Relais capacitif pour l'irrigation du mycélium. Schéma, description

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Relais capacitif pour l'irrigation du mycélium. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Lors de la culture artificielle de champignons dans une serre, il est nécessaire de maintenir une certaine humidité du substrat avec du mycélium, en l'arrosant avec de petites portions d'eau et en évitant l'engorgement. L'arrosage doit commencer dès que les gouttes d'eau restantes du précédent sont sèches. Techniquement, cela peut être fait à l'aide d'un relais capacitif qui réagit à la présence de gouttes. Le relais commande une électrovanne qui permet à l'eau d'entrer dans le système d'irrigation.

Le relais capacitif doit permettre l'alimentation en eau à une teneur en humidité inférieure du substrat et l'interdire à une teneur supérieure, c'est-à-dire avoir une hystérésis. Sinon, les arrosages seront trop fréquents, le cliquetis de la vanne d'eau, son ouverture et sa fermeture incomplètes ne sont pas exclus. L'hystérésis est facile à réaliser à l'aide d'un relais électromagnétique dont les courants d'actionnement et de déclenchement ne sont pas égaux. Mais à forte humidité, les contacts mécaniques ne sont pas fiables, il est donc préférable de contrôler la vanne avec une clé électronique et de fournir une hystérésis, par exemple, en raison d'une rétroaction positive.

Le prototype du relais capacitif, dont le circuit est illustré à la fig. 1, a servi de conception à I. Nechaev ("Radio", 1988, n ° 1, p. 33). L'appareil qui y est décrit sur un microcircuit CMOS avec des résistances jusqu'à 6 MΩ s'est avéré totalement inutilisable dans les conditions d'un environnement caractéristique d'une serre à forte humidité. Dans la version proposée, un microcircuit K155LAZ de la structure TTL est installé, la résistance des résistances est considérablement réduite. Il existe des réglages manuels du niveau de réponse et de la largeur de la zone d'hystérésis. Pour des raisons de sécurité électrique, le relais est conçu pour être alimenté en 24 V AC, homologué pour une utilisation en serre.

(cliquez pour agrandir)

Le capteur d'humidité du mycélium est constitué de quatre fils torsadés en un faisceau en isolation polyéthylène d'un diamètre de 0,5 mm (pour le cuivre). Les fils appropriés peuvent être retirés du câble téléphonique CCI. Un morceau de faisceau de 4,5 m de long est enroulé sur un cadre de 180x160 mm en matériau isolant. Une extrémité du segment est isolée - recouverte de bitume fondu et enveloppée d'une pellicule plastique. Les fils à l'autre extrémité sont connectés par paires et reliés à un relais capacitif installé à proximité, mais au-dessus de la couverture des buses d'irrigation. La constante diélectrique de l'eau étant très élevée, les gouttelettes, se déposant sur les fils du capteur, augmentent la capacité entre eux d'environ 300 à 600 pF.

Un multivibrateur symétrique est assemblé sur les éléments DD1.1 et DD1.2, qui, comme le test l'a montré, fonctionne de manière plus fiable qu'un asymétrique. Le multivibrateur génère des impulsions rectangulaires avec une fréquence de 50 kHz. Un circuit différenciateur R1.2C5 est connecté à la sortie de l'élément DD4. Le condensateur C4 formant un diviseur de tension capacitif avec la capacité du capteur Cx, l'amplitude des impulsions différenciées basées sur le transistor VT1 dépend de la quantité d'humidité déposée sur les fils du capteur. Le condensateur C3 se sépare.

Sur l'émetteur du transistor VT1, seuls ressortent les sommets des impulsions de polarité positive et de forme sensiblement triangulaire. Le seuil de coupure dépend de la tension de polarisation fournie à la base du transistor VT1 à travers les résistances R3 et R4. Lorsque le seuil diminue, l'amplitude et la durée des impulsions augmentent. Un effet similaire est observé avec une diminution de la capacité du capteur Cx. A la sortie de l'élément DD1.3 - impulsions rectangulaires d'un niveau logique bas, dont la durée dépend de la position de la résistance ajustable R6, de l'humidité du capteur et de l'amplitude de la tension de rétroaction fournie à travers la résistance R3.

A un niveau bas à la sortie de l'élément DD1.3, le condensateur C7 se décharge à travers la diode VD6, à un niveau haut, il se charge lentement à travers la résistance R9. La capacité du condensateur C7 est choisie suffisamment grande pour qu'il n'ait pas le temps de se charger ou de se décharger complètement. La valeur moyenne de la tension à ses bornes est approximativement inversement proportionnelle à la durée des impulsions. Si la tension sur le condensateur C7 (compte tenu de la chute de tension dans la section base-émetteur du transistor VT2) est inférieure au seuil de commutation de l'élément DD1.4, la tension de niveau logique haut de la sortie de cet élément est fournie à travers la résistance R12, l'émetteur suiveur sur le transistor VT3 et la résistance R14 au trinistor d'électrode de commande VS1. Le trinistor, inclus dans la diagonale du pont de diodes VD1-VD4, ouvre et ferme le circuit de puissance de l'électrovanne YA1. L'arrosage est autorisé.

Une partie de la tension de sortie de l'élément DD1.4, le décalage amovible de la résistance d'accord R13, sert de signal de rétroaction positive qui crée l'hystérésis nécessaire.

Lorsque le substrat de champignon est humidifié, la capacité du capteur Cx augmente. Ceci conduit à une diminution de l'amplitude des impulsions basées sur le transistor VT1 et à une augmentation de la tension aux bornes du condensateur C7.

Lorsqu'une humidité suffisante est atteinte, le niveau de tension élevé à la sortie de l'élément DD1.4 est remplacé par un niveau bas, le trinistor VS1 se ferme et la vanne YA1 empêche l'eau d'entrer dans le système d'irrigation.

L'option considérée est conçue pour la vanne YA1, contrôlée par une tension alternative. Si la vanne ou un autre actionneur est alimenté en courant continu, les circuits d'alimentation du relais capacitif peuvent être assemblés selon le circuit illustré à la fig. 2.

Relais capacitif pour l'irrigation du mycélium

Un redresseur demi-onde est monté sur la diode VD5, les condensateurs C5, C6 et la résistance R7. Le stabilisateur sur le transistor VT4 fournit une tension de 5 V à sa sortie pour alimenter la puce DD1.

La carte de circuit imprimé du relais capacitif et l'emplacement des pièces sur celle-ci sont illustrés à la fig. 3. L'appareil utilise des résistances MSC, des condensateurs BM et MBM, des condensateurs à oxyde K50-6, et C5 et C6 sont installés à l'extérieur de la carte. Le transistor VT4 est équipé d'un dissipateur thermique d'une surface de 20 cm2. Avec une faible puissance (moins de 3 W) de la vanne d'irrigation, il n'est pas nécessaire d'évacuer la chaleur du thyristor VS1.

(cliquez pour agrandir)

Lors de la configuration du relais, vous devez sélectionner le condensateur C4, dont la capacité doit être d'environ une fois et demie la capacité du capteur sec. Le seuil de réponse est régulé par une résistance d'accord R6, et l'hystérésis (la différence entre les seuils de réponse et de libération) est R13. Si le mode de fonctionnement optimal n'est atteint que lorsque ces résistances sont réglées sur leurs positions extrêmes, les valeurs des résistances R3 et R4 doivent être modifiées.

Auteur : Yu.Egorov, Moscou

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