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Dispositif de contrôle automatique.
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Le principe de fonctionnement du circuit peut s'ex- pliqner à partir du bloc diagramme général nontré par la fig. 1.
Un multivibrateur, suivi d'un adaptateur de charge délivre un signal alternatif d'ondes rectangulaires nécessaire à l'alimentation d'un pont à courant constant en A, dans les branches duquel se trouvent, d'une part, les sondes introduites dans le sol, et, d'autre part, la résistance variable RV né- cessaire au réglage. La symétrie des signaux est indispensable pour éviter la polarisation des électrodes.
Le niveau de signal alternatif recueilli anx bornes des sondes (entre 0 et B) sera fonction de l'état du sol situé entre celle-ci. Ce niveau variable est fonction de l'humidité du sol.
Par contre, le niveau de signal alternatif recueilli entre C et 0 aux bornes de l'élément de réglage est fonction de la valeur affichée, à partir de laquelle le contrôle d'arrosage s'effectuera normalement
C'est un niveau de référence ajusté en-fonction de l'état du terrain que l'on désire obtenir.
Ces deux niveaux sont appliqués sur les deux entrées d'un amplificateur différentiel fonctionnant en détecteur de zéro.
Le niveau de sortie obtenu en D est proportionnel à la différence des niveaux en B et C et du gain de l'étage différentiel.
Le signal en D, est en phase avec le signal aux bornes des sondes (en 3) tant que le niveau de référence (en C) est inférieur au niveau obtenu en 3.
Ce signal est amplifié de façon à obtenir un niveau suffisant en E, pour de faibles niveaux obtenus en D. (cas d'un contrôle d'arrosage avec un terrain très humide).
Le niveau de tension positive en C, nécessaire à la commande de Trigger est obtenu à partir du signal en E par un détecteur en synchronisation de phase avec le signal fourni par le multivibrateur en F.
Le sorte que le signal de sortie de l'acplificateur n'est redressé à sa valeur de crête que lorsqu'il est en phase avec le signal apparaissant en P, correspondant, au cas où le niveau aux bornes des sondes est supérieur au niveau de référence, donnant ainsi l'information favorable à la commande du Trigger si le niveau détecté (en G) est suffisant.
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L'arrosage s'effectuant, l'humidité va augmenter en- gendrant une diminution de la résistivité du sol entre les sondes; le signal alternatif aux bornes de celle-ci va décroître, ainsi que le signal de commande du Trigger.
Lorsque le niveau détecté ne sera plus suffisant pour maintenir l'arrosage, le Trigger basculera à son état de re- pos, l'arrosage sera interrompu par fermeture de l'électrovanne.
La fig. 2 montre la forme ainsi que les phases res- pectives des signaux observés en A. B. C. D. E. F. donnant lieu dans ce cas à l'apparition d'un niveau positif en G.
Observer que l'humidité du sel peut continuer à dé- croître après l'arrêt de l'arrosage, par l'action dans le sol du front d'eau ou de phénomènes atmosphériques tels que la pluie, variation de la température, etc...
Dans ce cas le niveau de tension recueilli aux bornes des sondes peut être plus faible que le niveau de référence. Le signal apparaissant à la sortie de l'amplificateur {en E) peut être de grande amplitude mais en opposition de phase avec le signal de synchronisation du détecteur synchrone, et seule l'alternance négative pourra subsister en E.
Aucun niveau positif sera obtenu en G et l'électrevanne sera maintenue fermée.
La fig. 3 met en évidence la forme et les phases respectives des signaux ootenus aux différents points cités, donnant lieu à un niveau nul en détection.
La fig. 5 montre le schéma du multivibrateur réalise, suivi de l'adaptateur nécessaire pour conserver un signal alternatif symétrique en A d'amplitude maximale.
La fréquence de fonctionnement du multivibrateur est fixée à 1 kHz.
Le multivibrateur est constitué par T1 et T2 (BC 148) et ne pourra délivrer en sortie qu'un signal de faible amplitude, soit en négligeant le courant de base devant le courant collecteur.
La tension négative de base ne pourra qu'être inférieure et satisfaire Vbeo 5 v.
Un adaptateur constitué par T (BC 148) sera néces- saire pour la commande du pont, de façon à obtenir en A une amplitude de signal peu différente de la valeur de la tension d'ali- mentation, avec une chargeabilité plus importante, de manière à ne pas provoquer de dissymétrie sur le signal par la charge du pont.
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Le pont de commande du détecteur de zéro est con-
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atitui par R 1- R27 Rv (résistance variable pour le réglage) et RI (résistance du sol entre les deux sondes SI et S2)' L'appareil devant permettre le contrôle de l'arro-
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sage sur une plage de réglage situé entre 600.Q. et 20 kit-, fixons la valeur de Rv à 22 k avec une résistance talon de 470 Û.
