zmierzchowego, albo zegara. Należy prze−
myśleć sposób sterowania elektrozaworem:
z pomocą układu czasowego, albo dodatko−
wego czujnika opróżnienia zbiornika.

A jak ma się zachować system, jeśli

zbiornik nie zostanie opróżniony, na przykład
wskutek chwilowego zaniku napięcia zasilają−
cego elektrozawór, czy częściowego zatkania
przewodów spustowych? Czy trzeba zasto−
sować drugi czujnik poziomu, informujący
o opróżnieniu zbiornika?

Wygląda na to, że jeśli zbiornik będzie

umieszczony na pewnej wysokości, to uzys−
kane ciśnienie wystarczy do samoczynnego
rozprowadzenia wody bez użycia pompy. Na−
leży jednak przemyśleć, jak zapewnić równo−

mierne podlewanie kilku czy kilkunastu grzą−
dek. Może należy zastosować specjalne węże
z mnóstwem małych otworków, przeznaczone
do zakopania lub ułożenia wzdłuż grządek?

Prawdopodobnie trzeba będzie wykorzys−

tać elektrozawory normalnie zamknięte, ot−
wierające się po podaniu napięcia.

Rozwiązanie powinno być możliwie tanie,

i to z dwóch powodów. Po pierwsze mało kto
zdecyduje się na montaż kosztownej instala−
cji w ogródku działkowym, z którego pożytek
(czy zysk) jest symboliczny. Po drugie, droga
instalacja może być łakomym kąskiem dla
złodziei. Czy podstawą konstrukcji mechanicz−
no−hydraulicznej mogłyby być elementy pralki au−
tomatycznej: pompa, elektrozawory czy czujniki?

Na koniec chcemy zasygnalizować niektó−

re możliwe nieprawidłowości, które powinny
być uwzględnione.

Jak ma się zachować system, gdy krótko−

trwały zanik napięcia zasilającego wystąpi
w czasie napełniania lub w czasie spustu wody?

Czy nie należy przewidzieć całkowitego

wyłączenia systemu (zasilanego ze źródła
awaryjnego) przy awarii bezpiecznika wywo−
łanej np. zatarciem się pompy.

Jak ma reagować układ, jeśli pompa bę−

dzie pracować długo, a zbiornik się nie napeł−
ni? Czy można dopuścić, żeby pompa praco−
wała bez przerwy dzień i noc? Czy nie trzeba
jej wyłączyć np. po 15 minutach? Czy wyłą−
czyć na stałe? Czy ponowić próbę? A może
pompa będzie zabezpieczona jeszcze inaczej?

Czy można i czy warto zabezpieczać

system przed złodziejami?

Czy na działce może zdarzyć się sytuacja,

że w sieci pojawi się napięcie znacznie prze−
kraczające 220V (np. przy odłączeniu prze−
wodu zerowego)?

Czy warto przewidzieć możliwość sygnali−

zacji awarii do właściciela lub zaprzyjaźnio−
nych sąsiadów? Jak? Przez prosty nadajnik
radiowy pracujący w pasmie CB?