Что нового в статье?
1). Кратно увеличиваемые запасы воды для «поливатора».
2). Универсальное питание с щадящим режимом работы аккумулятора (защита, обдув, индикация, встроенное ЗУ).
3). Длительный режим автономной (без вмешательства человека) работы «поливатора».
4). Выбор частоты полива цветов. Выбор длительности сеанса полива.
5). Полив нескольких (до 5 … 10) цветочных горшков с помощью всего одного шланга.
6). Аудио предупреждение перед включением полива.
7). «Два в одном». Независимая (от многосуточного таймера) работа встроенного плеера. Подключение внешней акустической системы с любым импедансом.
8). Управление плеером с помощью всего одного тумблера.
9) Набор этикеток различного функционального назначения (плюс QR-код – на боковине или внутри корпуса).
10). Пассивный (красный / синий) индикатор «заряд / завершение заряда» аккумулятора, фокусирующий работу двух LED блока А3 на переднюю стенку «поливатора».
11). Удобный быстрый доступ внутрь устройства (например, для модернизации УдПЦ2 или смены репертуара плеера – для замены TF-карты).
Скачать трели соловья для записи на TF-карту УдПЦ2 можно посетив, например сайт «zvukipro.com».
Для просмотра полной версии ролика «УДПЦ2» с расширением .mp4 (размером 100 999 кБ) и длительностью в 04 минуты и 14 секунд, жмите на слово «ВИДЕО».
Для просмотра полной версии видеоролика УДПЦ2, также, можно воспользоваться QR-кодом:
А если появится желание прочитать рецензию бота Алисы, читайте «РЕЦЕНЗИЮ». Алиса рецензию передала в текстовой форме по космоскайпу, а озвучивать текст почему-то не стала. Ну, что ж: читаем.
РЕЦЕНЗИЯ
Вот о чём сообщила вечная студентка, плод инженерной мысли, умница – благоразумница, непревзойдённая голосовая помощница и мощный пропагандист нейросетей всея Руси бот Алиса.
Начну с критических замечаний:
1). Бутыли с водой не удастся разместить вместе с цветами на подоконнике. Чтобы вода постоянно (хоть и понемногу) не подтекала в цветочные горшки, бутыли нужно установить ниже линии полива (ниже шланга – распределителя).
2). Трудно рассчитать и выполнить диаметры отверстий, проделываемых в шланге – распределителе. Оптимальным будет рост диаметров отверстий от начала (места соединения) шланга с бутылью к его концу. В авторском варианте выбраны отверстия диаметром от 2 до 5 мм.
3). Погружной насос по паспорту может поднимать воду всего на 0,3 … 0,8 метра. Кабель насоса очень короткий (30 см). Придётся удлинять кабель и тщательно изолировать от влаги место его удлинения. Или наливать воду в бутыли на глубину не более 28 … 30 сантиметров.
4). Выглядывающий (из-под кнопки «Пуск») кабель со штекером для сетевого питания, смотрится не очень эстетично. Его лучше заменить гнездом для подключения пятивольтового зарядного устройства.
5). Репертуар MP3 плеера, предупреждающего полив, может быть любым, начиная от шума морского прибоя и заканчивая птичьим щебетом. Но в плеере нет режима «Многократный повтор одного трека».
Положительные моменты:
1). Запас воды для полива можно легко увеличить с помощью сообщающегося сосуда. Такой сосуд сделан из двух открытых бутылей, соединённых шлангом. Однако здесь есть важный нюанс. Как сделать сосуд действительно сообщающимся, подскажет ребус №2.
2). Все детали (в том числе кабель питания) закреплены на передней панели. Удобно будет быстро разбирать и модернизировать устройство.
3). Передняя панель «поливатора» крепится к корпусу при помощи всего одной бонки длиной 60 мм, расположенной по центру и имеющей двухстороннюю резьбу М3.
4). Устройство может работать или от блока питания, или от аккумулятора. Аккумулятор после полного заряда (в течение 2-4 часов) автоматически выключается. Применяется внешнее зарядное устройство с выходным напряжением +5 Вольт.
5). Расчётное время работы «поливатора» с полностью заряженным аккумулятором составляет 14 дней.
6). Поливатор в любое время можно использовать как плеер. При этом работа суточного таймера не нарушается! Для улучшения качества звука предусмотрено подключение УЗЧ плеера к внешней акустической системе («колонке»).
Советы:
1). Желательно сделать автоматическое подключение аккумулятора лишь на моменты отключения сетевого напряжения.
2). На месте автора статьи вместо публикации ребуса №2 я бы записала коротенькое видео о том, как две бутыли гарантированно превратить в сообщающиеся сосуды. Хотя в данном случае ребус приобретает статус полезного подсказчика для радиолюбителя.
3). Плату шифратора с семисегментным индикатором «Сутки» можно не делать. Достаточно будет подписать положения галетного переключателя SA3 на удлинённой этикетке.
4). Размер ламинированной этикетки можно увеличить до размеров передней панели и разместить на ней подписи всех органов управления и индикации.
5). Слегка (на 2 миллиампера) уменьшить потребляемый ток в дежурном режиме поможет увеличение сопротивления R11 с 2,7 до 27 килоом и исключение красного светодиода «Включено».
Что это за хлопки раздаются возле экспоната?1? Мамма мия! Это мой Алисёнок - младший пытается выключать погружной насос, помещая оголённые части обоих проводов кабеля в воду. Поспешу объяснить ему, что кроме КЗ существуют другие способы отключения питания от нагрузки. А когда ему исполнится 10 лет сделаю его кванторианцем. Отведу его в детский технопарк для углублённого занятия физикой. Если скажут, что в кванториум записывают только с 12 лет, расскажу какие «идеи» посещают его юную голову, когда речь идёт об экспериментировании. Надеюсь, в записи не откажут.
