RU2463773C2

RU2463773C2 - Device of automatic control of mist-generating plant

Info

Publication number: RU2463773C2
Application number: RU2010144257/13A
Authority: RU
Inventors: Виктор Алексеевич Золотарёв (RU); Виктор Алексеевич Золотарёв; Валерий Викторович Минеев (RU); Валерий Викторович Минеев; Владимир Борисович Морозов (RU); Владимир Борисович Морозов; Владимир Аркадьевич Рихтер (RU); Владимир Аркадьевич Рихтер; Лариса Антоновна Даукшис (RU); Лариса Антоновна Даукшис; Фёдор Фёдорович Стрельцов (RU); Фёдор Фёдорович Стрельцов
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2012-10-20
Also published as: RU2010144257A

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: device of automatic control of mist-generating plant relates to gardening, namely to vegetative propagation of horticultural crops by the method of herbaceous cuttings. The device comprises operating mode switches on the number of units of mist-generating plant, a commutation switch to connect the power source to the units of mist-generating plant and cyclical timing relay that determines the duration of the presence or absence of each unit power. The cyclical timing relay consists of a microcontroller, a real-time clock, a memory module, two encoders, control buttons and an alphanumeric LCD display.

EFFECT: device of automatic control of mist-generating plant provides optimisation of watering mode by an independent set of time of watering and the time of pause separately for several intervals within the day, such as morning, day, evening and night.

1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам автоматизации садоводства, а именно к вегетативному размножению садовых культур методом зеленого черенкования.The invention relates to automation tools for horticulture, namely to the vegetative propagation of horticultural crops by green cuttings.

