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IRRIGATORE AD ARIA
DESCRIZIONE COSTRUTTIVA E CIRCUITI ELETTRONICI

Di solito, per irrigare i pochi vasi di fiori in bella mostra sul balcone di casa, durante il periodo delle vacanze estive, vengono proposte soluzioni (centralina elettronica con elettrovalvola) che non tengono conto per la quasi totalità delle situazioni, della mancanza del classico rubinetto dell'acqua .-
Un modo per risolvere il problema potrebbe essere quello di utilizzare un recipiente pieno d'acqua e procedere all'irrigazione con una pompa di aspirazione a cui collegare un timer con un sistema ad ala gocciolante che provveda a portare acqua ai vasi .-


Un'alternativa sufficientemente valida e poco costosa, invece, è quella di utilizzare una tanica (la quantità d'acqua e le dimensioni dipenderanno da quanti vasi di fiori si vogliono irrigare; il sistema è pensato per coloro che hanno 4 o 5 vasi ), posizionata a circa un metro di altezza, magari appoggiata sopra ad un tavolino, o appesa ad una piantana, controllando l'uscita dell'acqua con la pressione dell' aria, regolata da un temporizzatore.-
Le fasi costruttive del prototipo qui di seguito descritto, si propongono di raggiungere lo scopo predetto, utilizzando comunisssimi materiali di recupero e semplici circuiti elettronici.-
Dalla FIGURA 1 (modello completamente funzionante), si può già avere un'idea di come si svilupperà il progetto

FIGURA1


FIGURA 2

Come già detto, la parte centrale del sistema si basa sulla possibilità di entrata dell'aria nella tanica d'acqua, in modo tale che la pressione così ottenuta spinga l'acqua a defluire per caduta, nei tubicini di raccordo.-
A questo proposito l'idea è stata quella di utilizzare un piccolo elettromagnete che possa attirare verso di sè lo stantufo di una siringa per un tempo prefissato da un temporizzatore o timer, alimentando il tutto con una batteria ricaricabile .-
Le Figure che si susseguono mostrano diverse modalità di abbinamento elettromagnete-siringa, ognuno deciderà quale adottare in base anche alle proprie esperienze e capacità manuali.-

In FIGURA 2 per esempio si descrive l'abbinamento di un elettromagnete (recuperato da un vecchio fotocopiatore in disuso)con lo stantufo di una siringa, inscatolati e siliconati per conferire idonea rigidità al sistema.- Come si intuisce, quando l'elettromagnete è in azione (cioè quando riceve il consenso dal temporizzatore) attrae verso di sè lo stantufo della siringa; quando l'elettromagnete torna a riposo (cioè quando non riceve più il consenso del temporizzatore),lo stantufo della siringa viene tirato nella sua sede naturale da una molla di richiamo opportunamente posizionata.- A questo punto l' acqua cesserà di defluire attraverso i tubicini di raccordo.-
In Figura 2 non è visibile la molla di richiamo perchè nascosta dal cavallotto di fissaggio della scatola, ma per questo ed altri particolari di montaggio si vedano le Figure successive .-



FIGURA 3 FIGURA 4

Le FIGURE 3 e 4 mostrano lo stesso modo di abbinamento siringa elettromagnete come descritto in Figura 2 ma con un contenitore cilindrico trasparente dando la possibilità di vedere meglio l'assemblaggio delle parti.-

Intanto come raccomandazione generale si suggerisce (vedasi FIGURA 3) di estrarre lo stantufo dalla siringa accorciarlo e capovolgerlo, in modo che la sua guarnizione rimanga in esterno rispetto al tubetto della siringa.- Questo accorgimento si rende indispensabile poichè così facendo quando lo stantufo entra completamente nel tubetto, attratto dalla molla di richiamo, la guarnizione chiude perfettamente e non permette all' aria di entrare (elettromagnete a riposo).-



FIGURA 5 FIGURA 6

Le FIGURE 5 e 6 descrivono in modo inequivocabile come montare un sistema di apertura e chiusura ermetico, con elettromagnete e molla di richiamo (alcune delle parti in plastica o nylon del sistema di compressione della molla, sono state recuperate dallo smontaggio delle cartucce esaurite, dei nastri delle macchine da scrivere elettriche) .-


FIGURA R

In FIGURA R si vede come recuperare la funzione di un elettromagnete da un relè per l'accensione dei fari delle auto.- Si apre il contenitore di bacalite con un cacciavite, si rimuove lo scambio e si lascia solo la bobina del relè; si provvede a forare la custodia, in modo tale che, una volta rimontata, il foro si mantenga concentrico all'asse della piccola bobina interna.-

Questo modo di procedere ha un duplice vantaggio; primo consente un risparmio di energia perchè la bobina del relè ha un consumo decisamente inferiore rispetto a quello dell' elettromagnete, consentendo anche una più lunga autonomia della batteria (un elettromagnete anche piccolo consuma circa 500 ma, mentre la bobina del relè circa 100 ma); secondo è possibile evitare di posizionare la molla di richiamo, perchè facendo lavorare il sistema in verticale, quando la bobina è a riposo,lo stantufo entra naturalmente per caduta all'interno del tubetto della siringa.-