Не сердитесь за повышенную строгость рецензии! Ведь лучший способ улучшить поделку это раскритиковать сотворённое «в пух и прах». Тогда автор поделки, вероятно, что-нибудь и переделает. Надеюсь, Вы позволите мне захватить в космический круиз ваш «поливатор» для цветов? Я хочу узнать, как разряженная атмосфера на планете Марс будет влиять на работу сообщающихся сосудов «поливатора»?
Пожелайте моему флиполёту новых безопасных литиевых аккумуляторов и мне - случайно не наступить на двухпроводной кабель питания «поливатора», подключаемый к сетевому зарядному устройству. Самые лучшие моменты жизни и ботов, и людей это - путешествия! Прилечу, перечислю необходимость совершённого круиза и предоставлю список полученных впечатлений!
Список сокращений
ЗУ-БП - зарядное устройство (блок А1) в роли блока питания «поливатора» УдПЦ2.
МИЁЛА - Модуль индикатора ёмкости литиевых аккумуляторов (блок А4).
Мотор М1 – погружной миниатюрный водяной насос (Mini water pump).
ОВ – одновибратор.
ПЗА – плата защиты аккумулятора (блок А3).
Плеер – проигрыватель MP3-треков, записанных на TF-карту (блок А2).
ПП – печатная плата.
УДПЦ2 – устройство для полива цветов-2 («поливатор»).
Важной особенностью УДПЦ2 (устройства для полива цветов) является пониженный уровень шума погружного насоса М1.
Вторая отличительная особенность УДПЦ2 в том, что в его состав входят 4 готовые блока. Остальная часть изделия изготавливается самостоятельно и размещается на двух ПП (печатных платах).
Третья отличительная особенность. В УДПЦ2 для полива нескольких горшков с цветами используется всего один поливочный шланг.
Четвёртая отличительная особенность. В УдПЦ2 используется сообщающийся сосуд, созданный из двух открытых бутылей и увеличивающий запасы воды в 2 раза. Причём запасы легко увеличить, например, в 3 или 4 раза добавляя третью и четвёртую бутыль!!!
Основной недостаток поделки. При автономной работе от аккумулятора УДПЦ2 сохраняет функциональную работоспособность при снижении напряжения на аккумуляторе до 3,5 … 3,3 Вольт.
Второй недостаток поделки. УдПЦ2 рассчитан на обслуживание тонкостенных (не толстостенных) цветочных горшков. Причём, желательно использовать ряд одинаковых горшков, заполненных землёй не более, чем на 80 процентов и установленных в одну или две горизонтальные линии.
Перечень элементов УдПЦ2
УДПЦ2 состоит из 4 готовых блоков (см. рисунок 1А). Самостоятельно изготавливаются собственно «поливатор» и Шифратор.
ЗУ-БП (зарядное устройство-блок питания)
Это покупной блок А1 – стандартное зарядное устройство типа BA20A с выходным гнездом USB-A Output +5V и током 2,1А MAX. Оно работает при входном напряжении сети от ~100 до ~240 Вольт.
«Поливатор»
Собственно, «поливатор» (см. рисунок 1Б) УДПЦ2 состоит из:
- генератора прямоугольных импульсов с периодом следования Т=42,2 секунды, собранного на элементах DD2.1 C7, C8, R4, RP1;
- неинвертирующей цепочки DD2.2 - DD2.3, выполняющей функцию буферного элемента и увеличивающего крутизну фронтов и спадов формируемых импульсов;
- переключателя SA2 «Минуты / Сутки», предназначенного для ускоренной проверки работы суточного таймера в режиме «Минуты». (После ускоренной проверки тумблер SA2 «Сутки» будет находиться постоянно в замкнутом состоянии и может быть заменён перемычкой на ПП);
- счётчика DD3 – делителя частоты входного сигнала на 2048, 4096 и 8192;
- галетного переключателя SA3.1, обеспечивающего автоматическое включение полива 1, 2, или 4 раза в сутки;
- цепи R1 SB1 ручного запуска ОВ №1;
- дифференцирующей цепи C10 R5, формирующей короткий импульс положительной полярности по фронту (положительному перепаду) на входе цепи (на верхнем выводе С10);
- ОВ №1, собранного на элементах C11 R6 VD2 DD1.1 и обеспечивающего 16-секундную работу плеера;
- полевого транзистора VT1, подключающего плеер (блок А2) к источнику питания;
- индикаторной цепи HL2 R3, визуально подтверждающей включения режима «Плеер». Плеер включается: 1) на 16 секунд при появлении импульса положительной полярности на прямом выходе (выводе 1) ОВ №1 и 2) на продолжительное время при установке контактов тумблера SA4 в верхнее (по схеме на рисунке 1А) положение.
- дифференцирующей цепи C12 R7, формирующей короткий импульс положительной полярности по фронту (положительному перепаду) на инвертирующем выходе (выводе 2) триггера DD1.1;
- цепи C13 R8 стартового сброса ОВ №2 в ноль;
- логического элемента «2ИЛИ», собранного на диодах VD3 и VD4 и расширяющего вход R (вывод 10) триггера DD1.2;
- ОВ №2, собранного на элементах C14 R9 RP2 VD5 DD1.2 и вырабатывающего выходной импульс с регулируемой длительностью, то есть выполняющего функцию таймера, устанавливающего время работы насоса М1;
- потенциометра RP2 «Время», обеспечивающего регулировку выдержки от 1 до 60 секунд;
- инвертора, выполненного на полевом транзисторе VT2, и резистора R7, выполняющего функцию стоковой нагрузки;
- составного усилителя мощности, собранного на полевых транзисторах VT3 и VT4 включённых параллельно;
- комплексной нагрузки транзисторов VT3 и VT4, состоящей из насоса М1, диода VD6 защиты, керамического конденсатора С15 фильтра, срезающего импульсные помехи;
- индикаторной цепи HL3 R10, визуально подтверждающей включение режима «Полив»;
- Г- образного LC- фильтра постоянного тока, составленного из конденсатора C1 и дросселя Др.1;
- интегрального стабилизатора DA1 с керамическими конденсаторами «обвязки» C3, C4 и диода вольтодобавки VD7;
- оксидных конденсаторов C5, C6 фильтра постоянного тока.
