JPS62118833A - 自動給水装置 - Google Patents

自動給水装置

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JPS62118833A
JPS62118833A JP25721885A JP25721885A JPS62118833A JP S62118833 A JPS62118833 A JP S62118833A JP 25721885 A JP25721885 A JP 25721885A JP 25721885 A JP25721885 A JP 25721885A JP S62118833 A JPS62118833 A JP S62118833A
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JP
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water
water supply
supply device
sensor
motor
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JP25721885A
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English (en)
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悟 田舎片
谷水 洵
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、人手に顧ることなく給水およびその停止を
行える自動給水装置に関する。
〔背景技術〕
最近は、室内やベランダに観賞用の植木鉢が置かれてい
る家庭が多いが、家人の不在や水のやり忘れなどのため
、花などを枯らしてしまうことがあり、自動的に給水す
ることができる装置が望まれている。
他方、植木鉢の土壌などには排水性の良いものや悪いも
のがあり、保水性が異なるため土壌などの湿り具合に応
じて適量の給水を行う装置が望ましい。
土壌の湿り具合に応じて適量の給水を行う自動給水装置
としては、たとえば、特公昭59−27630号公報、
特開昭53−44323号公報などに示されるように、
湿度センサや1対の電極で土壌の水分量を検出して給水
制御するものが提案されている。
ところが、上記の自動給水装置は、いずれも屋外用のも
のであって、水道などを給水源とするものであるから、
室内やベランダなど水道蛇口から離れた場所に用いるに
はホースを引っばることが必要となる不具合があり、室
内やベランダなどでの使用に適していない。しかも、そ
れらの自動給水装置は、水の供給およびその停止を弁の
開閉で行っているので、故障などで弁が働かなかったり
、確実に閉じないときには水が出っばなしになる、この
ため、それらの自動給水装置を室内で使用した場合には
、植木鉢などから水があふれて室内を汚すおそれもあり
、このような意味でも、室内用としては不適格なもので
あった。
〔発明の目的〕
この発明は、以上のことに鑑みて、室内やベランダなど
に置いた植木鉢等への給水にも適した自動給水装置を提
供することを目的としている。
〔発明の開示〕
この発明は、上記の目的を達成するために、タンクから
取水して給水対象物に水を供給するポンプ、このポンプ
を働かせるモータ、前記給水対象物のうち少なくとも1
つの水分量を検出する水センサ、および、前記水センサ
から信号を得ることにより、前記モータを運転および停
止させる制御手段を備えている自動給水装置を要旨とし
ている以下に、この発明を、その実施例をあられす図面
を参照しながら詳しく説明する。
第1図および第2図は、この発明の第1の実施例をあら
れしている。第1図および第2図にみるように、この自
動給水装置lは、ポンプ2、モータ3、水センサ4、お
よび、制御手段5を備えており、この実施例では、さら
に、タンク6および水位センサ7も備えている。
ポンプ2は、タンク6から取水して、複数個の植木鉢8
の土壌9などの給水対象物に水IOを供給する。モータ
3は、制御手段5の制御により駆動され、ポンプ2を働
かせる。水センサ4としては、この実施例では、湿度セ
ンサが用いられており、1つの植木鉢の土tn9に取付