La fig. 6 montre l'amplificateur différentiel conatituant le détecteur de zéro.
Le fonctionnement de cet étage est obtenu par T4 et T5 (BC 148) polarisé en classe A.
Les signaux recueillis aux bornes des sondes et de
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R7 sont appliques sur les bases de T 4 et T 5 au travers de C - 0,47 uF.
L'amplitude du signal obtenu en D à la sortie de 1'amplificateur différentiel est proportionnel à la différence des niveaux obtenus en B et C et fonction du gain G, en tension
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de l'étage V D ... G (V (]; - Co
Le signal en D sera en phase avec le signal de commande en 1 lorsque : V# > V# et sera en opposition de phase avec le même signal en A lorsque
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fi) < V Le niveau de signal obtenu en D sera nul avec v T 'B- TouifolS. :e niv*au de sortie risque de ne pas être dt&#plttud uff tee.: er.: importante pour obtenir, après détection, le niveau continu necessaire à la commande du Trigger.
Un amplificateur de liaison situé entre l'étage différentiel et la détection synchrone sera utile pour aug- .enter la sensibilité du dispositif.
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L'amplificateur n4cessaire à l'augmentation d'amplitude du signal obtenu en D est rpr3en1 par la fig. 7.
Cet amplificateur est on8ltul de TT (Be 148) polarisa en clause puauc3oesturér. de isor 1 favoriser l'alternance positive du signal obtenu (en E) avec >Jn amplitude suffisante pour obtenir (en G) le niveau de tesios n/cessaire 1 la commande
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du trigger, avec un faible écart de tension entre sonde et réfé- rence.
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L'amplitude saxisals du signal obtenu (en eze à la sortie de 1* a=.z-ificalleir de détection est uniquement fonction du pont cor.s4t:G par R¯ ¯ la résistance équivalente à R 3 et 'R4
La fig. 8 montre le circuit de détection synchrone.
Le but de la détection synchrone est de redresser le signai alternatii (en E) à sa valeur positive de crête, de façon à obtenir (en G) à l'entrée du trigger au niveau continu détecté VG suffisant au basculement de celui-ci.'
Mais ce niveau ne devra apparaître (en G) que lorsque la résistance offerte par le sol entre les sondes est supérieure
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à celle affichée par :?P. C'es! la condition d'enclenchement de l'arrosage.
Dans le cas contraire, le niveau détecté (en G) devra être porté à une valeur pratiquement nulle-
L'arrosage ne doit pas être enclenché puisque dans ce cas la résistasse du sol entre les sondes est plus faible que celle fixée par Rv.
Examinons ces deux cas de fonctionnement :
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,er > Cas'? n0ß 'R-
Dans ce cas le signal de sortie de l'amplificateur (en E) est en phase avec le signal aux bornes des sondes et celui
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obtenu (en F) sur le nuitivibrateur.
A l'alternance positive la diode Dsera conductrice et D2 sera bloquée,
Le niveau détecta VG sera 3 V environ.
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2- cas.' BSOL; Ry
Dans ce cas le signai (en E) est en opposition de phase avec le signa- obtenu aux bornes des sondes et celui exis-
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tant (en F) sur le ult1v1braeur.
Ainsi, lors de l'apparition de l'alternance positive (en E) le transistor '1" du sultivibrateur est saturé provoquant la conduction de D2.
Le courant délivre' {en E) est écoulé à la masse au
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travers de D et de 11--space colleczeur émetteur de T1.
Le niveau VG sera G. V.
Ce niveau c'étant pas suffisant pour faire basculer le trigger l'arrosage ne sera jamais obtenu dans ce cas.
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Le Trigger nJcessare à. la cor-tande d'électrovanne
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Ce tr¯gge= est composa de trois transistors (BC 148), T (pc 186 ou 3C 18z), et T;O (AC x8?). ;
Les trois transistors sont montés en composite, et seront bloqués au repas.
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La tension dté.lt.et;1:"''Ur aux bornes de R.,... sera. fixée
El par IR circulant dans R5 8 k, cette résistance ayant pour rôle de réaliser l'effet de bascule du circuit au moment de la conduction de T10
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Le courant de maintien I de leélectrovanne ouverte m
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sera fourni par '.::'O au travers de .
Mais le courant d'appel au moment de l'ouverture de l'électrovanne, ne peut pas être fourni directement par T10 au travers de Rm.
Un t'étage supplémentaire constitué par T11 (AC 187) a pour rôle de se saturer au moment de la conduction de T10 (Fig. 10).