Технология зеленого черенкования приобретает индустриальную основу благодаря созданию и совершенствованию промышленных установок искусственного туманообразования, осуществляющих мелкодисперсный распыл воды до состояния тумана. При туманообразовании необходимо соблюдать определенное соотношение между временем распыла воды и интервалами между распылами для того, чтобы листья черенков были постоянно покрыты пленкой воды и в то же время не был переувлажнен субстрат во избежание загнивания корней. Следовательно, устройства управления туманообразующей установкой должны обеспечивать прерывистый (циклический) режим ее работы. Время распыла воды, необходимое для образования водяной пленки на листьях, составляет единицы секунд, а интервалы между поливами - единицы и десятки минут и определяются временем высыхания водяной пленки, которое зависит как от факторов внешней среды (температура, освещенность и т.п.), так и от морфологических особенностей листа черенкуемых садовых культур [1]. Применяемые командоаппараты типа КЭП-12У [1] для управления включением туманообразующей установки представляют собой механическое устройство с группой контактов, коммутируемых кулачками, расположенными по окружности вала, приводимого во вращение электродвигателем с редуктором. Недостатком устройства является большое время установки кулачков при изменении времени полива, невозможность раздельной установки времени полива и паузы между поливами. Более совершенны электронные регуляторы полива АРП-3 и АРП-15 [1], свободные от недостатков командоаппарата КЭП-12У. Однако в этих устройствах при управлении несколькими туманообразующими установками (от 3 до 15) возможны ситуации, когда несколько туманообразующих установок включаются одновременно, что приводит к уменьшению давления в водяной магистрали и, следовательно, ухудшению качества распыла и снижению установленной поливной нормы. Кроме того, данные устройства не позволяют автоматически переходить на другой режим полива в заданное время суток (под режимом полива понимается совокупность параметров «время полива» и «пауза между поливами»), тогда как смена режимов необходима, потому что температура утром и вечером обычно меньше, чем днем, а ночью, кроме снижения температуры, уменьшается и освещенность. В устройствах АРП-3 и АРП-15 смену режимов выполняет оператор вручную, т.е. требуется его постоянное присутствие. Устройства управления поливом, описанные в каталогах различных фирм (GARDENA - Германия, HUNTER - США и т.д.), позволяют включать полив в заданное время суток, но так как они предназначены для полива садов, полей, ландшафтов и т.п., то не обеспечивают импульсный полив, необходимый для зеленого черенкования. Наиболее близким аналогом изобретению является устройство для автоматического управления блочной туманообразующей установкой для зеленого черенкования [2], содержащее переключатели режима работы устройства по числу блоков туманообразующей установки, коммутатор для подключения источника питания к блокам туманообразующей установки через переключатели режима работы устройства, а также циклическое реле времени, определяющее продолжительность наличия и отсутствия питания каждого блока туманообразующей установки. Недостатком данного технического решения является то, что продолжительность паузы между поливами не может быть установлена индивидуально для каждого блока туманообразующей установки, так как она равна разности времени цикла и времени полива, а время цикла для всех блоков одинаково. Кроме того, это устройство не обеспечивает автоматического изменения режима полива в соответствии с прогнозируемым изменением температуры и освещенности в течение суток.The technology of green cuttings acquires an industrial basis due to the creation and improvement of industrial plants for artificial fogging, which finely disperses water to a state of fog. When fogging, it is necessary to observe a certain ratio between the time of spraying the water and the intervals between the sprays so that the leaves of the cuttings are constantly covered with a film of water and at the same time the substrate is not wetted to prevent root decay. Therefore, the control devices of the fogging plant must provide an intermittent (cyclic) mode of operation. The water spray time required for the formation of a water film on the leaves is units of seconds, and the intervals between irrigation are units and tens of minutes and are determined by the drying time of the water film, which depends on environmental factors (temperature, light exposure, etc.), and from the morphological features of the leaf of cuttings of garden crops [1]. Used KEP-12U type control devices [1] for controlling the inclusion of a fogging plant are a mechanical device with a group of contacts switched by cams located around the circumference of a shaft driven by an electric motor with a gearbox. The disadvantage of this device is the long installation time of the cams when changing the watering time, the inability to separately set the watering time and the pause between watering. The more advanced electronic irrigation regulators ARP-3 and ARP-15 [1], free from the shortcomings of the KEP-12U command apparatus. However, in these devices, when controlling several fogging plants (from 3 to 15), situations are possible when several fogging plants are turned on at the same time, which leads to a decrease in pressure in the water main and, consequently, to a deterioration in spray quality and a decrease in the established irrigation rate. In addition, these devices do not automatically switch to another watering mode at a given time of the day (watering mode refers to a combination of parameters “watering time” and “pause between watering”), while changing modes is necessary because the temperature in the morning and evening is usually lower than during the day, and at night, in addition to lowering the temperature, the illumination also decreases. In ARP-3 and ARP-15 devices, the operator manually changes the modes, i.e. its constant presence is required. Irrigation control devices described in catalogs of various companies (GARDENA - Germany, HUNTER - USA, etc.) allow you to turn on irrigation at a specified time of the day, but since they are intended for irrigation of gardens, fields, landscapes, etc., they do not provide the pulse irrigation required for green cuttings. The closest analogue of the invention is a device for automatic control of a block fogging plant for green cuttings [2], containing switches of the device operation mode by the number of blocks of the fogging plant, a switch for connecting a power source to the blocks of the fogging plant through switches of the device operation mode, and a cyclic time relay , which determines the duration of the presence and absence of power for each block of the fogging plant. The disadvantage of this technical solution is that the pause duration between irrigation cannot be set individually for each block of the fogging plant, since it is equal to the difference between the cycle time and the watering time, and the cycle time for all blocks is the same. In addition, this device does not automatically change the irrigation mode in accordance with the predicted change in temperature and illumination during the day.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение наиболее благоприятного водного режима зеленых черенков садовых культур за счет независимой установки времени полива и времени паузы в заданных нескольких интервалах реального астрономического времени в течение суток и, как следствие, повышение процента выхода годных саженцев из зеленых черенков.The technical result of the invention is to provide the most favorable water regime for green cuttings of horticultural crops by independently setting the irrigation time and pause time at specified several intervals of real astronomical time during the day and, as a result, increasing the percentage of yield of seedlings from green cuttings.

