JPS622771B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鉢植えや地植え等の植物にある一定の
時刻に一定時間の散水を自動的に行なう自動散水
器に関するものである。

従来の交流式の自動散水器は、50Hzまたは60Hz
用の24時間タイマーを使用しており、タイマー回
転円板上のオン・オフ時間設定の最小単位が15分
間隔で制御できるものは、散水時刻と散水時間を
共用して、たとえば午後４時30分から４時45分ま
で散水するように、タイマー回転円板上の午後４
時30分の孔にオン用の制御ピンを入れ、次の孔に
オフ用の制御ピンを入れて、これで電磁弁を制御
し、４時30分より４時45分まで電磁弁を開いて散
水するようになつていた。また24時間タイマーの
最小時間設定単位が30分のものにあつては、設定
時刻になると、タイミングモータ等が回転して電
磁弁を操作し、かつ散水時間を１分から15分位ま
で任意に制御できるようになつていた。

本発明はある一定の時刻に一定時間の散水が自
動的に行なえる自動散水器において、働磁弁の開
放時には駆動コイルと保持コイルの両方に電流を
流し、開放後は駆動コイルへの電流を遮断して保
持コイルのみに電流を流すように構成することに
より、電源となる乾電池の寿命を長くすることが
できるようにしたものである。

以下、本発明をその実施例を示す図面にもとづ
いて説明する。本発明の構成は第１図に示すよう
に、たとえば乾電池を電源１とし、cds₂で夜明け
を感知し、かつ無安定マルチバイブレータの発振
をCMOS ICのバイナリーカウンター３，４に入
れて散水時刻を制御し、そして散水時刻になつた
とき、散水時間を制御するバイナリーカウンター
５を作動させて一定時間散水ができるように電磁
弁の電磁コイル６，７を制御して散水する構成に
なつている。

次に回路動作について詳細に説明する。まずス
イツチ８は３回路接点のロータリースイツチで、
ａ回路は電源１のオン，オフ用、ｂ回路は散水時
間制御用、ｃ回路は手動散水用である。そして各
回路の１接点は電源１がオフとなる位置であり、
また２接点は手動散水で、この位置にセツトする
と散水時刻に関係なく、スイツチ位置を別の位置
に変えるまで任意に散水できる。さらに３接点は
散水時刻になつたとき一定時間散水する位置であ
る。今、スイツチ８の位置が２接点の手動散水の
位置にある場合は、スイツチｃ回路において、抵
抗９を通じて流れる電流は抵抗１０，１１および
電磁弁を開放する電磁コイル（電磁コイルは駆動
コイル６と保持コイル７の２つにより構成され
る）の保持コイル７の３つに分流する。スイツチ
８を２接点の位置にした瞬間を考えると、抵抗１
１に流れる電流は、コンデンサ１２を充電するよ
うに流れるため、コンデンサ１２の端子電圧がト
ランジスタ１３のスレシヨールド電圧Vebに達す
るまでは、トランジスタ１３はオフであり、した
がつて抵抗１０を流れる電流はトランジスタ１４
のベースに流れて、トランジスタ１４をオンにす
る。すなわち、スイツチ８を２接点の位置にした
瞬間からコンデンサ１２の端子電圧がトランジス
タ１３のスレシヨールド電圧vebに達するまで
は、電流は電磁コイルを構成する駆動コイル６と
保持コイル７の両方に流れて、電磁弁を開放す
る。この電磁弁が開放した後、コンデンサ１２の
端子電圧がトランジスタ１３のスレシヨールド電
圧Veb以上になると、トランジスタ１３がオンに
なり、かつトランジスタ１４はオフとなつて駆動
コイル６への通電を断つ。しかしながら、保持コ
イル７へは電流が流れ続けるため、電磁弁の開放
は維持される。なお、上記電磁コイルにより駆動
される電磁弁はヒステリシス特性を有しており、
電磁弁の開放時は電磁弁の開放を保持するときに
比べ、約５倍以上のアンペアターンを必要とする
ため、電磁弁の開放時のみ駆動コイル６と保持コ
イル７の両方に電流を流し、開放した後は駆動コ
イル６の電流を遮断して保持コイル７のみに電流
を流して電源１となる乾電池の寿命を長くするよ
うにしている。なお、駆動コイル６の遮断時間は
約60ms位に設定する。

また上記抵抗９は抵抗値を選定することによ
り、手動散水時における電磁弁の寂最低開弁保持
電圧を自動散水時より高くしており、すなわち、
手動散水時に電磁弁の保持コイル７に流れる電流
を、自動散水時に電磁弁の保持コイル７に流れる
電流より多くしている。このことは、スイツチ８
のｃ回路において手動散水の２接点位置に切換え
た場合に、電磁弁が開放されて散水が可能であれ
ば、スイツチ８を自動散水の３接点位置に切替え
てもある日数間は散水が可能であることを意味
し、また散水が行なわれなければ、電池の寿命が
きていることを意味するようにして、電池寿命の
チエツクの機能をもたせている。

次にスイツチ８の位置を３接点の自動散水の位
置にした場合の動作について説明する。まずトラ
ンジスタ１５と１６はシユミツト回路を構成して
おり、夜間時のように暗いときはcds₂の抵抗値が
大きいため、トランジスタ１５がオンし、かつト
ランジスタ１６がオフとなつているが、夜が明け
て明るくなると、cds₂の抵抗値が小さくなつて前
とは逆にトランジスタ１５がオフし、かつトラン
ジスタ１６がオンになるという具合に反転する。
また昼間より夜間になると、トランジスタ１５，
１６は再度反転して最初の状態に戻る。

またトランジスタ１７と１８は無安定マルチバ
イブレータを構成しており、一定の周期で発振し
ている。CMOS IC3，４，５は電圧のネガテイ
ブエツジで駆動するバイナリーカウンターで、こ
のバイナリーカウンター３，４，５は第２図に示
すように出力は12ステージであり、Ｖ_DDが陽極、
GNDが陰極、φが入力端子、Resetがクリアー端
子、0₁から0₁₂が出力端子となつている。バイナ
リーカウンター３，４は直列に接続されており、
17ステージ、すなわち2¹⁷の端子から出力を取
り、この出力をトランジスタ１９のベースに入れ
てトランジスタ１９を動作させ、バイナリーカウ
ンター５の陰極GNDを接地する。

トランジスタ２０，２１，２２は電磁コイルを
駆動するもので、トランジスタ２０のベース抵抗
２３にベース電流が流れると、これらのトランジ
スタ２０，２１，２２は同時にオンし、かつベー
ス電流が止まると、それぞれ同時にオフする。ト
ランジスタ２０，２１，２２がオンしたときは、
前記スイツチ８が２接点の位置にある場合と同様
の動作を行なう。またトランジスタ２２は飽和状
態で動作させるため、手動散水の場合と違つて抵
抗９に相当するものがなく、したがつて手動散水
時より低電圧まで電磁弁の開放が可能となる。

トランジスタ２４と２５は散水時間を調整する
もので、散水時刻になるまではトランジスタ２４
がオンし、かつトランジスタ２５はオフしてい
る。そして散水時にはこれとは逆にトランジスタ
２４がオフし、かつトランジスタ２５はオンとな
る。

次に全体の関係を説明する。夜間時は前述した
ようにシユミツト回路を構成するトランジスタ１
６がオフであるため、抵抗２６，ダイオード２７
を通じてバイナリーカウンター３の入力端子φに
High電圧が印加されることになり、その結果バ
イナリーカウンター３は動作しない。一方抵抗２
６，２８を通じてバイナリーカウンター３，４の
クリアー端子ResetにHigh電圧が印加されるた
め、すべての出力端子はクリアーされている。

またバイナリーカウンター５は前記バイナリー
カウンター３，４の出力がでていないため、トラ
ンジスタ１９はオフしており、したがつてバイナ
リーカウンター５の入力端子φおよびクリアー端
子Resetには抵抗２９，２３とダイオード３３を
通じてHigh電圧が印加されることになり、その
結果バイナリーカウンター５は動作せず、出力端
子はクリアーされているが、トランジスタ１９が
オフしているため、トランジスタ２５，２０もオ
フとなつている。

夜明けになり、その夜明けをcds₂が感知してシ
ユミツト回路を構成するトランジスタ１６がオン
すると、前記とは逆にバイナリーカウンター３の
入力端子φが無電圧，バイナリーカウンター３，
４のクリアー端子ResetがLow電圧となり、無安
定マルチバイブレータの出力がダイオード３０等
を通じてバイナリーカウンター３，４の入力端子
φに与えられるため、バイナリーカウンター３，
４はカウントを開始する。カウントが進行して、
トランジスタ１９のベース抵抗３１が接続されて
いるバイナリーカウンター４の出力端子がHigh
電圧になると、トランジスタ１９はオンとなる。
その結果、バイナリーカウンター５の陰極GND
は接地される。この接地によりバイナリーカウン
ター５が動作し、その出力端子に接続されている
スイツチ８のｂ回路の３接点を介して、トランジ
スタ２５，２０にはベース抵抗２９，２３の電流
が流れるため、トランジスタ２５，２０がオンす
る。トランジスタ２０のオンにより電磁弁が開い
て散水を始める。この散水時においては、前記ト
ランジスタ２５のオンにより、トランジスタ２４
がオフとなり、その結果無安定マルチバイブレー
タを構成する一方のトランジスタ１７のベース抵
抗は抵抗３１に可変抵抗器３２を加えたものとな
るため、無安定マルチバイブレータの発振周期は
長くなる。

