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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Relé capacitivo para riego de micelio. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Hogar, hogar, hobby Cuando se cultivan hongos artificialmente en un invernadero, se requiere mantener cierta humedad del sustrato con micelio, regándolo con pequeñas porciones de agua y evitando el encharcamiento. El riego debe comenzar tan pronto como se sequen las gotas de agua restantes del anterior. Técnicamente, esto se puede hacer utilizando un relé capacitivo que reacciona ante la presencia de gotas. El relé controla una válvula solenoide que permite que el agua ingrese al sistema de riego. El relé capacitivo debe permitir el suministro de agua a un contenido de humedad del sustrato más bajo y prohibirlo a uno más alto, es decir, tener una histéresis. De lo contrario, el riego será demasiado frecuente, no se excluye el traqueteo de la válvula de agua, su apertura y cierre incompletos. La histéresis es fácil de proporcionar utilizando un relé electromagnético, cuyas corrientes de activación y liberación no son iguales. Pero con alta humedad, los contactos mecánicos no son confiables, por lo que es preferible controlar la válvula con una llave electrónica y proporcionar histéresis, por ejemplo, debido a una retroalimentación positiva. El prototipo del relé capacitivo, cuyo circuito se muestra en la fig. 1, sirvió como diseño de I. Nechaev ("Radio", 1988, No. 1, p. 33). El dispositivo descrito allí en un microcircuito CMOS con resistencias de hasta 6 MΩ resultó completamente inoperante en las condiciones de un ambiente característico de un invernadero con alta humedad. En la versión propuesta, se instala un microcircuito K155LAZ de la estructura TTL, la resistencia de las resistencias se reduce significativamente. Hay ajustes manuales del nivel de respuesta y el ancho de la zona de histéresis. Por motivos de seguridad eléctrica, el relé está diseñado para ser alimentado con 24 V AC, homologado para uso en invernaderos.
El sensor de humedad del micelio es de cuatro hilos trenzados en un haz de aislamiento de polietileno con un diámetro de 0,5 mm (para cobre). Los hilos adecuados se pueden quitar del cable telefónico CCI. Una pieza de paquete de 4,5 m de largo se enrolla en un marco que mide 180x160 mm de material aislante. Un extremo del segmento está aislado, cubierto con betún fundido y envuelto con una envoltura de plástico. Los cables del otro extremo se conectan en pares y se conectan a un relé capacitivo instalado cerca, pero por encima de la cobertura de las boquillas de riego. Dado que la constante dieléctrica del agua es muy alta, las gotas que se depositan en los cables del sensor aumentan la capacitancia entre ellos de aproximadamente 300 a 600 pF. Se ensambla un multivibrador simétrico en los elementos DD1.1 y DD1.2 que, como ha demostrado la prueba, funciona de manera más confiable que uno asimétrico. El multivibrador genera pulsos rectangulares con una frecuencia de 50 kHz. Un circuito diferenciador R1.2C5 está conectado a la salida del elemento DD4. Dado que el capacitor C4 forma un divisor de voltaje capacitivo con la capacitancia del sensor Cx, la amplitud de los pulsos diferenciados basados en el transistor VT1 depende de la cantidad de humedad depositada en los cables del sensor. El condensador C3 se está separando. En el emisor del transistor VT1, solo se destacan las puntas de los pulsos de polaridad positiva y forma aproximadamente triangular. El umbral de corte depende del voltaje de polarización suministrado a la base del transistor VT1 a través de las resistencias R3 y R4. A medida que disminuye el umbral, aumentan la amplitud y la duración de los pulsos. Se observa un efecto similar con una disminución en la capacitancia del sensor Cx. A la salida del elemento DD1.3: pulsos rectangulares de bajo nivel lógico, cuya duración depende de la posición de la resistencia de corte R6, la humedad del sensor y la magnitud del voltaje de retroalimentación suministrado a través de la resistencia R3. A un nivel bajo en la salida del elemento DD1.3, el capacitor C7 se descarga a través del diodo VD6, a un nivel alto, se carga lentamente a través de la resistencia R9. La capacitancia del capacitor C7 se elige lo suficientemente grande como para que no tenga tiempo de cargarse o descargarse por completo. El valor promedio del voltaje a través de él es aproximadamente inversamente proporcional a la duración de los pulsos. Si el voltaje en el capacitor C7 (teniendo en cuenta la caída de voltaje en la sección base-emisor del transistor VT2) está por debajo del umbral de conmutación del elemento DD1.4, se suministra el voltaje de alto nivel lógico de la salida de este elemento. a través de la resistencia R12, el seguidor de emisor en el transistor VT3 y la resistencia R14 al trinistor del electrodo de control VS1. El trinistor, incluido en la diagonal del puente de diodos VD1-VD4, abre y cierra el circuito de alimentación de la electroválvula YA1. Se permite el riego. Parte del voltaje de salida del elemento DD1.4, el cambio extraíble de la resistencia de sintonización R13, sirve como una señal de retroalimentación positiva que crea la histéresis necesaria. A medida que se humedece el sustrato del hongo, aumenta la capacitancia del sensor Cx. Esto conduce a una disminución en la amplitud de los pulsos basados en el transistor VT1 y un aumento en el voltaje a través del capacitor C7. Cuando se alcanza la humedad suficiente, el nivel de alto voltaje en la salida del elemento DD1.4 se reemplaza por uno bajo, el trinistor VS1 se cierra y la válvula YA1 detiene la entrada de agua al sistema de riego. La opción considerada está diseñada para la válvula YA1, controlada por tensión alterna. Si la válvula u otro actuador se alimenta con corriente continua, los circuitos de alimentación del relé capacitivo se pueden montar de acuerdo con el circuito que se muestra en la fig. 2.
Se ensambla un rectificador de media onda en el diodo VD5, los condensadores C5, C6 y la resistencia R7. El estabilizador del transistor VT4 proporciona un voltaje de 5 V en su salida para alimentar el chip DD1. La placa de circuito impreso del relé capacitivo y la ubicación de las piezas se muestran en la fig. 3. El dispositivo utiliza resistencias MSC condensadores BM y MBM, condensadores de óxido K50-6 y C5 y C6 están instalados fuera de la placa. El transistor VT4 está equipado con un disipador de calor con un área de 20 cm2. Con una potencia pequeña (menos de 3 W) de la válvula de riego, no es necesario eliminar el calor del tiristor VS1.
Al configurar el relé, debe seleccionar el condensador C4, cuya capacitancia debe ser aproximadamente una vez y media la capacitancia del sensor seco. El umbral de respuesta está regulado por una resistencia de sintonización R6, y la histéresis (la diferencia entre los umbrales de respuesta y liberación) es R13. Si el modo óptimo de operación se logra solo cuando estas resistencias se colocan en sus posiciones extremas, se deben cambiar los valores de las resistencias R3 y R4. Autor: Yu.Egorov, Moscú
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