Технический результат в изобретении достигается тем, что в устройстве автоматического управления туманообразующей установкой, содержащем переключатели режима работы устройства по числу блоков туманообразующей установки, коммутатор для подключения источника питания к блокам туманообразующей установки через переключатели режима работы устройства, а также циклическое реле времени, определяющее продолжительность наличия и отсутствия питания каждого блока туманообразующей установки, последнее состоит из микроконтроллера, первый вход которого соединен с выходом часов реального времени, второй вход подключен к модулю памяти, а третий вход соединен с выходом первого шифратора, входы которого соединены с кнопками управления, при этом первый выход микроконтроллера подключен к жидкокристаллическому буквенно-цифровому индикатору (ЖКИ), а следующие выходы по числу блоков туманообразующей установки соединены с соответствующими входами второго шифратора, выходы которого по числу блоков туманообразующей установки соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора источника питания. Микроконтроллер обеспечивает выдачу управляющих сигналов индивидуально для каждого блока туманообразующей установки при достижении текущего времени, отсчитываемого часами реального времени, заданного значения времени начала полива. Параметры режима полива («длительность полива», «длительность паузы») и время его начала задаются кнопками управления в режиме программирования и хранятся в энергонезависимой памяти микроконтроллера или в отдельном энергонезависимом модуле памяти. При совпадении сигналов полива для нескольких блоков туманообразующей установки устанавливается очередность их прохождения в соответствии с заданным приоритетом.The technical result in the invention is achieved by the fact that in the automatic control device of the fogging plant containing the device operation mode switches according to the number of fogging plant units, a switch for connecting the power supply to the fogging plant units through the device operation mode switches, as well as a cyclic time relay that determines the duration of and the lack of power to each unit of the fogging plant, the latter consists of a microcontroller, the first input for which it is connected to the output of the real-time clock, the second input is connected to the output of the memory module, and the third input is connected to the output of the first encoder, the inputs of which are connected to the control buttons, while the first output of the microcontroller is connected to a liquid crystal alphanumeric display (LCD), and the following the outputs according to the number of blocks of the fogging installation are connected to the corresponding inputs of the second encoder, the outputs of which according to the number of blocks of the fogging installation are connected to the corresponding control inputs of the commutator ator of the power source. The microcontroller provides the issuance of control signals individually for each block of the fogging plant when the current time, counted by the real-time clock, and the set value of the start time for watering, is reached. The watering mode parameters (“watering time”, “pause time”) and its start time are set by the control buttons in programming mode and stored in the non-volatile memory of the microcontroller or in a separate non-volatile memory module. If the irrigation signals coincide for several blocks of the fogging plant, the sequence of their passage is established in accordance with the given priority.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства автоматического управления туманообразующей установкой.Figure 1 shows a structural diagram of a device for automatic control of a fogging plant.

Устройство содержит переключатели 1 режима работы устройства по числу блоков 2 туманообразующей установки, коммутатор 3 для подключения источника питания 4 к блокам 2 туманообразующей установки через переключатели 1 режима работы устройства, а также циклическое реле времени 5, определяющее продолжительность наличия и отсутствия питания каждого блока туманообразующей установки и состоящее из микроконтроллера 6, первый вход которого соединен с выходом часов реального времени 7, второй вход подключен к модулю памяти 8, а третий вход соединен с выходом первого шифратора 9, входы которого соединены с кнопками управления 10, при этом первый выход микроконтроллера 6 подключен к жидкокристаллическому буквенно-цифровому индикатору 11, а следующие выходы по числу блоков 2 туманообразующей установки соединены с соответствующими входами второго шифратора 12, выходы которого по числу блоков 2 туманообразующей установки соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора 3 источника питания 4.The device contains switches 1 of the operation mode of the device according to the number of blocks 2 of the fogging installation, a switch 3 for connecting the power supply 4 to the blocks 2 of the fogging installation through switches 1 of the operation mode of the device, as well as a cyclic time relay 5 that determines the duration of the presence and absence of power for each block of the fogging installation and consisting of a microcontroller 6, the first input of which is connected to the output of the real-time clock 7, the second input is connected to the memory module 8, and the third input is connected with the output of the first encoder 9, the inputs of which are connected to the control buttons 10, while the first output of the microcontroller 6 is connected to a liquid crystal alphanumeric indicator 11, and the following outputs are connected to the corresponding inputs of the second encoder 12 by the number of blocks 2 of the fogger unit, the outputs of which are by the number blocks 2 fogging installation connected to the corresponding control inputs of the switch 3 of the power source 4.

