تحقیق در مورد دستگاه آبیاری هوشمند گلدانها و گلخانه

word قابل ویرایش
10 صفحه
4700 تومان

دستگاه آبیاری هوشمند گلدانها و گلخانه

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 ۲۰۰ 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.
۱ ) تایمری : قطع و وصل با توجه به زمان های آبیاری و استراحت صورت می‌گیرد.
۲ ) هوشمند : در این حالت تایمرها نقشی ندارند بلکه قطع و وصل شدن آب تماماً وابسته به رطوبت خاک است.
۳ ) 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 ۱۵ sec تا ۳ min قابل تغییر است و زمان استراحت هم می‌تواند بین ۴۰ min تا ۸۴ 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 ۱ کنترل می‌شود برای چند دقیقه آبیاری می‌کند, بعد از آبیاری تایمر ۲ 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 ۱۴ bit Counter ‌می‌باشد. برای بافرکردن داخلی سیگنالها نیز از یک ۷۴HC14 استفاده شده است. نقشه‌ی دستگاه را می‌توانید در ۲ 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 ۱۴ 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
تا آب بیشتر جذب گیاه شود.

 

 کاربردها و قابلیت‌ها

این دستگاه با نقشه‌ی ساده و کارایی که دارد کاربردهایی بسیاری چه در زمینه‌های حرفه‌ای و کاربردی و چه در کابردهای عمومی دارد و می‌تواند به نحو احسن کار خود را انجام دهد. این دستگاه برق کمی مصرف می‌کند (به طور متوسط کمتر از چند وات مصرف می‌کند) و به راحتی به سیم کشی منزل قابل اتصال است. انشعاب آب مورد نیاز آن هم می‌تواند از مخزن و یا از انشعاب خانگی تأمین شود. ابعاد آن بسیار مناسب است و به راحتی به دیوار نصب می‌شود و به زیبایی خانه هم لطمه نمی‌زند. فقط هنگامی که گیاه به آب نیاز دارد به آبیاری آن می‌پردازد .

از لحاظ امنیت کاری در بالاترین سطح ممکن قرار دارد. طرز آبیاری آن با توجه به نظر استفاده کننده می‌تواند به صورت آبیاری قطره‌ای توأم با سیستم هوشمند صورت گیرد. به دلیل عملکرد تایمری از تأثیرات آنی رطوبت خاک و یا جابجایی سنسور و گلدان در امان است و عملکردی ملایم و منظم دارد. سنسـور رطـوبتی که استفاده مـی‌شود به مـرور زمان هیــچ تغییری

نمی‌کند و اثری هم روی خاک ندارد (زیرا جریان عبوری از خاک بسیار اندک است, درحدود چند هزارم آمپر و نیز با فرکانس ۲۰۰ hz جهت آن عوض می‌شود). طرز کار با آن بسیار ساده است و برای عموم قابل استفاده است. می‌توان در هر لحظه به صورت دستی با فشار یک کلید, به آبیاری گلدانهای تازه و یا تنظیم رطوبت و . . . اقدام کرد. از دیگر محاسن این دستگاه عملکرد تمام خودکار آن است , شما می‌توانید با یک بار تنظیم برای همیشه از آبیاری گلدان‌های خود مطمئن باشید.

 

 بعضی کاربردهای دستگاه آبیاری هوشمند

دوستداران گل و گیاه : افرادی که به پرورش گل و گیاه علاقه‌مند هستند ولی نمی‌توانند اکثر وقت خود را به آبیاری گلدانها اختصاص دهند, با به کار بردن این وسیله بهتر به کارهای دیگر خود می‌رسند و امکان فراموشی آب دادن گلدانها هم از بین می‌رود.
خانه ها و مغازه‌ها : در اکثر خانه‌ها و مغازه‌ها که احتمال فراموش کردن آبیاری گلدانها و یا بقیه مشکلات و . . . وجود دارد این دستگاه وظیفه‌ی خود را به خوبی انجام می‌دهد.

ادارات و سازمانها : در ایام تعطیلی این وسیله برای آبیاری گلدانها می‌تواند استفاده شود.
گلخانه‌های پرورش گل وگیاه : برای آبیاری خودکار تمام گدانهای یک گلخانه یا مغازه‌ی گل فروشی می‌تواند استفاده شود.

 قیمت برآوردی :

در برآورد قیمتی با توجه به هزینه های خرید لوازم اولیه تخمین زده می شود که به صورت نمونه اولیه در حدود (۴۰۰۰۰۰ ) هزار ریال تمام شود که البته مسلم است که در تیراژ بالا و حجم زیاد این قیمت در حدود (۱۰۰۰۰۰ ) هزار ریال کاهش می یابد و برای فروش به مبلغی معادل (۱۵۰۰۰۰ ) هزار ریال است منهای هزینه هایی مانند هزینه بسته بندی هزینه توزیع و فروش هزینه تبلیغات و . . .

 خلاصه‌ طرح

این طرح یک دستگاه چند منظوره با سه وضعیت مختلف است می‌تواند فقط بر اساس تایمر کارکند, می‌تواند تماماً هوشمند باشد, و نیز بهترین عملکرد که امنیت بالایی دارد و نیز کنترل دقیقی روی خاک انجام می‌دهد وضعیت ترکیبی است. این دستگاه به‌ آسانی قابل اتصال به چند گلدان است و در این حالت یک گدان به عنوان گلدان مرجع تحت نظر این دستگاه قرار می‌گیرد, با به کار بردن یک شیر تقسیم کنترل دبی هر گلدان امکان پذیر است. شیر الکتریکی که در این طرح استفاده شده از انواع بسیار رایج (که در لباسشویی ها استفاده می‌شود) می‌باشد, این شیرها سرعت بالایی دارند و نیز امکان گیرکردن آنها بسیار کم است, ولی اگر مدت زیادی به برق متصل باشند می‌سوزند, با توجه به عملکرد سریع دستگاه و حالت تایمری آن این امکان اصلاً وجود ندارد.
برای کار بهتر کاربر با دستگاه می‌بایست کارهایی که برای تنظیم اولیه دستگاه مورد نیاز است را انجام دهد. این کارها ساده هستند ولی در بهره‌وری بهینه از دستگاه موثراند.

ابعاد کوچک و جمع وجور بودن دستگاه کاربردهای آن را بسیارمتنوع کرده از گلخانه‌ها گرفته تا خانه ها می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. امنیت آن بسیار بالا می‌باشد و به گونه ای است که اگر مثلاً سنسور دستگاه قطع شود گلدان شما خشک یا غرق در آب نخواهد شد, بلکه در این حالت اولویت با تایمر‌هایی است که زمان های کار مناسبی را به دستگاه می‌دهند, و از دامنه گیر شدن مشکل جلوگیری می‌کنند.
برای کار بهتر دستگاه جدولی در دست تهیه است که شرایط مفید کاری و تنظیم‌های متداول آبیاری را در خود جای داده است و می‌تواند در کارکرد بهتر دستگاه موثر باشد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 4700 تومان در 10 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد