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Circuito de Irrigação de Economia de Água

O artigo apresenta uma ideia simples de circuito de sistema de irrigação com economia de água que pode ser usada para implementar uma gestão e controle de água eficiente em fazendas e sistemas de irrigação.

A ideia foi solicitada pelo Sr. Ajinkya Sonwane, Sr. Akshay Kokane e Sr. Kunal Raut, que estudam na AISSMS IOIT College of Engineering.

Objetivo do circuito

De acordo com a solicitação, a água precisa ser controlada e gerenciada em uma determinada taxa predeterminada, dependendo do tipo de cultura e sua necessidade.

A solução mais fácil possível para isso poderia ser na forma de temporizadores solenoides que podem ser programados uma vez pelos agricultores para permitir uma gestão automática da água, todos os dias, sem qualquer intervenção adicional, até a mudança de safra ou estação. O temporizador deve ser extremamente flexível, fácil de operar e econômico.

A ideia aqui é conectar válvulas solenoides CC em diferentes nós da rede de tubulação de distribuição e controlar essas válvulas solenoides usando temporizadores.

A unidade controladora do temporizador pode ser posicionada em uma posição específica (sala de controle) para permitir que os agricultores definam o tempo de acordo com as necessidades a qualquer momento, conforme necessário, e os sinais podem ser transmitidos adequadamente para as válvulas relevantes através de fios para executar a liberação controlada de água em uma determinada área.

A seguinte ideia de circuito usando o IC 4060 pode ser considerada perfeitamente adequada para o gerenciamento de água de precisão proposto no sistema de irrigação.

O funcionamento do circuito pode ser entendido com a ajuda dos seguintes pontos:

Diagrama de Circuito e Descrição

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O IC 4060 pode ser visto configurado em seu modo de temporizador/oscilador padrão.

O pino 10 e o pino 9 estão associados à configuração de atraso de tempo para as pinagens de saída 3, 13, 14 e 15.

A chave SW1 facilita a seleção do atraso de tempo através dos respectivos resistores que decidem por quanto tempo a saída do CI pode ficar ativa, garantindo que a válvula solenoide conectada permaneça ligada e em modo de abastecimento de água somente durante este período de tempo.

Os resistores de tempo indicados para SW1 são dispostos arbitrariamente e devem ser calculados adequadamente durante a implementação real de acordo com as especificações da cultura e a disponibilidade de água.

SW1 é especificado para uma seleção de 4 posições que pode ser aumentada para mais posições simplesmente usando uma chave com maior número de contatos e adicionando o número subsequente de resistores na ordem apropriada.

O SW2 também é um interruptor rotativo idêntico ao SW1 e está posicionado para selecionar o modo de comutação da válvula solenoide.

O pino 3 fornece um modo ON contínuo para a válvula para o intervalo de tempo selecionado após o qual a válvula é desligada até o dia seguinte, enquanto os pinos 13, 14, 15 fornecem um modo de ativação oscilante (ON/OFF/ON/OFF) para o solenóide para que a água seja gerenciada de forma mais controlada, porém pode ser opcional se o bico da válvula estiver dimensionado corretamente para uma vazão restrita conforme os critérios indicados.

Configuração de tempo de atraso

Isso pode ser feito calculando adequadamente os valores dos pinos 10 e 9 R e C de acordo com as seguintes fórmulas:

f(osc) = 1 / 2,3 x Rt x Ct

2.3 sendo uma constante não mudará.

É importante manter os seguintes critérios mostrados corretamente para garantir o funcionamento adequado dos atrasos de saída.

Rt << R2 e R2 x C2 << Rt x Ct.

Rt corresponde aos resistores no pino 10, R2 é para o resistor no pino 11. C2 indica o capacitor no pino 9

Alimentação com painel solar

Todo o sistema pode ser visto alimentado através de um pequeno painel solar que torna todo o sistema totalmente automático.

Ao amanhecer, a tensão do painel solar aumenta gradualmente e em um determinado ponto atinge um nível de 12V, ativando o relé conectado.

Os contatos do relé conectam instantaneamente a tensão solar com o circuito inicializando o procedimento em que o pino 12 do IC é redefinido por C2 forçando o IC a começar a contar do zero.

Todas as saídas são renderizadas inicialmente com uma lógica zero, o que garante que o transistor TIP127 comece com uma condição de chave LIGADA e acione a válvula solenoide conectada.

Se o SW2 estiver posicionado com o pino nº 3, a TIP127 e a válvula permanecem LIGADAS continuamente fornecendo água através do bico por gotejamento até que o tempo definido termine e o pino nº 3 fique alto.

Assim que o pino 3 fica alto, a lógica alta trava instantaneamente o pino 11 do IC e interrompe o IC de qualquer contagem adicional, congelando o procedimento permanentemente durante o dia. A lógica alta também é transferida para a base do TIP127 desligando-o juntamente com o sistema de válvulas. O abastecimento de água para as lavouras neste momento é interrompido.

Como redefinir o sistema

Ao anoitecer, quando a luz do sol enfraquece e fica abaixo do nível de retenção do relé, o relé é DESLIGADO, o que também desliga os estágios do circuito associado, até o dia seguinte, quando o procedimento sofre o disparo de um novo ciclo.

PB1 é usado para reiniciar os procedimentos a qualquer momento para permitir uma nova partida para o circuito.

Muitos dos sistemas explicados acima podem ser implementados nos nós especificados do tubo de distribuição para alcançar a gestão de água de precisão desejada em sistemas de irrigação.

Como calcular os resistores de tempo para o sistema de irrigação com economia de água

Os resistores de temporização associados ao SW1 podem ser calculados com alguma experimentação, conforme indicado abaixo:

Qualquer resistor selecionado arbitrariamente pode ser inicialmente comutado com SW1, digamos, por exemplo, que escolhemos o resistor de 100k como referência.

Agora ligue o circuito para iniciar os procedimentos, o LED vermelho será visto acendendo.

Assim que o circuito iniciar monitore a cronometragem usando um cronômetro ou um relógio e observe quando o LED verde acende desligando o LED vermelho.

Observe o tempo alcançado usando o resistor específico que é 100K neste caso.

Digamos que isso resultou em um período de atraso de 450 segundos, então, tomando isso como padrão, outros valores podem ser simplesmente determinados por meio de uma simples multiplicação cruzada, conforme indicado abaixo:

100/R = 450/t

onde R representa o outro valor de resistor desconhecido e “t” é o atraso de tempo desejado para a válvula solenoide.

Se você tiver mais sugestões sobre este circuito de irrigação de economia de água usando temporizadores, sinta-se à vontade para expressá-las através dos comentários.

Hashtags: #Circuito #Irrigação #Economia #Água
 

FONTE


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