けられていて、その土壌9の水分量を(この場合、湿度
)を検出するようになっている。制御手段5は、水セン
サ4から信号を得ることにより、モータ3を運転(作動
)させたり、停止させたりするようになっている。制御
手段5の電源11には電池などの直流電源が用いられる
が、その他のものを用いてもよい。12は電源スィッチ
、19は給水路となるホースである。
この実施例では、ポンプ2、モータ3、制御手段5、お
よび、電源11が1つのボディ (本体)13に収納さ
れていて、このボディ11がタンク6の上部開口を覆う
ふたを兼ねている。このため、タンク6内にほこり、ご
みなどが入りにくくなり、ポンプ、ホースなどが詰るの
を防ぐことができる。タンク6とボディ11とを一体に
したときに固定されるような留め具があれば、これら両
者を一体にしたときに持ち運びが便利になる。
つぎに、この自動給水装置1の動作を説明する。第1図
および第2図にみるように、電源スィッチ12を投入(
オン)すると、水センサ4が植木鉢8の土壌9の水分量
を検出し、これがある値以下のときは、この信号で制御
手段5がモータ(ポンプ駆動モータ)3を運転させ、ポ
ンプ2を働かせる。ポンプ2はタンク6から水10を吸
い上げ、ホース19などの給水路を通じて給水ノズル1
4などから水を吐出させ、土壌9に給水する。このとき
、土壌9の水分量がある値以上になると、水センサ4が
これを検出し、この信号で制御手段5がモータ3を停止
させ、ポンプ2を止める。他方、ポンプ2の吸い上げ用
ホース15の下端よりも少し上方に水位センサ7が取り
付けられている。タンク6内の水位が低下してきた場合
、水位が吸い上げ用ホース15の下端よりも低くなる前
に水位センサ7が水位の低下を検知して、この信号によ
り、ボディ13内の制御手段5がモータ3を止め、空運
転するのを防ぐ。これにより、電池のむだな消耗や、モ
ータの焼けつきを防ぐことができる。
つぎに、制御手段の動作を説明する。第3図は、制御手
段を構成する電気回路の1例をあられしている。第3図
にみるように、この制御用電気回路5aはつぎのような
構成をとっている。電源(E)11と共通ラインlの間
に抵抗(R1)  21と抵抗(R2)22の直列回路
が接続されており、抵抗21と22の間に、IC23の
非反転入力端子がつながっている。抵抗21および22
は、水分量設定用の基準信号をつくる。電源11と共通
ラインlの間に、可変抵抗(VRsA)24および水セ
ンサ4の直列回路が接続されており、可変抵抗24と水
センサ4との間に、IC23の反転入力端子がつながっ
ている。電源11と共通ラインlの間に、抵抗(RE)
25、トランジスタ(Qz)26のエミッタ、コレクタ
、および、抵抗(Rs)27の直列回路が接続されてい
る。IC23の出力端子はトランジスタ26のベースに
つながれている。IC23の非反転入力端子と出力端子
との間は、抵抗(RH)28およびダイオード(DH)
29が図にみるようにつながれている。電源11と共通
ラインlの間に、モータ3、トランジスタ(Q、)30
のコレクタ、エミッタの直列回路が接続されており、ト
ランジスタ30のベースは、トランジスタ26のコレク
タにつながれている。モータ3と並列に、抵抗(Rt 
) 31および発光ダイオード(LED) 32の直列
回路が接続されている。電源11と共通ラインlの間に
、抵抗(R1)33および(R,)34の直列回路が接
続されているとともに、抵抗(Rsa13sおよび水位
センサ7の直列回路が接続されている。抵抗33および
抵抗34は、水位設定用の基準信号をつくる。IC36
の非反転入力端子が抵抗33.34との間に、IC36
の反転入力端子が抵抗35と水位センサ7との間にそれ
ぞれつながれている。1c36の出力端子はIC23の
反転入力端子につながれている。電気回路5aの一点f
A蝕で区切られた部分I、  II、 I[[、rVは
、それぞれ、表示回路I、モータ制御回路■、水分調整
回路■、水位比較回路■をあられしている。12は、電
源を大切(オンオフ)する電源スィッチである。
電源スィッチ12を投入すると、電源11により、電気
回路5aに電源が供給される。IC23、IC36はそ
れぞれ出力端子がオープンコレクタ型のコンパレータで
ある。抵抗21.22により、電圧V、がIC23の非
反転入力端子に基準電圧として与えられる。抵抗33.
34により、電圧■2がIC36の非反転入力端子に基
準電圧として与えられる。この実施例では、水位センサ
7は、水を検知すると抵抗が変わるセンサであり、水を
検知することにより、その抵抗値がたとえば300にΩ
以下になると、IC36の反転入力端子の電圧が基準電
圧v2よりも低くなり、IC36の出力端子はハイレベ
ルの状態となって、このIC36の出力がオープンコレ
クタであるため、IC36とIC23の間の接続が断た
れることとなる。水センサ4は、給水対象物の湿度が低
いとき抵抗が大きくなるものが使われており、この抵抗
値が大きくなる、すなわち、rc23の反転入力端子の
電圧が非反転入力端子の電圧■1よりも高いときには、
IC23の出力端子がローレベルになり、抵抗25から
トランジスタ26のエミッタにベース電流が流れ、トラ
ンジスタ26が導通し、これに伴ってトランジスタ30
が導通する。これにより、モータ3に電流が流れ、モー
タ3が作動してポンプを働かせる。抵抗28およびダイ
オード29の直列回路は、IC(コンパレータ)23に
ヒステリシス特性をもたせるための回路であり、IC2
3の出力端子がローレベルになったとき、IC23の非
反転入力端子の電圧■。
′bマ、 と変わり、vt >Vl ’となる。そのため、モータ
3の作動開始直後のチャタリング現象が防止される。水
センサ4がある程度の水分量を検出すると、IC23の
反転入力端子の電圧は、非反転入力端子の電圧vI′よ
りも低くなり、IC23の出力端子がハイレベルに戻り
、モータ3を止める。給水対象物の水分量が低下してく
ると、この動作が繰り返されることにより、植木鉢内の
土壌など給水対象物の水分は、ある範囲で自動的に一定
に保たれ、植物を枯らしたりすることがないのである。
抵抗31および発光ダイオード32で構成される直列回
路iは表示回路であり、モータ3作動時に、発光ダイオ
ード32が点灯して表示する。可変抵抗(ボリューム)
24は、水センサ4の感度を調整する。この実施例の場
合、可変抵抗24の抵抗値を大きくすると水センサ4の
感度が下がり、水センサ4の抵抗がより大きくならない
と、すなわち、給水対象物の水分量がより低くならない
と、モータ3が作動しない。逆に、可変抵抗24の抵抗
値を小さくすると水センサ4の感度が上がり、水センサ
4の抵抗がより小さくても、すなわち、給水対象物の水
分量がより大きな値でも、モータ3が作動するようにな
る。給水開始の水分量レベルが可変抵抗によって変える
ことができる。
このような可変抵抗の抵抗値設定は、たとえば、給水対
象物に植える草木などの種類、給水対象物の種類、性質
などによって適宜に行えばよい。
なお、給水や蒸発などにより、タンク6の水位が低下し
て水位センサ7の抵抗値が増加すると、IC36の反転
入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧v2よりも高く
なる。このとき、IC36の出力fa 子はローレベル
(アースレベル)になり、IC23の反転入力端子もロ
ーレベルになるので、IC23の出力端子はハイレベル
になり、水位が所定量に足らないときは、このハイレベ
ルが維持されてモータ3は動かない。モータ3が動いて
いる最中にそうなった場合にも、モータ3は止まる。こ
のことによってモータの空運転を防止することができる
以下に示す図面で、第1図〜第3図で示したものと同じ
ものには同じ番号、記号を付している。
第4図は、第2の実施例をあられしている。第4図にみ
るように、この自動給水装置lは、ポンプ(図示されず
)を上記のように自動的に運転させたり停止させたりす
る「自動」と、水センサ4の抵抗値にかかわらずポンプ
を連続的に運転させる「連続」とを選択することができ
るスイッチ16を備えていること、自動給水装置1を持
ち運ぶときに使う把手17がボディ13に備わっている
以外は、第1の実施例に示したものと同じであるので、
図中、同じものには同じ番号を付している。把手17の
上部は溝18になっていて、その中に電源スィッチ12
がある。把手17の溝18は、この自動給水装置1を使
用しないときに、給水ホース19を納めるようになって
おり、ボディ13下部の側部には、給水ホース19の先
端部をはめ込み固定するストッパ20が設けられている
タンク6とボディ13を一体にしたときに固定されるよ
うな留め具があれば便利である。
自動給水装置をこの実施例のような構造にすると、持ち
運びが便利になり、用いないときにはコンパクトになる
ので、場所ふさぎにもならない。
上記のとおり、水センサは、1つの基準用植木鉢の土壌