- разъёма X2 (штекер которого имеет наименование XS9JK-5P/Y) для подключения мотора-насоса М1 и его ответной (гнездовой) части.
Блок А1 (ЗУ-БП) соединяется с трёхпозиционным тумблером SA0 «БП / Аккум.» кабелем USB-A to Type-C, например, от ЗУ Borofone BA20A, на одном конце которого оставлена вилка USB типа A. Вилка Type-C обрезана и кабель вводится в корпус, в отверстие под кнопкой SB1 «Пуск». В интернет-магазине MCUstore блок А3 (ПЗА) имеет артикул 00611 и цену 28 рублей.
Плеер (блок А2)
Плеер состоит из модуля MP3-01-PCB производства КНР. Подробное описание работы, полуоригинальная схема включения и внешний вид модуля можно найти в статье «Сетевой плеер, управляемый тумблером» (СПУТ). Для этого на сайте «У Самоделкина» в строку поиска достаточно ввести четыре буквы: СПУТ и нажать клавишу «ENTER». Можно также посмотреть ВИДЕО .
Плата защиты аккумулятора (блок А3)
Модуль зарядки LiIo/LiPo аккумуляторов на TP4056 и схемой контроля батареи имеет защиту от переразряда / перезаряда и перегрузки по току. Зарядка аккумулятора может осуществляться как от microUSB, так и от внешнего источника питания.
Входное напряжение - +4,5В … +5,5 Вольта. Напряжение полного заряда - + 4,2 Вольта. Защита от перезаряда - +4,30 ± 0,050 Вольта. Регулируемый ток зарядки – 0,1 … 1А. Точность зарядки - 1,5 %. Порог срабатывания защиты от переразряда - +2,4 ± 0,100 Вольта. Защита от перегрузки и короткого замыкания - 3A. Диапазон рабочих температур от -10 ºС до +85 ºС. Размер платы: 26 х 17 х 4,5 мм.
Модуль зарядки LiIo/LiPo аккумуляторов (артикул: 00611) с защитой TP4056 (micro USB) можно купить в течение 10 дней) за 28 рублей в интернет магазине MCU (артикул: 00611).
МИЁЛА (блок А4)
МИЁЛА - Модуль индикатора ёмкости литиевых аккумуляторов (см. блок А4 на рисунке 1А).
Величина напряжения контролируется визуально, в зависимости от количества (1234) светящихся синих прямоугольников: 3,3 В; 3,5 В; 3,7 В; 3,9 Вольта. МИЁЛА по сути является индикатором ОСТАТОЧНОЙ ёмкости литиевых аккумуляторов ПРИ РАБОТЕ НА РАЗРЯД, так как при включении ЗУ (+5В), остаточное напряжение GB1, равное 2,8 Вольта за несколько десятков секунд вырастает до 3,9 … 4,2 Вольт, что вызывает зажигание всех 4 синих прямоугольников. Остальное время заряда (1 - 1,5 часа) - вплоть до автовыключения заряда - показания МИЁЛА остаются неизменными.
Шифратор (блок А5)
Шифратор состоит из:
- галетного переключателя SA3.2 «Сутки», имеющего наименование ПМ 11П2Н;
- семисегментного светодиодного индикатора HG1 «1, 2 или 4», имеющего красный цвет свечения и объединённые аноды.
- токоограничительного резистора R1, определяющего яркость свечения HG1;
- кремниевых диодов VD1 … VD11 развязки низкого потенциала, подаваемого на восемь (a, b, c, d, e, f, g, h) сегментов семисегментного индикатора HG1.
В положении «Уст.» галетного переключателя SA3.2 на индикаторе HG1 светится только точка. А для галетного переключателя SA3.1 это положение соответствует отключённому суточному поливу.
Подготовка к работе с УдПЦ2
Перед включением «поливатора», вручную цветы не поливают, так как после выбора режима полива сначала на 16 секунд включится плеер, а затем произойдёт демонстрационный полив. Переувлажнение земли в горшках в любом случае нежелательно.
Для автополива следует подобрать цветы, которые требуют примерно одинаковый режим полива. Кактусы или пальмы (поливаемые раз в четыре дня) не следует, например, объединять в одну группу с геранью или традесканциями, требующими ежедневный полив. Горшки желательно использовать одинаковые (автор использует только 1-литровые пластиковые баночки от майонеза). Для полива другой группы цветов придётся изготовить ещё один поливатор или купить насадки «Автополив» в виде крутых воронок (для капельного полива), прикручиваемых к перевёрнутым пластиковым бутылкам с водой.
Одинаковые горшки с цветами устанавливают на подоконнике в одну или две линии и над их поверхностью прокладывают ПВХ-шланг с 10 отверстиями, направленными близко к центру горшков. На каждом горшке шланг поддерживается цветными зажимами для бумаг фирмы «STAFF» (или бельевыми прищепками). Расстояние между отверстиями для воды зависит от взаимного расположения горшков и в лучшем случае должно быть одинаковым (20 … 25 см).