FIGURA 7 FIGURA 8

Le FIGURE 7 e 8 mostrano come procedere per abbinare la siringa con lo stantufo alla bobina del relè.-
Come al solito si utilizza lo stantufo capovolto. per i motivi già esposti sopra, poi si infila a pressione, la guarnizione in un dado di ferro da 6mm di diametro (ovviamente dipende dalle dimensioni della guarnizione), così, quando la bobina del relè è in azione, lo stantufo viene attratto, lasciando passare l'aria nel tubetto della siringa.-
Quando la bobina del relè è a riposo (quindi non più alimentata dal timer) lo stantufo cade naturalmente all'interno del tubetto della siringa, fermandosi sulla battuta.- Naturalmente il tutto deve essere ben allineato e fissato su un adeguato supporto come spiegato in Figura 8 e successive, tenendo presente che il tubetto della siringa con lo stantufo inserito, deve essere bloccato vicinissimo al foro praticato nella custodia del relè, proprio per facilitarne l'attrazione .-



FIGURA 9 FIGURA 10

Nelle FiGURE 9 e 10 si vede il sistema come deve essere correttamente montato e come deve essere posizionato in verticale per sfruttare naturalmente la caduta dello stantufo all'interno del tubetto della siringa, per chiudere l'ingresso dell'aria quando la bobina del relè non è più in azione.-



TEMPORIZZATORE




Lo schema di temporizzatore proposto, di cui alla FiGURA 11 è stato realizzato utilizzando un IC 555 in funzione di generatore di clock che va a pilotare una serie di integrati decadici (contatori X 10), fino ad arrivare ad avere un segnale in uscita per l'azionamento dell'elettromagnete, dopo circa 24h o anche per un tempo molto più lungo.-
la scelta di assemblare un circuito come quello visto in FIGURA 11 è dovuto semplicemente al fatto di avere avuto a disposizione diversi IC 4017, ma ciò non toglie che si possa utilizzare un altro circuito che serva allo stesso scopo e che abbia magari meno componenti da saldare, come per esempio quello di FIGURA 14.-
In Rete, ovviamente, si trovano facilmente diversi progetti di timer e temporizzatori a cui ispirarsi.-
Nel descrivere sinteticanente il progetto, si può dire che rispettando i valori dei componenti indicati per il funzionamento dell'integrato-555, sul piedino 3 di uscita si ha un segnale alto dopo circa 2 minuti e 10 secondi dall'accensione (eventualmente si ritocchi la resistenza variabile R1) il segnale entra sul pin 14 del primo IC 4017 e prelevato in uscita, sul pin 11, dopo circa 20 minuti (il pin 11 è infatti l'uscita n.9),- Il segnale entra poi sul pin 14 del secondo IC 4017 e viene prelevato in uscita, sul pin 11, dopo circa 3h. e così via il conteggio continua con gli altri IC 4017 pilotati in serie fino ad arrivare alla temporizzazione richiesta-
Il segnale alto, infine, giunge in ingresso della prima porta NOR del IC 4001 ( pins 5 e 6) il condensatore C5 sul pin 4 (che è allo stato logico basso) si carica; polarizza un altra porta logica (pins 1 e 2) e sul pin 3 del IC 4001 troviamo uno stato logico alto per pilotare la base del Transistor BC337, che a sua volta manda in azione il relè che deve comandare l'elettromagnete a cui è stata abbinata la siringa .-
Dopo un breve periodo di tempo (da 15 secondi a 1 minuto. regolabile dal valore delle resistenze R5 e dalla posizione del deviatore Min-MaX), il condensatore C5 si è completamente caricato, gli stati logici dei pins citati in precedenza si invertono, e il relè (RL) che comanda l'elettromagnete va a riposo, pronto ad iniziare un altro ciclo ON/OFF dopo altre 24h o dopo il tempo che ci si è voluto dare attraverso il commutatore a 3 posizioni (Giornaliero, Bisettimanale. Settimanale) .-



FIGURA 11b

Per chi si vuole cimentare nella realizzazione del circuito ecco in FIGURA 11b le denominazioni dei pins degli integrati proposti e lo stato logico dei pins del CMOS 4001 (4 porte logiche NOR integrate) utilizzato alla fine del conteggio, per pilotare l'apertura e la chiusura del relè dell'elettromagnete.-




FIGURA 12 FIGURA 13

Le FIGURE 12 e 13 mostrano la realizzazione del temporizzatore utilizzando la solita basetta mille fori (10cm X7), inscatolata in un contenitore di plastica con coperchio in alluminio .- In particolare la FIGURA 12 evidenzia il frontalino con il commutatore dei tempi, il deviatore Min-Max per gestire il tempo di azione del relè, un pulsante Test di prova.- Da notare le diciture stampate sul frontalino, ottenute con i trasferelli ricalcabili e fissati poi con una passata di vernice trasparente.- In FIGURA 13 invece si vedono i Circuiti Integrati già montati sulla basetta con gli altri componenti.-

