Wassersparender Bewässerungskreislauf

Wassersparender Bewässerungskreislauf

Der Artikel präsentiert eine einfache Idee eines wassersparenden Bewässerungssystems, mit der ein effizientes Wassermanagement und eine effiziente Wasserkontrolle in landwirtschaftlichen Betrieben und Bewässerungssystemen implementiert werden können.

Die Idee wurde von Herrn Ajinkya Sonwane, Herrn Akshay Kokane und Herrn Kunal Raut angefordert, die am AISSMS IOIT College of Engineering studierten.



Schaltungsziel

Gemäß der Anforderung muss das Wasser in Abhängigkeit von der Art der Ernte und ihrer Notwendigkeit mit einer vorgegebenen Rate kontrolliert und verwaltet werden.



Die einfachste Lösung hierfür könnte in Form von Magnet-Timern sein, die von den Landwirten einmal programmiert werden können, um ein tägliches automatisches Wassermanagement ohne weitere Eingriffe zu ermöglichen, bis sich die Ernte oder die Jahreszeit ändert. Der Timer soll extrem flexibel, einfach zu bedienen und kostengünstig sein.

Hier geht es darum, Gleichstrommagnetventile an verschiedenen Knoten des Verteilungsleitungsnetzes anzuschließen und diese Magnetventile mithilfe von Zeitschaltuhren zu steuern.



Die Zeitgebersteuereinheit könnte in einer bestimmten Position (Kontrollraum) positioniert werden, damit die Landwirte das Timing jederzeit nach Bedarf einstellen können, und die Signale könnten über Drähte zur Ausführung der gesteuerten Freigabe angemessen an die relevanten Ventile übertragen werden von Wasser über das gegebene Gebiet.

Die folgende Schaltungsidee mit dem IC 4060 kann als perfekt geeignet für das vorgeschlagene präzise Wassermanagement in Bewässerungssystemen angesehen werden.

Die Funktionsweise der Schaltung kann anhand folgender Punkte verstanden werden:



Schaltplan und Beschreibung


Der IC 4060 ist in seiner Konfiguration konfiguriert Standard Timer / Oszillator-Modus.

Pin # 10 und Pin # 9 sind der Zeitverzögerungseinstellung für die Ausgangs-Pinbelegung 3, 13, 14 und 15 zugeordnet.

Der Schalter SW1 erleichtert die Auswahl der Zeitverzögerung über die jeweiligen Widerstände, die entscheidet, wie lange der Ausgang des IC aktiv werden darf, und stellt sicher, dass das angeschlossene Magnetventil nur während dieser Zeit eingeschaltet und in einem Wasserversorgungsmodus bleibt.

Die angegebenen Zeitwiderstände für SW1 sind willkürlich angeordnet und müssen während der tatsächlichen Implementierung gemäß den Erntespezifikationen und der Wasserverfügbarkeit angemessen berechnet werden.

SW1 ist für eine 4-Positionen-Auswahl spezifiziert, die durch einfaches Verwenden eines Schalters mit mehr Kontakten und durch Hinzufügen einer nachfolgenden Anzahl von Widerständen in der entsprechenden Reihenfolge auf mehr Positionen erhöht werden kann.

SW2 ist ebenfalls ein Drehschalter, der mit SW1 identisch ist und zur Auswahl des Schaltmodus des Magnetventils positioniert ist.

Pin 3 bietet einen kontinuierlichen EIN-Modus für das Ventil für den ausgewählten Zeitschlitz, nach dem das Ventil bis zum nächsten Tag ausgeschaltet wird, während Pin 13, 14, 15 einen oszillierenden Aktivierungsmodus (EIN / AUS / EIN / AUS) für das Ventil bereitstellt Magnet, damit das Wasser kontrollierter verwaltet wird. Dies kann jedoch optional sein, wenn die Ventildüse für einen eingeschränkten Durchfluss gemäß den angegebenen Kriterien richtig dimensioniert ist.

Einstellung der Verzögerungszeit

Dies kann durch geeignete Berechnung der R- und C-Werte von Pin 10 und Pin 9 gemäß den folgenden Formeln erfolgen:

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

2.3 eine Konstante zu sein wird sich nicht ändern.