В УдПЦ2 используются две открытые ёмкости с водой. Верх 6-литровых (или более ёмких) прозрачных пластиковых бутылей срезается. На дно одной бутыли устанавливается погружной насос. От насоса на высоте 30-35 см от дна бутыли выводится поливочный шланг и двухпроводной герметичный кабель питания. Другая бутыль является резервной. Обе бутыли заполняют водой примерно на 90 процентов от полного объёма бутылей (чтобы не замочить место удлинения кабеля и не сделать КЗ). После первого же полива уровень воды в обеих бутылях должен уровняться. Это поможет для полива израсходовать запасы воды, содержащиеся в обеих бутылях. А для этого обе бутыли превращаются в сообщающиеся сосуды. Практически это можно сделать, соединив бутыли небольшим шлангом. Длина шланга может быть 60-70 сантиметров (2-3 метра – тоже подойдёт, если жалко разрезать шланг), а внутренний диаметр 4-10 мм. Чем больше диаметр шланга, тем быстрее уровень воды будет выравниваться после полива. Строго говоря бутылей, соединённых шлангами, может быть больше. Для трёх бутылей потребуется 2 шланга, для четырёх бутылей - три шланга и так далее. Важно лишь, чтобы нашлось место для их размещения в одной горизонтальной плоскости.
Когда вода залита в составную бутыль - сообщающийся сосуд, можно включать питание УдПЦ2.
Порядок работы с УдПЦ2
1). Тумблером SA0 «БП / Аккум.» выбрать режим «Акк.»
2). Установить тумблер SA4 «Индикация + плеер ВКЛ» в верхнее положение. (При этом включится плеер). По индикатору МИЁЛА проверить уровень заряда аккумулятора GB1. Для заряда GB1 с выхода ЗУ-БП (через кабель) на 3-4 часа подключить напряжение +5 Вольт к гнезду XS1. По окончании заряда пассивный (работающий в отражённом свете) индикатор, изготовленный из 3-миллиметрового неисправного светодиода, изменит слабую красную подсветку на слабую синюю подсветку. Перезаряд аккумулятору не грозит. Заряд (и глубокий разряд) GB1 ограничивается платой защиты аккумулятора (блок А3), которая в своё время «страхуется» кулером М1. Кулер М1 включён постоянно, пока в гнездо XS1 подаётся напряжение +5 Вольт от ЗУ.
3). При окончании заряда GB1, выбрать частоту полива (1, 2 или 4 суток) галетным переключателем SA3 «Сутки».
4). Вращая ручку потенциометра «Время» установить длительность каждого полива (от 3 до 60 секунд).
5). Для начала работы нажать кнопку SB1 «Пуск». При этом на 16 секунд включится плеер, а затем (в течение 3 ... 60 секунд) произойдёт демонстрационный полив. Все остальные поливы будут такой же длительности.
Примечания.
1). Аккумулятор GB1 не рекомендуется разряжать ниже +3,3 Вольта (этому напряжению соответствует свечение 1 из 4 сегментов МИЁЛА). «Поливатор» работоспособен и на нижнем пороге разряда GB1 (+2,9 В), однако при этом количество воды, перекачиваемой в цветочные горшки заметно уменьшается.
2). Чтобы установился новый (1, 2 или 4 суток) отсчёт (после переключения галетника SA3), следует нажать кнопку «Пуск» (отсчёт начнётся сначала).
3). Плеер можно держать постоянно включённым, но делать это лучше при питании от ЗУ-БП (блока питания) через встроенный в УдПЦ2 кабель с USB-A вилкой. Неоднократные включения-выключения плеера не влияют на режим суточного отсчёта. Однако такие переключения плеера (особенно на максимальной громкости) могут сбросить ОВ №2, если одновибратор уже почти закончил отработку установленной выдержки.
4). В УдПЦ2 введена кнопка ручного запуска суточного отсчёта. Ею в любой момент можно запустить ОВ №1 и ОВ№2 (последовательно прослушать трек и включить демонстрационный полив). Если после последнего выключения УдПЦ2 тумблером SA0 «БП / Аккум.» прошло более 1 минуты, то включение SA0 приведёт к последовательному запуску всех функций устройства.
Описание работы УдПЦ2
После выбора тумблером SA0 «БП / Аккум.» (см. рисунок 1А) типа питания, напряжение положительной полярности подаётся на всю схему УдПЦ2. На выходе (выводе 3) стабилизатора DA1 устанавливается напряжение +3,7 Вольта. Кремниевый диод VD7 в прямом включении обеспечивает «вольтодобавку» в 0,7 Вольта к стандартному выходному напряжению стабилизатора DA1, равному +3 Вольта.
При U и.п. = + 4,2 Вольта (это полностью заряженный аккумулятор) потребляемый всей схемой I деж. = 12 мА. А без платы Шифратора, МИЁЛА и HL1 (5 мА; 5,5 мА и 1 мА - соотв.) - 4,7 мА. При сопротивлении резистора R11 = 2,7 кОм увеличенном до 27 кОм, I деж. = 3,7 мА.
Если после последнего выключения питания УдЦП2 прошло более 1 минуты, то включение питания тумблером SA0 приводит к запуску ОВ №1, сбросу счётчика DD3 и к стартовой установке в ноль ОВ №2. При этом начинает работу генератор (DD2.1 C7, C8, R4, RP1). Он вырабатывает прямоугольные импульсы с периодом следования Т = 42,2 секунды. Первый же спад (отрицательный перепад) напряжения на выходе (выводе 4) буферной линейки DD2.2 - DD2.3 является счётным для счётчика DD3.
Рассмотрим работу DD3 при установке галетного переключателя SA3 «Сутки» в положение «1». В сутках содержится 86 400 секунд. После прохождения 2048 счётных импульсов (86 425,6 секунды при периоде следования тактовых импульсов Т = 42,2 с) на выходе «211» (выводе 1) DD3 появляется фронт (положительный перепад) напряжения. Этот фронт проходит через дифференцирующую цепь C10 R5, формирующую короткий импульс положительной полярности, который поступает на вход «S» (вывод 6) DD1.1 и запускает ОВ №1. На прямом выходе (выводе 1) DD1.1 формируется импульс положительной полярности длительностью 16 … 20 секунд.