中などに設置され、その近くに設けられた給水ノズルか
らの水を、土壌などを経由して検知し、他の植木鉢など
は、水センサを設置せずに給水のみ行うようにすると便
利である。しかし、この方法は、植物の種類、土の種類
、密度、水センサと給水ノズルの相対位置などにより、
動作上の誤差が大きく、常に同一の条件を設定すること
は極めてむずかしい。そこで、たとえば、第5図に示す
ようにしてこの発明の自動給水装置を用いるようにすれ
ば、この問題が解決される。
第5図および第6図(a)、 (blは第3の実施例を
あられしている。これらの図にみるように、この自動給
水装置1は、水分量を検出するためのみの基準用給水対
象物41を備えていて、これにのみ水センサ4が取付け
られていること以外は、第2の実施例として示したもの
と同じであり、図中、おなしものには同じ番号を付して
いる。ここでは、基準用給水対象物41としてフェルト
が用いられているが、これに限られず、その他のものを
用いてもよい。基準用給水対象物41は、シャーレ状の
容器42に入れられているが、これに限られず、その他
のものに入れられてもよい。このようにシャーレ状の容
器42に入れられたフェルトなどの基準用給水対象物4
1に水センサ4を取付けたものをダミー鉢として使用し
、他の植木鉢などの給水対象物には給水のみ行うように
することにより、毎回の給水−水センサによる検知−制
御回路動作−給水停止のサイクル動作の条件が均一化さ
れる。
この発明の自動給水装置において、第1図などに示した
ような小型の既製のタンク式のものでは、使用者が長期
不在などのため、長期間にわたりタンクに水を補給せず
に自動給水の必要がある場合には、小型の既製タンクで
は水容量が不足することが考えられる。そこで、第7図
に第4の実施例として示すように、自動給水装置1には
タンクが備わっておらず、バケツ43等使用者が任意の
タンクを使用できるように、モータ(図示されず)、ポ
ンプ(図示されず)、および制御手段(図示されず)な
どが収納されているボディ13に逆U字形または逆り字
形などの引っかけ部44が備わっていて、バケツ43な
どの内側にこの自動給水装置lを引っかけて用いること
により、様々な容量のタンクが使用できる。こうするこ
とにより、長期にわたる連続使用のために充分な水量が
確保でき、水切れになる心配をなくすことができる第4
の実施例をして示した自動給水装置では、ヘランダ等の
屋外で使用する場合、はこり、ごみ等がタンクの水中に
落下したり、また、屋内で使用する場合にも、細かいほ
こり等の異物が水中に落下し、ポンプや給水ホース、給
水ノズルを詰まらせてしまうことがある。そこで、第8
図(a)、 (b)に第5の実施例として示すように、
自動給水装置lのボディ13として、円板状または板状
のものと一体化したものを用い、ボディ13がバケツ4
3等の任意のタンクの上部開口を覆う蓋を兼ねているよ
うにすると、容易にほこり、ごみ等を防ぐことができ、
ポンプ、給水ホース、給水ノズルなどが詰るのを防ぐこ
とができる。
なお、第9図に第6の実施例として示すように、自動給
水装置1をバケツ43等の任意のタンクの上部開口を覆
うM2Sの上にそのボディ13がぴったり接するように
載せて用いるなど、自動給水装置1と蓋(防じん板)4
5とを分離した構成にしてもよいのはもちろんである。
ふた45の中程には、ポンプ(図示されず)の吸い上げ
用ホース15を通す穴が設けられている。
以上に示した実施例のように、ポンプをタンクに一体と
なるよう取付けて(取付けた状態で固定されるのが好ま
しいが固定されなくてもよい)給水源を構成し、ホース
等の給水路を通じて給水対象物に給水するようにすると
、ポンプの取水用(吸い上げ用)ホースが短くてすみ、
タンクを給水対象物の近くに置くようにすれば、給水路
も短くてすむので室内に適した構造となる。
以上に示した実施例では、昼夜に関係なく、土壌など給
水対象物中の水分がある程度なくなれば水を供給する構
成になっているが、植物によっては昼に水をやったほう
が良い場合と、夜に水をやったほうが良い場合等、その
植物の特性に合わせた水やりをするのが好ましい。昼夜
の区別により、たとえば、光の量により、制御手段がモ
ータを作動させることができなくなるようにすればよい
。第1O図には、そのような制御用電気回路の1例が示
されている。第10図にみるように、この制御用電気回
路5 a /は、一点鎖線でしめされる領域V、Vtが
それぞれ光量比較回路■、光センサ(SC)Vlであり
、これらが図に示すように結線されている以外は第3図
に示した制御手段の電気回路5aと同じであり、図中、
