Circuito di irrigazione a risparmio idrico

L'articolo presenta una semplice idea di circuito di un sistema di irrigazione a risparmio idrico che può essere utilizzata per implementare una gestione e un controllo dell'acqua efficienti nelle aziende agricole e nei sistemi di irrigazione.

L'idea è stata richiesta dal Sig. Ajinkya Sonwane, dal Sig. Akshay Kokane e dal Sig. Kunal Raut, che studiano all'AISSMS IOIT College of Engineering.

Obiettivo del circuito

Come da richiesta, l'acqua deve essere controllata e gestita ad una data velocità predeterminata a seconda del tipo di coltura e della sua necessità.

La soluzione più semplice possibile potrebbe essere sotto forma di temporizzatori a solenoide che potrebbero essere programmati una volta dagli agricoltori per abilitare una gestione automatica dell'acqua, tutti i giorni, senza ulteriori interventi, fino al cambio di raccolto o di stagione. Il timer dovrebbe essere estremamente flessibile, facile da usare e conveniente.

L'idea qui è di collegare elettrovalvole CC a diversi nodi della rete di tubi di distribuzione e controllare queste elettrovalvole utilizzando timer.

L'unità di controllo del timer può essere posizionata in una posizione specifica (sala controllo) per consentire agli agricoltori di impostare i tempi secondo le esigenze in qualsiasi momento, come richiesto, ei segnali potrebbero essere opportunamente trasmessi alle relative valvole attraverso i fili per eseguire lo sblocco controllato di acqua in tutta l'area data.

La seguente idea del circuito utilizzando l'IC 4060 può essere considerato perfettamente adatto per la gestione dell'acqua di precisione proposta nel sistema di irrigazione.

Il funzionamento del circuito può essere compreso con l'aiuto dei seguenti punti:

Schema e descrizione del circuito

L'IC 4060 può essere visto configurato nella sua modalità timer / oscillatore standard.

Il pin # 10 e il pin # 9 sono associati all'impostazione del ritardo di tempo per i pin di uscita 3, 13, 14 e 15.

L'interruttore SW1 facilita la selezione del ritardo di tempo attraverso le rispettive resistenze che decide per quanto tempo l'uscita dell'IC può essere resa attiva, assicurando che l'elettrovalvola collegata rimanga accesa e in modalità di erogazione di acqua solo durante questo periodo di tempo.

Le resistenze temporali indicate per SW1 sono disposte arbitrariamente e devono essere opportunamente calcolate durante l'effettiva implementazione secondo le specifiche del raccolto e la disponibilità di acqua.

SW1 è specificato per una selezione a 4 posizioni che può essere aumentata a più posizioni semplicemente utilizzando un interruttore con più numero di contatti e aggiungendo il numero successivo di resistori nell'ordine appropriato.

SW2 è anche un interruttore rotante identico a SW1 ed è posizionato per selezionare la modalità di commutazione dell'elettrovalvola.

Il pin # 3 fornisce una modalità ON continua per la valvola per la fascia oraria selezionata dopo la quale la valvola viene spenta fino al giorno successivo, mentre i pin 13, 14, 15 fornisce una modalità di attivazione oscillante (ON / OFF / ON / OFF) per il solenoide in modo che l'acqua sia gestita in modo più controllato, tuttavia questo può essere opzionale se l'ugello della valvola è correttamente dimensionato per un flusso limitato secondo i criteri dati.

Impostazione del tempo di ritardo

Può essere fatto calcolando opportunamente i valori R e C del pin # 10 e del pin # 9 secondo le seguenti formule:

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

2.3 essere una costante non cambierà.

È importante mantenere correttamente i seguenti criteri illustrati per garantire il corretto funzionamento dei ritardi di uscita.

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

Rt corrisponde ai resistori sul pin # 10, R2 è per il resistore sul pin # 11. C2 indica il condensatore al pin # 9

Alimentazione con pannello solare

L'intero sistema può essere visto alimentato da un piccolo pannello solare che rende l'intero sistema completamente automatico.

Quando arriva l'alba, la tensione del pannello solare aumenta gradualmente e in un punto particolare raggiunge un livello di 12V attivando il relè collegato.

I contatti del relè collegano istantaneamente la tensione solare con il circuito inizializzando la procedura in cui il pin # 12 dell'IC viene ripristinato da C2 costringendo l'IC a iniziare il conteggio da zero.

Tutte le uscite sono inizialmente rese con una logica zero che assicura che il transistor TIP127 inizi con una condizione di accensione e inneschi l'elettrovalvola collegata.

Se SW2 è posizionato con il pin # 3, il TIP127 e la valvola rimangono accesi fornendo continuamente acqua attraverso l'ugello in modo gocciolante fino a quando il tempo impostato è trascorso e il pin # 3 diventa alto.

Non appena il pin 3 diventa alto, la logica alta blocca istantaneamente il pin 11 dell'IC e arresta l'IC da qualsiasi ulteriore conteggio, congelando la procedura in modo permanente per la giornata. L'alto logico viene anche trasferito alla base del TIP127 spegnendolo insieme al sistema di valvole. L'approvvigionamento idrico alle colture in questo momento viene interrotto.

Come resettare il sistema

All'imbrunire quando la luce solare si indebolisce e scende al di sotto del livello di mantenimento del relè, il relè viene spento che disattiva anche gli stadi del circuito associato, fino al giorno successivo quando la procedura subisce l'attivazione di un nuovo ciclo.

PB1 viene utilizzato per ripristinare il procedimento in qualsiasi momento per consentire un nuovo avvio del circuito.

Molti dei sistemi sopra spiegati possono essere implementati nei nodi specificati del tubo di distribuzione per ottenere la gestione dell'acqua di precisione desiderata nei sistemi di irrigazione.

Come calcolare le resistenze temporizzate per il sistema di irrigazione a risparmio idrico

Le resistenze di temporizzazione associate a SW1 possono essere calcolate con alcune sperimentazioni come di seguito riportato:

Qualsiasi resistenza selezionata arbitrariamente può essere inizialmente commutata con SW1, supponiamo ad esempio di scegliere la resistenza da 100k come riferimento.

Accendere ora il circuito per avviare le procedure, si vedrà accendersi il led rosso.

Non appena il circuito si avvia monitorare i tempi utilizzando un cronometro o un orologio e guardare quando il LED verde si accende spegnendo il LED rosso.

Notare la temporizzazione ottenuta utilizzando il particolare resistore che in questo caso è 100K.

Supponiamo che abbia prodotto un periodo di ritardo di 450 secondi, quindi, prendendo questo come parametro di riferimento, altri valori potrebbero essere semplicemente determinati attraverso una semplice moltiplicazione incrociata come indicato di seguito:

100 / R = 450 / t

dove R sta per l'altro valore sconosciuto del resistore e 't' è il ritardo di tempo desiderato per l'elettrovalvola.

Se hai altri suggerimenti riguardo a questo circuito di irrigazione a risparmio idrico utilizzando i timer, sentiti libero di esprimerli attraverso i commenti.