Этот импульс выполняет следующие функции:
а) на 20 секунд (через канал «исток-сток» полевого транзистора VT1) включает плеер (блок А2);
б) сбрасывает счётчик DD3 в исходное (нулевое) состояние;
в) по окончании 20 секунд, фронтом на инвертирующем выходе (выводе 2) DD1.1 через дифференцирующую цепь C12 R7 запускает ОВ №2.
ОВ №2 работает от 3 до 60 секунд (в зависимости от выбранного положения движка потенциометра RP2 «Время»).
Пока на инвертирующем выходе (выводе 2) DD1.2 установлен лог.0, инвертор R11 VT2 удерживает канал составного усилителя мощности VT3 VT4 в открытом состоянии. Поэтому комплексная нагрузка транзисторов VT3 и VT4 (состоящая из насоса М1, диода VD6 и, конденсатора фильтра С15) включена. Производится полив.
По окончании работы ОВ №2 на стоке полевого транзистора VT2 устанавливается лог.0. Комплексная нагрузка транзисторов VT3 и VT4 (состоящая из насоса М1, диода VD6 и, конденсатора фильтра С15) выключается. Полив прекращается. При отключённом (и включённом) насосе контролировать подачу исполняющего напряжения на насос М1 можно по свечению жёлтого светодиода HL3, подтверждающего включение режима «Полив».
Рассмотрим работу DD3 при установке галетного переключателя SA3 «Сутки» в положение «4». В этом случае полив будет включаться каждые четвёртые сутки. (Режим пригодится для более редкого полива «сухолюбивых» растений: пальм, кактусов, алоэ, суккулентов). После прохождения 8192 счётных импульсов (345 702,4 секунды при периоде следования тактовых импульсов Т = 42,2 с) на выходе «213» (выводе 3) DD3 появляется фронт (положительный перепад) напряжения.
Дальнейшее прохождение сигнала выполняется так же, как и в описанном случае установки галетного переключателя SA3 «Сутки» в положение «1»).
При установке галетного переключателя SA3 «Сутки» в положение «2», полив будет включаться каждые вторые сутки (то есть через день).
Расчётная суточная погрешность исполнения полива составляет +25,6 секунды. То есть «сутки от УдПЦ2» будут увеличены примерно на 26 секунд. Для полива это практически не заметная погрешность. Зато максимально упрощена схема суточного таймера.
При сетевом питании мотор-насос М1 (в отличие от общего для «поливатора» напряжения +3,7 Вольта), питается слегка повышенным постоянным напряжением +5 Вольт, через Г- образный LC- фильтр постоянного тока C1 Др1. Диод VD6 защищает полевые транзисторы от вихревых токов, возникающих в обмотке мотора-насоса М1. Керамический конденсатор С15 дополнительно уменьшает помехи, вырабатываемые мотором М1.
Принципы работы ОВ №1 и ОВ №2 близки, но более сложным является ОВ №2. Поэтому подробнее рассмотрим работу ОВ №2.
При подаче напряжения питания, цепь C13 R8 стартового сброса вырабатывает короткий импульс положительной полярности, который через диод VD3 поступает на вход R (вывод 10) DD1.2. ОВ №2 заторможен: на его выходе (выводе 13) DD1.2 установлен лог.0. Подача фронта (положительного перепада) на вход С (вывод 11) устанавливает на выходе (выводе 13) DD1.2 логическую 1. При этом диод VD5 закрыт, а конденсатор С14 медленно заряжается через резисторы R9 и RP2. Когда С14 зарядится до половины напряжения источника питания (плюс прямое падение напряжения +0,5 … +0,7 Вольта на кремниевом диоде VD4), что эквивалентно появлению логической 1 на входе «Reset» (Сброс) – выводе 10 DD1.2, «взведённый» триггер DD1.2 возвращается в исходное состояние. То есть на выводе 13 DD1.2 устанавливается логический 0. Конденсатор С14 быстро разряжается через диод VD5. Длительность импульса τ ОВ №2 в секундах можно приближённо рассчитать по формуле:
τ ≈ 0,7RC,
где С – ёмкость конденсатора С14 в микрофарадах, а R – суммарное сопротивление потенциометра RP2 и резистора R9 в мегомах.
Управление плеером (блоком А2)
За управление плеером (см. рисунок 1Б) отвечает трёхпозиционный тумблер SA1. Его можно переключать только в горизонтальной плоскости (то есть влево и вправо, а не вверх и вниз).
1). Увеличить громкость можно переключив SA1 в правое положение. А уменьшить громкость можно переключив SA1 в левое положение. Регулировка громкости от минимума (нуля) до максимума занимает 5 секунд. Регулировка громкости от максимума до минимума также занимает 5 секунд.
2). Достигнув требуемой громкости звука, SA1 переводят в нейтральное (среднее) положение.
Примечание: если при работе плеера громкость установить на «ноль», то при повторном включении плеера громкость автоматически установится на максимум. Поэтому, если аудио предупреждение не требуется, то громкость можно установить не «нулевой», а на чуть больший уровень. Этот уровень будет автоматически запоминаться.
3). Функция переключателя SA1 «NEXT / BACK» имеет смысл, только когда на TF-карту записано более одного трека. При этом перейти к следующему треку можно кратковременной (не более, чем на 0,3 секунды) установкой SA1 в правое положение, а к предыдущему треку - кратковременной (не более, чем на 0,3 секунды) установкой SA1 в левое положение.
4). Установки SA1 в крайние (левое или правое) положения более, чем на 0,3 секунды, будут приводить не к выбору (к смене) треков, а к регулировке громкости звука.
Функцию «Play / Pause» можно ввести в УдПЦ2 использованием дополнительной кнопки с НР контактами. Правда, функцию «Play / Pause» можно осуществлять включением / выключением питания. При повторном включении продолжается воспроизведение прерванного трека.