Le transistor sera saturé tant que le courant de charge du condensateur C au travers de R6 = 470 # et l'espace base émetteur de T11 restera, suffisant pour maintenir le VBE nécessaire aux bornes de Rb5 = 820 #.
Ainsi, pendant tout le temps de conduction de T11 la résistance Rm se trouve shuntée par l'espace collecteur-émetteur de T11
La charge de collecteur de T10 est alors uniquement
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constituée par la rés1qtance interne de lélectrovanne R. 27 IL Il faut pouvoir maintenir l'electrovanne ouverte. lojrsque T., sera bloque, et tant que Tj sera conducteur.
Le détail de cet 4tage est montré sur la fig. ''i, il est constitua d'!ui tansstnr etc t48) polarisé en classe à. La déviation du galvanomètre est fonction de l'état du sol par rap-
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port à la valeur de ia résistance de rêf4rence (Ry)* Cette déviation est minimale lorsque la résistance du son est faible par rapport à EV .
La déviation maximale (v 1/2 échelle) lorsque la ré- sistance du sol entre les sondes atteint une valeur plus importante que la résistance de référence Rv.
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Lorsque la résistance du sol sera égale à Ry 1'aigui13e du galvanomètre sera placé approximativement au centre de l'échelle.'
Ainsi, la position de l'aiguille permet de se rendre compte de la variation de l'humidité du sol dans le temps, par rap- est représenté par la fig. 9.
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port à la valeur de la résistance de référence fixée préalablement en actionnant le curseur de Rv
Le détecteur de contre-ordre représenté fig. 12 a pour rôle d'interdire le basculement du trigger lors d'un ensoleil- lement trop important.
On désire l'arrosage lorsque la résistance de cellule estinférieure à RORP 800
En parallèle sur la cellule ORP63 un contre-ordre par anémomètre pourra être branché.
Pour une vitesse importante de vent l'anémomètre éta- dira un contact venant court-circuiter R et bloquera T8 (fig. 13).
On peut prévoir tout autre contact d'interdiction ther- momètre à contact, hygromètre, baromètre, etc...
La fig. 14 montre le dispositif d'intercontrôle dont le fonctionnement intervient lors du branchement de plusieurs appa- reils avec une source d'alimentation commune, ou séparée (avec la borne positive d'alimentation commune).
Lorsque l'arrosage sera autorisé par un appareil, l'électrovanne correspondante s'ouvrira (T10 conducteur).
Un relais connecté en parallèle sur l'électrovanne, ayant deux circuits repos-travail, va passer en position travail (T) amenant les diodes D des autres appareils, en conduction, bloquant ainsi tous les transistors T9 des appareils au repos. Si bien que le VBE des transistors T9 va passer à VD 0,2 V, ce qui est insuffi- sant pour faire conduire T9 lorsque T8 sera conducteur.
Lorsque appareil en fonctionnement sera revenu au repos, son contact relais repassera en position repos (T10 bloqué) et l'arrosage pcurra Etre autorisé par un autre appareil.
Le deuxième circuit repos-travail est prévu pour une commande de pompe électrique (P) laquelle peut être mise en fonction. nement pour puiser l'eau, dès qu'une électrovanne s'ouvre.
Avec un tel système, l'arrosage s'effectue avec une pression constante puisqu'un seul appareil est en fonctionnement à la fois.
Une telle utilisation est souvent utile pour le con- trôle de l'arrosage sur une grande étendue de terrain.
Plusieurs appareils peuvent alors être montés en série et réunis ensemble par une connexion commune aux points A - B - C - D etc... (fig. 14).
L'alimentation en eau peut être commune à l'entrée des
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électrovannes puisqu'une seule sera ouverte à la fois.
Les résultats de mesures sont ceux relevés sur le circuit décrit dans cette description.
Les oscillogrammes représentés fig. 17 mettent en évidence le courant d'appel nécessaire à la commande de l'élec- trovanne. le montage de mesure est rep senté par la fig. 16. la commande automatique d'électrovanne s'effectue à partir des informations fournies par des électrodes surveillant l'humidité du sol. le choix du seuil de déclenchement est laissé à l'initiative de l'utilisateur qui peut observer sur indicateur à aiguille l'état du sol par rapport à la valeur de "sécheresse" choisie pour arroser. Une entrée pour contre-ordre est prévue.
Six appareils peuvent être interconnectés pour éviter l'arrosage simultané sur plusieurs points.
3'appareil fonctionne sur 12 V et consomme 1,6 mA en attente.
Une description complète (y compris les circuits imprimés) est fournie pour cette réalisation (11 transistors).