また前記バイナリーカウンター５がオンになる
と、スイツチ８のｂ回路の３接点の電圧がLow電
圧となるため、バイナリーカウンター５の入力端
子φおよびクリアー端子Resetにはダイオード３
３を介してHigh電圧が与えられなくなるが、無
安定マルチバイブレータの出力がダイオード３４
を介して与えられるため、バイナリーカウンター
５はカウントを開始する。

そして散水時間が経過して、バイナリーカウン
ター５に接続されているスイツチ８のｂ回路の３
接点の出力がHigh電圧になると、トランジスタ
２５，２０はオフとなり、散水は停止する。それ
と同時にバイナリーカウンター５の入力端子φに
ダイオード３３を介して前記High電圧が与えら
れるため、バイナリーカウンター５はカウントを
停止した状態となる。またトランジスタ２５がオ
フとなるため、トランジスタ２４はオンとなり、
その結果無安定マルチバイブレータの発振周期は
最初の状態に戻る。

前述したように、散水時は同一の無安定マルチ
バイブレータを使用して、散水中は時刻カウント
中より可変的に発振周期を長くし、かつ可変抵抗
器３２の調節により結果的に散水時間を加減す
る。３５は半固定抵抗器で、無安定マルチバイブ
レータの散水時刻を調節するものである。

またベース抵抗３１が接続されているトランジ
スタ１９の出力端子電圧は、カウント開始から
High電圧になる時間と同じだけ（実際には散水
時の発振周期が長くなるため、その差の発振周期
分だけ長くなるが）High電圧が続き、その後再
びLow電圧となり、カウント開始時の初期状態に
戻り、以後同様の動作を繰り返す。

やがて夜になり暗くなると、cds₂の抵抗値が大
きくなるため、トランジスタ１６はオフとなつ
て、バイナリーカウンター３がカウントを停止す
ると同時に、今までのカウントはクリアーされて
最初の状態に戻る。

次にその一実施例を示すと、cds₂の照度が30〜
100ルツクスでシユミツト回路がオン，オフする
ようにし、かつカウンターの周期を８時間、最少
散水時間を約２分、バイナリーカウンター３の出
力を0₁₂、バイナリーカウンター４の出力を0₅、
バイナリーカウンター５の出力を0₁₀とすると、
無安定マルチバイブレータの発振周期Ｘ（mS）
は、 Ｘ×10^-3×１／３６００×2¹⁷＝８ からＸ≒220（ms） 最小散水時間ｙ（ｓ）は、ｙ＝220×10^-3×１／２× 2¹⁰からｙ≒112（ｓ）となる。すなわち、半固定
抵抗器３５を調整して、無安定マルチバイブレー
タの発振周期Ｘ（ms）を220ミリセカンドにすれ
ば、８時間周期で、最小可変抵抗値の位置で112
秒間の散水を繰り返す。

たとえば、８月頃の夜明けを午前４時30分とす
れば、最初の散水は半周期のみであるため、４時
間後の８時30分頃、次は１周期である８時間後の
16時30分頃にそれぞれ112秒散水することにな
る。

以上のように本発明によれば、電磁弁の開時に
は駆動コイルと保持コイルの両方に電流を流し、
開放後は駆動コイルへの電流を遮断して保持コイ
ルのみに電流を流すように構成しているため、電
源となる乾電池の寿命を長くすることができる。
また駆動コイル６と保持コイル７を作動させるト
ランジスタはいずれも飽和状態で使用することが
できるため、大容量，放熱板付きのトランジスタ
を使用する必要がなく、経済的である。しかも電
磁弁を開放する電磁コイルは駆動コイルと保持コ
イルに分けているため、低電圧で電磁弁を開閉す
ることができる等種々のすぐれた特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す自動散水器の
電気回路図、第２図はバイナリーカウンターの概
略図である。 ６……駆動コイル、７……保持コイル、８……
スイツチ、１０……ベース抵抗、１１……抵抗、
１２……コンデンサ、１３，１４，２２……トラ
ンジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電磁弁の電磁コイルとして駆動コイル６と保
   持コイル７を設け、前記駆動コイル６と保持コイ
   ル７にそれぞれを作動させるトランジスタ１４と
   ２２を接続し、前記保持コイル７を作動させるト
   ランジスタ２２のコレクタには、駆動コイル６を
   作動させるトランジスタ１４のベース抵抗１０を
   接続するとともに、トランジスタ１４を一定時間
   オンさせた後オフにするための抵抗１１とコンデ
   ンサ１２よりなる直列回路を接続し、かつ前記抵
   抗１１とコンデンサ１２よりなる直列回路の接続
   点にはトランジスタ１３のベースを接続し、トラ
   ンジスタ１３のコレクタは前記トランジスタ１４
   のベースに接続して、電磁弁の開放時には駆動コ
   イル６と保持コイル７の両方に電流を流し、開放
   後は駆動コイル６への電流を遮断して保持コイル
   ７のみに電流を流すように構成したことを特徴と
   する自動散水器。