مقدمه
پرورش گل و گیاه کار مورد علاقه خیلی از افراد است. خیلی از مردم بعد از کارهای روزانه به پرورش گل و گیاه می‌پردازند و این کار را دوست دارند. پرورش گل وگیاه در منزل علاوه بر تأثیرات فراوان بر روح و روان موجب زیبایی و لطافت منزل می‌شود.
پرورش گل و گیاه در منازل عموماً با وسایل اندکی صورت می‌گیرد و اکثر کارها توسط خود فرد انجام می‌شود. این گیاهان عموماً از نوع آپارتمانی می‌باشند و نیاز به نور زیادی ندارند, ولی به آبیاری منظم و دقیقی نیاز دارند. در هنگام تعطیلات نوروزی و یا . . . که اکثر خانواده ها به مسافرت می‌روند آبیاری گلها و گیاهان یکی از مشکلات علاقه مندان به پرورش گل و گیاه است.
برای آبیاری منظم و دقیق (به صورت هوشمند)طرح ذیل می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد. با به کار بردن این دستگاه دیگر در هنگام مسافرت مطمئن هستید که هنگام بازگشت گلهای شما خشک نشده بلکه شاداب و زیبا باقی مانده است زیرا این وسیله به طور دائم رطوبت خاک گلدان را تحت نظر دارد و در صورت کاهش رطوبت خاک از حدی که توسط شما تنظیم می‌شود, آن را آبیاری می‌کند.
لوازم لازم برای ساخت :
برای ساخت این دستگاه احتیاج به ابزار و ماشین آلات خاصی نیست . بلکه با تجهیزات ساده ای مانند لوازم مونتاژ برقی و الکترونیکی و شیر و دو میله فولادی گالوانیزه و به همراه کمی تخصص مـی توان شـروع به ساخت ایـن دستگـاه کـرد و به همیـن دلیل ساده بـودن خیلی راحت می توان این کالا را به بازار عرضه کرد و با بازار موفقی مواجه شد .
اصول کار دستگاه
این دستگاه برای حس کردن کم آبی در گلدان از دو میله‌ی فولادی گالوانیزه شده استفاده می‌کند. این دو میله با فاصله‌ی موازی در کنار هم قرار گرفته‌اند و در خاک فرو می‌روند. اگر خاک مرطوب باشد به علت وجود املاح و نمک‌های مختلف در خاک, مقاومت الکتریکی بین میله‌ها کم می‌شود. برای سنجش این رطوبت می‌بایست جریانی در میله‌ها جاری شود, در این مورد از جریان متناوبی استفاده شده که در هر ثانیه 200 بار جهت خود را عوض می‌کند و از الکترولیز املاح خاک جلوگیری می‌کند. از این میله‌ها سیگنالی عبور می‌کند که شدت آن به رطوبت خاک بستگی دارد, این سیگنال به قسمت الکترونیکی دستگاه وارد می‌شود, این بخش با توجه به شرایط و تنظیماتی که توسط فرد (با توجه به نیاز تنظیم می‌شود) اقدام به سوئیچ کردن یک شیر برقی می‌کند. شیر برقی هم مسیر آب را باز می‌کند تا آبیاری گلدانها صورت بگیرد.
این دستگاه قابلیت این را دارد که در سه وضعیت ( mod) عمل کند. این وضعیت ها به گونه‌ای فراهم شده که کاربرد آن را در همه جا و هر شرایطی میّسر می‌کند.
قابلیت های کاری دستگاه (وضعیت ها)
دستگاه قادر است در سه وضعیت ذیل عمل کند.
1 ) تایمری : قطع و وصل با توجه به زمان های آبیاری و استراحت صورت می‌گیرد.
2 ) هوشمند : در این حالت تایمرها نقشی ندارند بلکه قطع و وصل شدن آب تماماً وابسته به رطوبت خاک است.
3 ) ترکیبی : در این وضعیت زمان آبیاری, زمان استراحت و رطوبت خاک در ارتباط با هم کار کنترل را انجام می‌دهند.
در حالت تایمری زمان‌های آبیاری و استراحت توسط دو عدد ولوم تنظیم می‌شود. زمان آبیاری از 15 sec تا 3 min قابل تغییر است و زمان استراحت هم می‌تواند بین 40 min تا 84 hur می‌تواند تغییر کند. البته این تغییرات زیاد زمانها خطی نیست بلکه در چند رنج تعیین می‌شود. این حالت می‌تواند علاوه بر آبیاری در کاربردهای هم استفاده شود.
در حالت هوشمند کنترل شیر تماماً توسط قسمت سنجشگر رطوبت صورت می‌گیرد, اگر رطوبت خاک بالا رفت آبیاری قطع می‌شود و اگر رطوبت کمتر شد آبیاری مجدداً صورت می‌گیرد. این حالت هم در آبیاری می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد و هم در کاربردهای دیگری مانند پرکردن مخازن می‌تواند مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در حالت ترکیبی که بهترین حالت است و ترکیبی است از عملکرد هوشمند و تایمری. با ترکیب این دو بخش امکان کار در هر شرایطی و هر کاربردی در زمینه‌های مختلف آبیاری فراهم شده است. این حالت امنیت تایمری و کارایی هوشمند را در یک جا گردهم می‌آورد.