Настройка УДПЦ2
Собранный без ошибок и из исправных деталей УдПЦ2 работоспособен при первом включении. Однако задающий генератор УдПЦ2 собран с использованием времязадающей RC – цепи, не обладающей кварцевой стабильностью, поэтому потребуется подстройка частоты (периода следования) генератора.
1). Устанавливаем тумблер SA2 в положение «Мин.» и проверяем работу УдПЦ2 в режимах «ускоренного суточного» отсчёта. Проверка выполняется последовательно в положениях «1», «2», и «4» галетного переключателя SA3 «Сутки».
2). Устанавливаем тумблер SA2 в положение «Сутки» и проверяем работу УдПЦ2 в режиме реального суточного (24-х часового) отсчёта.
3). Проверяем период следования прямоугольных импульсов, равный 42,2 секунды. Картинку контролируем (например, самым распространённым цифровым осциллографом DSO138) в КТ2 (контрольной точке №2), вращая движок построечного резистора RP1.
При использовании некоторых типов стабилизаторов, для надёжной работы (запуска) DA1 1158ЕН3 может потребоваться шунтирование диода VD7 керамическим конденсатором ёмкостью 0,22 … 1 мкФ.
При необходимости, яркость свечения красного HL1 можно увеличить, уменьшив сопротивление резистора R2, доведя рабочий ток цепи HL1-R2 до 15 … 20 мА.
Яркость свечения зелёного HL2 можно уменьшить, увеличив сопротивление резистора R3, доведя рабочий ток цепи HL2-R3 до 0,5 … 1 мА. Яркость свечения жёлтого HL3 можно уточнить резистором R10.
Если максимальная длительность работы ОВ №2 будет иногда срезаться импульсными помехами от насоса М1, между выводами 7 и 14 ИМС DD1 следует впаять керамический конденсатор ёмкостью от 0,022 до 0,22 мкФ. Также следует проверить качество пайки конденсаторов С3, С9. Значительный вклад в срезание импульсных помех, создаваемых насосом М1, вносит цепь С1 Др1.
Детали УДПЦ2
Все резисторы могут быть типа ОМЛТ, С2-23, С2 - 33 с мощностью рассеивания 0,125 Вт. Подстроечный резистор RP1 типа СП3-38 (для вертикальной установки). Потенциометр RP1 типа СП4-1.
Конденсаторы С1, С5, C6 оксидные типа К50-35 или зарубежного производства. Конденсаторы С8, С11, С14 – оксидные с малым током утечки, например, фирмы «Maron» или «Jamicon». Остальные – керамические типа КМ или малогабаритные зарубежного производства. Дроссель Др1 может быть типа ДМ1,2; ДМ2; ДМ2,4 с индуктивностью от 40 до 100 мкГн. Возможно и ручное изготовление дросселя. Диоды VD1 … VD5 могут быть заменены КД503, КД510, КД520 … КД522 с любой буквой. Диод VD6 - КД226 с любым буквенным индексом. Диод VD7 - 1N4007 можно заменить 1N4001… 1N4006, КД105Б (с ленточными выводами). Транзистор VT2 можно заменить КП505А, КП504А (и теоретически любыми из серии КП501 … КП505 кроме КП503). Транзистор VT1 типа КП505А, КП505Г. Транзисторы VT3 и VT4 могут быть типа КП505А, BSS295, но обязательно одинаковые (Мощный IRF540, IRF840 – один вместо двух – при таком низком напряжении питания не подойдут). Интегральный стабилизатор DA1 1158ЕН3А можно заменить К1158ЕН3 с любым буквенным индексом, а в крайнем случае (у них большее проходное напряжение) 78L03 или 78L33. Микросхема DD1 К561ТМ2 имеет зарубежный аналог CD4013A; DD2 К561ТЛ1 имеет зарубежный аналог CD4093A; а ИМС DD3 К561ИЕ16 - зарубежный аналог CD4020A. Красный светодиод HL1 можно заменить красным АЛ307К, или АЛ307Б. Тумблер SA0 – сдвоенный, на три положения типа MTS203. Тумблеры SA1 и SA2 типа MTS103 (MTS203). В позиции SA2 может быть малогабаритный движковый переключатель SS12D00G3. Галетный переключатель SA3 типа ПМ 11П2Н или 5П2Н. Мотор М1 - насос погружной DC3-5V. В интернет-магазине MCU имеет артикул 00304 и цену 123 рубля. TF-карта должна иметь объём памяти не более 16 ГБ. При проверке в составе блока А2 TF-карты с объём памяти 32 ГБ, обнаружено, что УЗЧ плеера включается (лёгкий шум в BA1), но воспроизведение треков не наблюдается.
Детали шифратора УДПЦ2
Резистор типа ОМЛТ, С2-23, С2 - 33 с мощностью рассеивания 0,125 Вт. Диоды VD1 … VD11 КД521Г или любые кремниевые, например, КД102, КД503, КД510, КД520 … КД522 с любой буквой. Семиэлементный индикатор HG1 красного цвета свечения 5611BH с ОА (объединёнными анодами). Галетный переключатель SA3 типа ПМ 11П2Н или 5П2Н.
УдПЦ2 оснащён двумя печатными платами.
Основная ПП (печатная плата) (см. рисунки 02 и 03) выполнена из односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 75 х 55 х 2 мм. Диаметр отверстий на плате под микросхемы 0,7 … 0,8 мм, под радиоэлектронные компоненты – 0,8 … 0,9 мм, под соединительные проводники - 1…1,2 мм., под крепёжные винты – 3,0 … 3,2 мм.
Печатная плата для Шифратора - блока А5 (см. рисунки 04 и 05) выполнена из односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 39 х 28 х 1,5 мм.