Es ist wichtig, die folgenden Kriterien korrekt einzuhalten, um ein einwandfreies Funktionieren der Ausgangsverzögerungen sicherzustellen.

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

Rt entspricht den Widerständen an Pin 10, R2 gilt für den Widerstand an Pin 11. C2 zeigt den Kondensator an Pin 9 an

Stromversorgung mit Solarpanel

Das gesamte System wird durch ein kleines Solarpanel mit Strom versorgt, wodurch das gesamte System vollautomatisch wird.

Wenn die Morgendämmerung einsetzt, steigt die Spannung des Solarpanels allmählich an und erreicht an einem bestimmten Punkt einen 12-V-Pegel, wodurch das angeschlossene Relais aktiviert wird.

Die Relaiskontakte verbinden sofort die Sonnenspannung mit der Schaltung, die den Vorgang initialisiert, bei dem der IC-Pin Nr. 12 durch C2 zurückgesetzt wird, wodurch der IC gezwungen wird, von Null an zu zählen.

Alle Ausgänge werden anfänglich mit einer Nulllogik gerendert, die sicherstellt, dass der TIP127-Transistor mit einem Einschaltzustand beginnt und das angeschlossene Magnetventil auslöst.

Wenn SW2 mit Pin 3 positioniert ist, bleiben der TIP127 und das Ventil eingeschaltet und führen kontinuierlich tropfend Wasser durch die Düse, bis der eingestellte Zeitpunkt abgelaufen ist und Pin 3 hoch wird.

Sobald Pin # 3 hoch geht, rastet das logische High sofort Pin # 11 des IC ein und verhindert, dass der IC weiter zählt, wodurch die Prozedur für den Tag dauerhaft eingefroren wird. Das logische Hoch wird auch an die Basis des TIP127 übertragen und zusammen mit dem Ventilsystem ausgeschaltet. Die Wasserversorgung der Pflanzen wird in diesem Moment gestoppt.

So setzen Sie das System zurück

In der Abenddämmerung, wenn das Sonnenlicht schwächer wird und unter den Relaishaltepegel fällt, wird das Relais ausgeschaltet, wodurch auch die zugehörigen Schaltungsstufen ausgeschaltet werden, bis am nächsten Tag ein neuer Zyklus ausgelöst wird.

PB1 wird verwendet, um das Verfahren jederzeit zurückzusetzen und einen neuen Start für die Schaltung zu ermöglichen.

Viele der oben erläuterten Systeme können an den angegebenen Knoten des Verteilungsrohrs implementiert werden, um das gewünschte präzise Wassermanagement in Bewässerungssystemen zu erreichen.

Berechnung der Timing-Widerstände für das wassersparende Bewässerungssystem

Die mit SW1 verbundenen Zeitwiderstände können mit einigen Experimenten wie folgt berechnet werden:

Jeder beliebig ausgewählte Widerstand kann anfänglich mit SW1 geschaltet werden, zum Beispiel wählen wir den 100k-Widerstand als Referenz.

Schalten Sie nun den Stromkreis ein, um die Prozeduren zu starten. Die rote LED leuchtet auf.

Sobald die Schaltung beginnt, überwachen Sie das Timing mit einer Stoppuhr oder einer Uhr und beobachten Sie, wann die grüne LED aufleuchtet und die rote LED ausschaltet.

Beachten Sie das Timing, das mit dem speziellen Widerstand erreicht wird, der in diesem Fall 100 K beträgt.

Nehmen wir an, es ergab sich eine Verzögerungszeit von 450 Sekunden, und als Maßstab konnten andere Werte einfach durch eine einfache Kreuzmultiplikation bestimmt werden, wie unten angegeben:

100 / R = 450 / t

Dabei steht R für den anderen unbekannten Widerstandswert und 't' für die gewünschte Zeitverzögerung des Magnetventils.

Wenn Sie weitere Vorschläge zu diesem wassersparenden Bewässerungskreislauf mit Timern haben, können Sie diese gerne in den Kommentaren ausdrücken.




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