طریقه آبیاری به این شکل است که : با اتصال دستگاه به برق دستگاه به طور خودکار در زمانی به مدتی که توسط تایمر 1 کنترل می‌شود برای چند دقیقه آبیاری می‌کند, بعد از آبیاری تایمر 2 شروع به کار کرده برای چند ساعت از تحریک بی‌مورد دستگاه جلوگیری می‌کند, بعد از سپری شدن این زمان دستگاه با توجه به نیاز گل به آبیاری دوباره اقدام به آبیاری می‌کند.
طرز کار دستگاه ( توضیحات فنی )
دستگاه از دو بخش الکترونیکی و هیدرولیکی تشکیل شده است, قسمتهای الکترونیکی کار کنترل و تصمیم گیری را انجام می‌دهند و قسمتهای هیدرولیکی کار آبیاری و انشعابات را انجام می‌دهند. برای توضیح کامل و بدون مشکل قسمت های فوق را از هم مجزا می‌کنیم و هر بخش را جداگانه شرح می‌دهیم.
الکترونیک دستگاه
دستگاه فوق با وجود کارکرد هوشمند و امنیت بالا سعی بسیار شده که ساده نگه داشته شود, قسمت های اصلی دستگاه شامل یک Ap-Amp , و دو عدد 14 bit Counter میباشد. برای بافرکردن داخلی سیگنالها نیز از یک 74HC14 استفاده شده است. نقشه‌ی دستگاه را میتوانید در 2 صفحه بعد مشاهده نمایید.
برای ایجاد نقشه‌ای ساده ازهمان شمارنده ها به عنوان تایمر استفاده شده است و نوسان‌گرها هم از نوع ساده ای هستند, ولی با وجود سادگی امنیت کاری بالایی به دستگاه می دهد به طوری که در بدترین شرایط کاری مانند قطع شدن سنسور, قطع برق و یا آب ضرری بوجود نمی‌آید.
ولوم هایی که برای کنترل قسمتهای کنترلی به کار می‌روند شامل ولومی برای کنترل حساسیت, ولومی برای تغییر زمان آبیاری و آخرین ولوم برای کنترل زمان استراحت مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای ایجاد زمان‌های بلند از یک نوسان ساز ساده و یک شمارنده باینری 14 bit استفاده شده برای کسب عملکرد تایمری طرحی جالب به کار رفته که در این کـاربردهای فرکانس پاییـن ایـده‌آل است. قسمت‌هـای دیـگر نقشـه هـم از اصــولی ساده پیـروی کرده اند و موردی برای توضیح در اینجا نمی‌یابم .
هیدرولیک دستگاه
دراین دستگاه از شیر برقی استفاده شده است که قادر است در فشارهای گوناگون به خوبی عمل کرده و نیز عمر بالایی هم دارد, در این کاربرد به علت آنکه مدت زمان کار شیر برقی از چند دقیقه در هر بار کمتر است, و نیز مدت زمان قطع و وصل باید سریع باشد, از یک شیر برقی از همان نوعی که در لباسشویی‌ها استفاده می‌شود, به کار برده‌ایم. این شیر برقی به شبکه‌ی آبیاری شهری متصل است و دایم دارای آب پر فشار میباشد. برای کم کردن تأثیرات تغییر فشار در شبانه روز از یک محدود کننده‌ی مینیاتوری در ورودی شیر استفاده کرده‌ایم, این وسیله یک صفحه است که سوراخ کوچکی روی آن تعبیه شده و می‌تواند شدت آب خروجی را هم محدود کند.
برای انشعاب به چندین گلدان از یک شیر چند راهه از انواعی که در آکواریوم های ماهی استفاده می‌شود استفاده کرده‌ایم. این شیر از بهترین نوع انتخاب شده است و قادر به مسدود کردن آب به صورت کامل است. ما از این شیر استفاده کردیم تا بتوان همزمان چندین گلدان را آبیاری کرد و نیز سهم هرکدام را بتوان به راحتی معین نمود. آب خروجی از هر انشعاب شیر به یک گلدان می‌رود, برای آبیاری بهتر در گلدانها و جلوگیری از شسته شدن خاک توسط فشار آب از وسیله‌ای خاص استفاده کردیم که آن را نیز خودمان طراحی کرده‌ایم , این وسیله آب لوله را از طریق یک ابر به خاک منتقل می‌کند, این وسیله علاوه بر کاهش صدمات به لایه‌های خاک گلدان, از تجمع آب هم جلوگیری می‌کند و نیز می‌توان آن را نزدیک ریشه گیاه قرارداد
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 10 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله دستگاه آبیاری هوشمند گلدانها و گلخانه