同じものには同じ番号、記号を付している。たとえば、
光センサ■にCdSセル(硫化カドミウム光導電素子)
を用いると、その特性は第11図のグラフに示すような
ものになる。すなわち、光の量(横軸)の増加に伴いC
dSセルの抵抗(縦軸)はそれに比例して減少する。
つぎに、この制御手段5a’の動作を第10図を参照し
ながら説明する。水センサ、水位センサによる動作は上
述したとおりである。IC46は、出力端子がオープン
コレクタ型のコンパレータであり、その非反転入力端子
は抵抗(R5)47と抵抗(R,)48とにより光量設
定用の基準電圧■3 V3 =E−Rh / (Rs +Rh )が与えられ
ている。49は、光センサ■の感度調整用の固定抵抗(
Rsc)である。この制御手段5a′では光の量が多い
場合、すなわち、昼には光センサ■の抵抗値が下がり、
IC46の反転入力端子の電圧は非反転入力端子の電圧
■、よりも低くなるため、IC46の出力端子がハイレ
ベルになり、IC23でのモータ3の制御が可能になる
逆に、夜になると、IC46の出力端子がローレベル(
アースレベル)になるため、IC23の反転入力端子が
ローレベルになり、このローレベルが維持されている間
は、IC23の出力端子がハイレベルになるためモータ
3を制御することが不能になる(モータ3を作動できな
くなる)。
なお、この実施例では、夜には給水が不可能で昼に給水
が可能になるようにしていたが、逆に、夜には給水が可
能で昼には給水が不可能になるようにすることもできる
。これをスイッチなどで切換可能とすることもできる。
また、IC46にヒステリシス特性をもたせることによ
り、光の量による抵抗の範囲を決めれば夕方、早朝等限
られた時間での給水(たとえば水やり)も可能である。
さらに回路を追加して゛、1日の中である特定の時間帯
のみに給水可能とすることもできる。
この発明の自動給水装置は、以上に示した実施例に限定
されるものではない。たとえば、給水対象物の水分量を
検出する水センサは、湿度センサのほかに水分センサ、
1対の電極、水位センサ、その他が用いられる。給水対
象物が1つだけの場合には、それに水センサを設置して
、それに給水すればよい。給水対象物が複数個ある場合
、水センサは、それらの1つのみに設置してそれを基準
にして他のものにも給水していたが、2つ以上の給水対
象物に水センサを設置するようでもよい。
水センサの感度調整は、可変抵抗を用いていたが、固定
抵抗で調整してもよいし、他の素子2回路などを用いて
可変自在にしてもよい。給水対象物の水分量の検出、タ
ンクの水位の検出、給水対象物にあたる光の量の検出は
、抵抗値の変化以外によって行ってもよい。給水対象物
は、土壌、栽培マント、上記のダミー鉢、水栽培用の入
れ物など種々ある。タンクの水位を検知する水位センサ
は、この発明の自動給水装置がタンクを備えていても、
タンクを備えていなくても、その自動給水装置に備わっ
ていれば、ポンプを働かせるモータの空運転などを防ぐ
ことができる。
この発明の自動給水装置は、以上にみてきたように、タ
ンクに貯めである水を、必要時にポンプを働かせて取り
出し、給水対象物に給水するものである。このため、ポ
ンプが故障した場合には、普通は、ポンプが止まるもの
なので、給水が停止され、給水対象物から水があふれる
ことがなく、室内使用に適している。もし万一、この発
明の自動給水装置のポンプが止まらなくなっても、タン
クの水がなくなれば給水ができな(なる。これに対し、
従来の自動給水装置は、常時流れている水、または、流
れを生じさせるような圧力が加えられている水を弁(バ
ルブ)で塞ぎ止めておき、必要時にその弁を開けること
により給水を行うものである。このため、弁が故障すれ
ば、給水が停止できなくなり、給水対象物から水があふ
れてしまうので室内使用には適していないのである。
このように、この発明の自動給水装置は、室内、ベラン
ダなどでの潅水、すなわち、室内、ベランダなどでの植
物への水やりに適したものであるが、屋外での使用も可
能である。潅水用でなく、単なる散水の目的で使用する
こともできる。
〔発明の効果〕
この発明の自動給水装置は、以上みてきたように、タン
クから取水して給水対象物に水を供給するポンプ、この
ポンプを働かせるモータ、給水対象物のうち少なくとも
1つの水分量を検出する水センサ、および、水センサか
ら信号を得ることによりモータを運転および停止させる
制御手段を備えているので、給水対象物の水分量を自動
的に一定の範囲内にコントロールでき、万一故障しても
給水が停止される方向になり、給水対象物から水があふ
れることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1の実施例を模式的にあられした断面図、第
2図はそれのブロック図、第3図はそれの制御手段を構
成する電気回路をあられす回路図、第4図は第2の実施
例を模式的にあられし、一部断面にしてあられした斜視
図、第5図は第3の実施例を模式的にあられし、一部断
面にして表した斜視図、第6図(a)はそれの一部の拡
大斜視図、第6図(b)はそれの一部拡大断面図、第7
図は第4の実施例の一部分の断面図、第8図(a)は第
5の実施例の一部分の断面図、第8図(b)はそれの一
部分の斜視図、第9図は第6の実施例の一部分の断面図
、第1O図は制御手段を構成する電気回路の別の実施例
をあられす回路図、第11図はそれに用いた光センサの
特性をあられすグラフである。 l・・・自動給水装置 2・・・ポンプ 3・・・モー
タ4・・・水センサ 5・・・制御手段 5a、5a’
・・・制御手段を構成する電気回路 6・・・タンク 
7・・・水位センサ 9・・・給水対象物たる土壌 4
1・・・基準用給水対象物 43・・・タンクたるバケ
ツ代理人 弁理士  松 本 武 彦 第1図 第2図 第6図 (a) (b) 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)タンクから取水して給水対象物に水を供給するポ
    ンプ、このポンプを働かせるモータ、前記給水対象物の
    うち少なくとも1つの水分量を検出する水センサ、およ
    び、前記水センサから信号を得ることにより、前記モー
    タを運転および停止させる制御手段を備えている自動給
    水装置。 (2)給水対象物のひとつが水分量を検出するための基
    準用給水対象物となっていて、これにのみ水センサが取
    りつけられるようになっている特許請求の範囲第1項記
    載の自動給水装置。 (3)制御手段が水センサの感度を可変自在とする素子
    を備えている特許請求の範囲第1項または第2項記載の
    自動給水装置。 (4)タンクをも備えている特許請求の範囲第1項ない
    し第3項のいずれかに記載の自動給水装置(5)タンク
    内の水位を検知する水位センサをも備えていて、制御手
    段が前記水位センサから信号を得ることにより、モータ
    が空運転することを防ぐようになっている特許請求の範
    囲第1項ないし第4項のいずれかに記載の自動給水装置
    。 (6)モータ、ポンプおよび制御回路が1つのボディに
    収納されている特許請求の範囲第1項ないし第5項のい
    ずれかに記載の自動給水装置。 (7)ボディが引っかけ部を備えていてこれを介してタ
    ンクに着脱自在になっている特許請求の範囲第6項記載
    の自動給水装置。 (8)ボディがタンクの上部開口を覆う蓋を兼ねている
    特許請求の範囲第6項記載の自動給水装置(9)給水対
    象物にあたる光の量を検出する光センサをも備えていて
    、制御手段が前記光センサから信号を得ることにより、
    ポンプを働かせるモータを停止させるようになっている
    特許請求の範囲第1項ないし第8項のいずれかに記載の
    自動給水装置。
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JPS62118833A true JPS62118833A (ja) 1987-05-30

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JP25721885A Pending JPS62118833A (ja) 1985-11-15 1985-11-15 自動給水装置

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JP (1) JPS62118833A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01215221A (ja) * 1988-02-24 1989-08-29 Matsushita Electric Works Ltd 灌水信号発生装置
US4916875A (en) * 1988-07-18 1990-04-17 Abc Trading Co., Ltd. Tile-mount plate for use in wall assembly

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