TEMPORIZZATORE CREPUSCOLARE


FIGURA 14

Nella descrizione dei servizi elettronici per il tagliaerba radiocomandato, questo circuito viene usato per interrompere l'alimentazione e quindi il ruotare delle lame, nel caso in cui il veicolo si dovesse ribaltare e diventare pericoloso .-
Nel caso dell' irrigatore ad aria invece, serve per azionare il relè di comando dell' elettromagnete.-
Infatti durante il giorno, la fotoresistenza colpita dalla luce non permette di avere uno stato logico alto all'uscita dell' integrato ua 741 (pin 6) e il sistema rimane interdetto, (anche se alimentato correttamente a 12V).-
Quando i raggi di luce si attenuano lo stato logico del pin 6 dell IC ua741 diventa alto, giunge in ingresso della prima porta NOR del IC 4001 ( pins 5 e 6), il condensatore C4 sul pin 4 (che è allo stato logico basso), si carica; polarizza un' altra porta logica (pins 1 e 2) e sul pin 3 del IC 4001 troviamo uno stato logico alto per pilotare la base del Transistor BC547, che a sua volta manda in azione il relè che deve comandare l'elettromagnete a cui è stata abbinata la siringa.-
Il ciclo delle inversioni degli stati logici si ripete come per il temporizzatore descritto alla FiGURA 11.-
Si fa notare che Il tempo di attrazione del relè (RL) (e quindi il tempo di irrigazione), in questo schema è regolato dal potenziometro R3.-


FIGURA 15 FIGURA 16

Nelle Figure 15 e 16 si vede il temporizzatore crepuscolare con i componenti saldati sulla basetta mille fori, anche questa inscatolata in un contenitore di plastica.-
In particolare la figura 16 mostra la scatola, "affogata" !! a sua volta, nel polistirolo, a protezione dai raggi del sole e dalla pioggia, nel caso in cui dovesse rimanere esposta per l'intero giorno.-
E' appena il caso di ricordare che la fotoresistenza va montata all' esterno della scatola, come chiaramente mostra la FIGURA 16.-


CARICA BATTERIA



L'assorbimento di corrente di tutto il sistema risulta di circa 150 mah, non è molto, ma tenendo conto della possibilità di un congruo periodo di vacanze estive, che ci lasciano lontano da casa, è opportuno utilizzare una batteria al piombo-gel, e relativo circuito di ricarica come quello visto nella descrizione del Tagliaerba Radiocomandato, a cui si rimanda

FIGURA 17 FIGURA 18

La costruzione di un telaio per il sostegno del recipiente d'acqua può essere decisamente semplice, come si vede in FIGURA 17, una tavola di legno di 1 metro X 20cm e una base di 40cm X20, opportunamente fissate in modo da formare una "L", possono andare bene.-
Naturalmente molto dipende dalla dimensione del recipiente e da quanti sono i vasi di fiori da irrigare.- Ognuno valuterà secondo le proprie esigenze: con una irrigazione ben calibrata, per due vasi sarà sufficiente una piccola tanica da 5 litri, per avere un'autonomia di circa 13-14 giorni.- Per 5 vasi (per esempio di gerani), occorrerà una tanica da 25 litri per un'autonomia di circa 20 giorni.-
In FIGURA 18 si vedono come devono essere disposti i tubicini di fuoriuscita dell'acqua.- Un metodo sbrigativo di fissaggio è quello di utilizzare un tappo di sughero per la chiusura, al quale sono stati praticati, 5 fori da 4 mm di diametro (uno al centro e quattro ai lati) e poi inseriti 4 tubicini di plastica, di una lunghezza pari alla distanza di posizionamento dei vasi.-
A questo proposito si suggerisce di collocare i vasi attorno al sostegno del recipiente, in modo che l'acqua possa defluire facilmente dall'alto verso il basso, facendo un breve percorso.-



FIGURA 19

La FIGURA 19, mostra come posizionare una grossa tanica, per raggiungere al meglio lo scopo prefissato.- Con delle tavole di panforte si è costruito un piccolo mobiletto, alto poco più di un metro, con 3 ripiani di 35cm di lato.- Sui ripiani interni. (non visibili in FIGURA), trovano posto il temporizzatore e la batteria.-
In esterno, sopra alla tanica è stata fissata la scatoletta contenente l'elettromagnete e la siringa con lo stantufo; anche se, sarebbe stata una cosa buona allungare il tubicino di raccordo dell'entrata dell'aria nella tanica e riposizionare il tutto su uno dei ripiani interni, così come è stato fatto per la batteria e il temporizzatore di comando.-
Accanto al mobiletto vanno disposti i vasi di fiori da irrigare.-

Si fa notare, che per una maggiore efficienza del sistema, sarebbe preferibile utilizzare un contenitore di latta anzichè di plastica, poichè, il contenitore di plastica, tende a deformarsi durante lo svuotamento.-





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