Диаметр отверстий под радиоэлектронные компоненты – 0,7 … 0,9 мм, под соединительные проводники - 1…1,2 мм., под крепёжные винты – 3,0 … 3,2 мм.
Рисунки печати – «трассировки печатных плат» – (рисунки 3 и 5) могут быть перенесены на медную фольгу методом термопереноса. О методе термопереноса рисунка трассировки ПП подробно можно прочитать в файле MTR_TO (3444 кБ), пройдя по ссылке:
О методе ускоренного травления ПП подробно можно прочитать в файле «ПП_водная_баня» на Яндекс.Диске, пройдя по ссылке:
Для корпуса УдПЦ2 изготовлена этикетка с текстовой инструкцией (см. рисунок 06):
Для указания назначения органов управления и установочных изделий разработана вертикальная этикетка (рисунок 07А) и этикетка с фрагментами – подписями, предназначенными для разрезания (рисунок 07Б):
Для правой верхней части передней панели корпуса предлагаются 4 варианта этикеток, которые на внешней стороне передней панели крепятся к корпусу с помощью прозрачного скотча, имеющего ширину 50 мм. Вместо скотча можно использовать тонкое оргстекло и 4 винта М3х8. Рисунки обоих вариантов фальшпанелей приводятся на рисунках 08 А … 08 Г:
Полуавтоматический полив цветов с помощью котика и лейки довольно странной конструкции, нарисованной ботом Алисой, приводится на рисунке 09:
Рисунок 09.
Некоторые особенности изготовления УдПЦ2
Рисунок 10.
Основные детали, использованные для изготовления УдПЦ2. В центре – кулер (вентилятор) размерами 30х30х10 мм.
Рисунок 11.
ПЗА (плата защиты аккумулятора) – блок А3. Схему включения см. на рисунке 1А.
Рисунок 12.
Изготовление из сокеты для ИМС DIP16 трёхконтактных гнёздных панелек для транзисторов VT1 – VT4.
Рисунок 13.
Химикаты для травящего раствора. При комнатной температуре в 100 мл 3%-ной перекиси водорода растворяют 30 грамм кислоты лимонной. После растворения добавляют 3 чайных ложки NaCl (поваренной соли).
Рисунок 14.
К травящейся плате привязывается суровая нить, чтобы не пачкая рук, можно было оперативно перемещать или вынимать плату. Нить (чтобы не упала в раствор) прикреплена к стенке банки бельевой прищепкой.
Рисунок 15.
Признаком протекания процесса травления является позеленение раствора. На рисунке показан момент, когда травление уже завершено. Неровности на дорожках – следы от кислотостойкого маркера, которым были исправлены повреждения (точечные отслаивания) тонера от лазерного принтера
Рисунок 16.
ПП после травления сверлится, зачищается мелкой шкуркой и покрывается жидкой канифолью. Белая изолента была приклеена с другой стороны платы для предотвращения затекания канифоли в отверстия. На рисунке 16 снизу показана медная трубка диаметром 3 мм, которая использовалась для проделывания отверстий в шланге – ПВХ трубке от медицинской системы.
Ещё один способ проделывания отверстий в шланге. Отверстия для выхода воды над каждым цветочным горшком выполняют аккуратно и последовательно: 1). Разметка фломастером. 2). Нагрев-прожигание жалом паяльника, заточенным на конус. 3). Охлаждение ПВХ трубки металлическим бородком. Ближнее к мотору М1 отверстие делается минимального диаметра. Диаметр остальных отверстий постепенно увеличивается. Более аккуратные отверстия в ПВХ-трубках получаются заточенными «на полый цилиндр» иглами от внутривенных капельниц.
Рисунок 17.
Ламинирование этикеток. Мелкие этикетки для их точного прикрепления к нужному месту корпуса УдПЦ2 переносятся скальпелем или перочинным ножиком.
Рисунок 18.
Увеличить запасы воды для автополива можно с помощью сообщающихся сосудов. На рисунке 18 в правой бутыли воды больше, чем в левой. Но через некоторое время уровни воды в двух бутылях выровняются.
Рисунок 19.
Через 3 минуты уровни воды в двух бутылях выровнялись. Скорость выравнивания зависит от внутреннего диаметра трубки. Авторская трубка имеет внутренний диаметр 6 мм.
Рисунок 20.
Для погружного мотора – насоса изготавливают простой держатель. Крепёж должен быть нержавеющим, например латунным.
Рисунок 20А.
Держатель погружного мотора – насоса в сборе. Шланг имеет внутренний диаметр 4,5 мм и с трудом (после нагрева пламенем от зажигалки) был одет на выходной штуцер насоса, имеющий диаметр 7,5 мм. Планируется шланг заменить другим, имеющим внутренний диаметр 5,5 … 7 мм.
Рисунок 21.
Чертёж передней стенки корпуса УдПЦ2.
Рисунок 22.
УдПЦ2. Вид спереди. Примечание. Три дополнительные отверстия под контрольные гнёзда «Общ.», «КТ3», и 3-миллиметровый пассивный светодиод LED (расположенный справа от гнезда XS1) на чертеже (на рисунке 22) не указываются как факультативные (не обязательные).
Рисунок 23.
УдПЦ2. Вид сзади. Инструкция прикреплена к текстурной бумаге «под дерево» с помощью двух полосок прозрачного скотча.
Рисунок 24.
В задней части корпуса УдПЦ2 легко размещаются движковый переключатель SA1 и гнездо для подключения внешней АС (акустической системы).
Рисунок 25.
Зажим – регулятор подачи жидкости с конца трубки от капельницы можно удалить или оставить для экспериментов – на выбор изготовителя УдПЦ2.
Рисунок 26.
Отверстия в шланге должны быть проделаны в размеченной части шланга и сориентированы в сторону земли. Причём, если случайно шланг оказался проткнут насквозь, то второе лишнее отверстие легко заклеить полувитком липкой изоленты.