Устройство работает следующим образом. Кнопками управления 10 через первый шифратор 9 задается режим «Программирование» микроконтроллера 6, отображаемый на буквенно-цифровом индикаторе 11, и устанавливается текущая дата, день недели и астрономическое время суток, а далее - параметры режима полива для каждого блока 2 туманообразующей установки: астрономическое время начала режима, длительность полива, длительность паузы. Затем кнопками управления 10 устройство переводится в режим «Работа», при этом установленные данные сохраняются в модуле памяти 8, в т.ч. и при выключенном питании. В режиме «Работа» на входах второго шифратора 12 и, соответственно, на управляющих входах коммутатора 3 действуют сигналы, длительность которых и паузы между ними соответствуют значениям, заданным в режиме «Программирование». В соответствии с поступившими на входы управляющими сигналами коммутатор 3 подает питание от источника 4 на блоки 2 туманообразующей установки при нахождении переключателей 1 в нижнем положении, в результате чего осуществляется подача мелкодисперсной воды на листья зеленых черенков. В среднем положении переключателей 1 блоки 2 туманообразующей установки выключены. Верхнее положение переключателей 1 используется для ручной подачи питания на блоки 2. При совпадении сигналов во времени на входах шифратора 12, на его выходах они появляются поочередно в соответствии с установленным приоритетом, т.е. исключается одновременное включение блоков 2 туманообразующей установки.The device operates as follows. The control buttons 10 through the first encoder 9 set the "Programming" mode of the microcontroller 6, displayed on the alphanumeric display 11, and set the current date, day of the week and astronomical time of day, and then watering mode parameters for each block 2 of the fogging installation: astronomical time the beginning of the regime, the duration of watering, the duration of the pause. Then, using the control buttons 10, the device is switched to the “Operation” mode, while the set data is stored in the memory module 8, incl. and when the power is off. In the "Operation" mode, the inputs of the second encoder 12 and, accordingly, the control inputs of the switch 3 are affected by signals whose duration and pauses between them correspond to the values set in the "Programming" mode. In accordance with the control signals received at the inputs, the switch 3 supplies power from the source 4 to the blocks 2 of the fogging unit when the switches 1 are in the lower position, as a result of which fine water is supplied to the leaves of green cuttings. In the middle position of the switches 1, the blocks 2 of the fogging plant are turned off. The upper position of the switches 1 is used to manually supply power to the blocks 2. When the signals coincide in time at the inputs of the encoder 12, at its outputs they appear alternately in accordance with the set priority, i.e. excludes the simultaneous inclusion of blocks 2 fogging installation.

Для удобства работы оператора на табло ЖКИ 11 во время режима «Работа» отображается текущая дата, день недели, время суток, а также состояние (полив или пауза), в котором находится действующий или выбранный для просмотра блок 2 туманообразующей установки и время, которое осталось до его окончания.For the operator’s convenience, the LCD 11 during the “Work” mode displays the current date, day of the week, time of day, as well as the state (watering or pause) in which the fogging unit 2 active or selected for viewing is located and the time remaining until its end.

Изобретение для четырех блоков 2 туманообразующей установки реализовано с применением следующих основных компонентов: микроконтроллера 6 PIC16F876; шифраторов 9, 12 на микросхемах К555ИВ1 и К555ИВ3, соответственно; часов реального времени 7 на микросхеме DS1302; модуля памяти 8 на микросхеме FM24C64 или, как вариант, в составе микроконтроллера 6; буквенно-цифрового ЖКИ 11 FDCC1602D-NLRFTW-R; коммутатора 3 на микросхемах К155ЛА18 и реле TRIL. В качестве источника питания использована сеть 220 В, 50 Гц. При реализации программы для работы микроконтроллера принято разделение времени суток на четыре интервала: УТРО, ДЕНЬ, ВЕЧЕР, НОЧЬ. Для каждого интервала при вводе данных в режиме «Программирование» устанавливается время начала УТРА, ДНЯ, ВЕЧЕРА, НОЧИ и параметры режима полива (длительность полива, длительность паузы). Таким образом, для четырех садовых культур можно задать индивидуальные режимы полива и их изменение в течение суток до четырех раз с учетом прогнозируемого изменения климатических факторов окружающей среды (температуры, освещенности и т.п.).The invention for four blocks 2 of a fogging plant is implemented using the following main components: microcontroller 6 PIC16F876; encoders 9, 12 on the chips K555IV1 and K555IV3, respectively; real-time clock 7 on the DS1302 chip; memory module 8 on an FM24C64 chip or, as an option, as part of a microcontroller 6; alphanumeric LCD 11 FDCC1602D-NLRFTW-R; switch 3 on chips K155LA18 and relay TRIL. As a power source, a 220 V, 50 Hz network was used. When implementing the program for the operation of the microcontroller, the division of the time of day into four intervals is accepted: MORNING, DAY, EVENING, NIGHT. For each interval when entering data in the "Programming" mode, the start time of MORNING, DAY, EVENING, NIGHT and the parameters of the watering mode (watering duration, pause duration) are set. Thus, for four garden crops, you can set individual irrigation regimes and their change during the day up to four times, taking into account the predicted change in climatic environmental factors (temperature, light, etc.).

Источники информацииInformation sources

1. Павлов Е.И. и др. Автоматизация полива при укоренении зеленых черенков плодово-ягодных культур в пленочных теплицах// Аппаратные средства обеспечения биологических экспериментов: Сб. науч. тр./ ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. СОПКТБ.-Новосибирск, 1988. - c.4-12.1. Pavlov E.I. et al. Watering automation during rooting of green cuttings of fruit and berry crops in film greenhouses // Hardware for biological experiments: Sat. scientific tr. / BASK. Sib. Separation. SOPKTB.-Novosibirsk, 1988 .-- p. 4-12.

2. Авт. свид. СССР №288445, МПК A01G 9/26; A01G 27/00. Устройство для автоматического управления блочной туманообразующей установкой для зеленого черенкования/И.И. Молодцов (СССР). - №1386717/30-15; заявлено 19.12.69; опубл. 03.12.70, Бюл. №36.2. Auth. testimonial. USSR No. 288445, IPC A01G 9/26; A01G 27/00. Device for automatic control of a block fogging plant for green cuttings / I.I. Molodtsov (USSR). - No. 1386717 / 30-15; Declared December 19, 69; publ. 12.03.70, Bull. Number 36.

Claims

A device for automatic control of a fogging plant, comprising device operation mode switches by the number of units of a fogging plant, a switch for connecting a power source to the blocks of a fogging plant through device mode switches, and a cyclic time relay that determines the duration of the presence and absence of power for each block of a fogging plant the fact that the cyclic time relay consists of a microcontroller, the first input of which is connected to by the output of the real-time clock, the second input is connected to the memory module, and the third input is connected to the output of the first encoder, the inputs of which are connected to the control buttons, while the first output of the microcontroller is connected to the liquid crystal alphanumeric indicator, and the following outputs are connected by the number of fogging unit with the corresponding inputs of the second encoder, the outputs of which are connected to the corresponding control inputs of the power supply switch by the number of blocks of the fogging plant.