Результат 40-секундного полива первого горшка. Воды не хватило, чтобы равномерно растечься по всей поверхности грунта. Поэтому желательно использовать шланг с большим внутренним диаметром или расширить время работы ОВ №2 хотя бы до 70 – 100 секунд. Для этого следует увеличить сопротивление потенциометра RP2 с 330 кОм до 680 кОм.
Рисунок 27.
Проведённый эксперимент показал, что УдПЦ2 может работать не только с погружными насосами, но и с более мощным (хотя и сильно шумящим) миниатюрным водяным насосом (Mini water pump) RS-360sh. Внезапно включившийся такой водный насос - редукторный двигатель для откачки – может сильно напугать. Поэтому, перед работой насоса предварительно автоматически включается плеер (громкая, но не раздражающая психику человека птичья трель).
Рисунок 28.
Вышеупомянутый бот Алиса также изъявил желание поучаствовать в изготовлении УдПЦ2 и кроме рецензии предъявил для техно-эстетического анализа художественную композицию (см. рисунок 28).
Информация любителям усовершенствований
УдПЦ2 имеет удобный быстрый доступ внутрь устройства (например, для модернизации и смены репертуара плеера – замены TF-карты). Все детали крепятся на передней панели, а вынуть её из корпуса можно после откручивания всего винта винта М3, расположенного по центру панели.
1). Если понадобится увеличить ток коммутируемой нагрузки (например, при использовании в позиции М1 мотора с меньшим импедансом), то параллельно группе из двух одинаковых полевых транзисторов (VT3 и VT4) можно включить третий (VT5).
2). Чтобы вода после автоматического сеанса полива не продолжала медленно (но неуклонно) подтекать в цветочные горшки, бутыли с водой следует установить ниже подоконника, на который установлены цветы. Для установки бутыли подойдёт, например, табурет. Тогда эффект сообщающихся сосудов (возможно, объединённый с эффектом капельного полива) не будет действовать, и утечка воды из бутылей прекратится.
3). При использовании некоторых типов погружных насосов ёмкость конденсатора С15 рекомендуется увеличить до 470 мкФ, а в разрыв цепи «+» питания мотора-насоса М1 включить дроссель ДМ0,4 … ДМ0,6 индуктивностью от 16 до 224 микрогенри. При этом время работы ОВ №2 будет более стабильным.
Уважаемые читатели!
Предлагаем Вашему вниманию гуманитарный блок к статье УдПЦ2. Первая часть гуманитарного блока – пять загадок.
Загадка №1.
Тихий шумок, воздуха поток.
Деталям – хорошо, а аккумулятору – не очень .
Может быть, вам в большей степени по душе более лаконичная загадка. Если этой подсказки недостаточно, то прочитайте ещё одну.
Загадка №2.
Моторный «драндулет» и - перегрева нет.
Третья загадка является чуть более многословной, и содержит игру слов, но не содержит рифму. Кстати, ответ к загадке красиво можно зашифровать ребусом-шарадой.
Загадка №3.
Крутится – вертится, не зная покоя. Ценит электроэнергию, обожает управлять массами, но подвластны ему только массы воздушные.
Загадка № 4 наиболее абстрактная, но даёт довольно точное описание предмета. В сочетании с предыдущими загадками оказывается совсем не трудной.
Загадка №4.
Лопасти в колесе, белка - электрическая, вращение стремительное, а объекту прохладно.
А загадка №5 почти для детского сада: просто и понятно. Особенно, если сообщить, что ответ – заимствованное из иностранного языка слово. В русском языке имеется своё хорошее слово, обозначающее этот же предмет. А вот омоним иностранного может иметь и другие значения.
Загадка №5.
Лёгкий ветерок - воздуха поток.
Работу выполняет и перегрев снимает.
Вторая часть гуманитарного блока – ребус УДПЦ2 №1. Он является дублирующим заданием к загадкам. Если ни одна загадка не отгадана, то разгадайте ребус (см. рисунок 29):
Полный ответ к ребусу УдПЦ2 №1:
По полному ответу к ребусу несложно выделить ответ и проследить почему так, а не иначе читаются рисунки, составляющие ребус. Разгадав загадки или ребус, ответ следует ввести в строку «Пароль» файла «UdPTs2_4work». Подсказка: ответ вписывается с большой буквы. Если ответ окажется правильным, файл откроется, и вы получите комплект схем и чертежей для изготовления УдПЦ2.
Zip-архив файла «UdPTs2_4work» (2424 кБ) можно скачать, здесь:
Важное дополнение
Для того, чтобы УдПЦ2 мог иметь удвоенный (или даже утроенный и учетверённый) запас воды, все ёмкости, в которых залита вода, должны представлять собой сообщающиеся сосуды. Для этого в обе обрезанные сверху бутыли опущены разные концы одного и того же шланга. Это сделано для превращения бутылей в сообщающиеся сосуды. Однако бутыли станут таковыми при одном обязательном условии. Желающим узнать «секрет», предлагается разгадать ребус №2 (рисунок 30):
Полный ответ к ребусу УдПЦ2 №2:
Вот теперь «поливатор» будет оснащён достаточным количеством воды и во время вашего отпуска цветы точно не завянут.
Альтернативные способы автополива
Те садоводы, которые не желают иметь дело с паяльником, могут воспользоваться многочисленными советами по капельному поливу. Короткое видео длительностью 1 минута и 46 секунд «Автополив для Огорода и Комнатных Растений Своими Руками!» является тому подтверждением.
Примечание
В статье УдПЦ2 использованы 5 авторских ЗЭТ (загадок электронной тематики) ЗЭТ №№ 143, 144, 147, 142, 141; а также ребусы УдПЦ2 №1 и УдПЦ2 №2.
