نظام الري الأوتوماتيكي بسم الله الرحمن الرحيم نظام الري الأوتوماتيكي إعداد المعلمة : نجوان برهوم

أهمية نظام الري المزارع الكبيرة والمشاتل ذو الإنتاجية العالية تحتاج إلى عناية كبيرة حتى تحافظ على مستواها الإنتاجي . العناية بعشرات الآلاف من الدونمات أمر شاق وفير عملي لذا كان لابد من إيجاد وسيلة عملية لري المزروعات بشكل آلي . عند سفر العائلات أو مغادرتها لبيتها لفترة طويلة كان لابد من الاعتناء بالحديقة خلال فترة السفر وهنا ظهرت فكرة عمل نظام أوتوماتيكي يقوم بري الحديقة دون تدخل الإنسان.

مفهوم النظام هو نظام يستخدم لري المزروعات دون تدخل الإنسان له ظروف وشروط معينة

شروط عمل نظام الري الأرض جافة وجود الظلام

فكر ؟؟؟ علل : لماذا لابد أن تكون الأرض جافة وفي وجود الظلام؟ حتى يستفيد النبات من كمية الماء حتى يقلل عملية التبخر( النتح) وجود الظلام

مخطط انسيابي للتعبير عن آلية عمل النظام نعم لا هل الأرض جافة لا نعم هل الوقت ظلام يتم تشغيل المضخة لا يتم تشغيل المضخة

دارة المضخة والمرحل لضخ الماء الدوائر المستخدمة في نظام الري الاتوماتيكي دارة لاكتشاف غياب الضوء دارة لاكتشاف غياب الرطوبة بوابة (و) AND دارة الترانزستور دارة المضخة والمرحل لضخ الماء

1- دائرة اكتشاف الضوء مكونات الدائرة : 1- مجس الضوء : وهو عبارة عن LDR لفحص غياب الضوء تعريف :LDR هي مقاومة ضوئية مصنوعة من أشباه الموصلات تتغير قيمتها حسب كمية الضوء الساقط عليها. كلما زاد الضوء الساقط عليها قلت المقاومة . عند حجب الضوء عنها تصل مقاومتها 1000 أوم تقريبا . ما نوع العلاقة بين الضوء والمقاومة ؟؟

وهو بلورة من مادة شبه موصلة مثل السليكون الجرمانيوم . 2- الترانزستور : وهو بلورة من مادة شبه موصلة مثل السليكون الجرمانيوم . يستخدم كمفتاح أو مضخم لفرق الجهد أو التيار أو كلاهما .

قواعد عند التعامل مع الترانزستور يوصل القاعدة مع مقاومة 1أوم وتسمى مقاومة انحياز لحماية الترانزستور من ارتفاع التيار يوصل الباعث (E) مع القطب السالب للبطارية ويوصل الحمل أو الخرج مع المجمع (C) دور الترانزتسور كمفتاح وله حالتان: -ON : متحيز OF - :غير متحيز يتحيز الترانزتسور إذا كان جهد القاعدة أكبر من : *.7 إذا كان مصنوع من السليكون .3* إذا كان مصنوع من الجرمانيوم 1 2 3 4

آلية عمل الدارة 470 أوم 5V LDR + - 1000 أوم مقاومة متغيرة A B الباعث المجمع القاعدة 1 الحالة الأولى V(OUT)=0 1- عند سقوط الأشعة في النهار على LDR تهبط مقاومتها إلى الصفر تقريباً فيمر تيار كهربي ويصل إلى المفترق (1) 2 2N2222 2- ويكون أمام خيارين فيختار المقاومة الأقل فيمر إلى النقطة (A) ويصبح جهد النقطة A يساوي جهد المصدر ويساوي 5فولت 3- ثم يصل إلى المفترق 2 ويختار أيضا المقاومة الأقل وهي المقاومة المتصلة بالقاعدة فيتحيز الترانزستور ويصبح جهد المخرج يساوي صفر .

الحالة الثانية 470أوم 1 LDR 5V + - 1000 أوم مقاومة متغيرة A B الباعث المجمع القاعدة V(OUT)=5 2N2222 1- في الليل (عدم وجود أشعة ضوئية) فتزداد مقاومة LDR ويصل إلى المفترق (1) ويكون جهد النقطة A يساوي صفر فلا يتحيز الترانزستور . 2- يمر التيار في المقاومة الأقل وهي 470 أوم فيصبح جهد المخرج B = 5 V مساويا لجهد المصدر .

مخطط عناصر النظام المدخلات : LDR ، الجهد(البطارية) ، الترانزستور (مفتاح) ،مقاومات العمليات : حينما يصل التيار الكهربي إلى الترانزستور ينشأ فرق جهد بين القاعدة والباعث فيسري التيار الكهربي . المخرجات : النقطة B جهدها =5فولت . التغذية الراجعة : LDR تحدد الوقت ليلاً أو نهاراً . التحكم : يتحيز الترانزستور عكسي أو أمامي حسب الوقت .

دارة اكتشاف غياب الرطوبة مجس الرطوبة هو سلكيين يوضعان أحدهما قريب من الآخر داخل التربة بحيث إذا كانت الأرض رطبة يمر التيار الكهربي بين السلك الأول والثاني .

الحالة الأولى 470أوم 5V + - 1000 أوم مقاومة متغيرة C D الباعث المجمع القاعدة 2N2222 1 V(OUT)=0 2 1- عندما تكون الأرض رطبة يمر التيار إلى المفترق (1) وتكون مقاومة السلكيين اقل ما يمكن . 2- يمر التيار في المقاومة الأقل فيصل التيار إلى المفترق (2) ويصبح جهد النقطة Cيساوي جهد المصدر ويساوي 5فولت . 3- يمر التيار في المقاومة المتصلة مع قاعدة الترانزستور فيتحيز الترانزستور ويصبح جهد النقطة D يساوي صفر .

الحالة الثانية 470أوم 5V + - 1000 أوم مقاومة متغيرة C D الباعث المجمع القاعدة 2N2222 1 V(OUT)=5 1- في الليل (عدم وجود أشعة ضوئية) فتزداد مقاومة LDR ويصل إلى المفترق (1) ويكون جهد النقطة A يساوي صفر فلا يتحيز الترانزستور .

مخطط عناصر النظام المدخلات : مجس قياس الرطوبة ، الجهد(البطارية) ، الترانزستور (مفتاح) ،مقاومات العمليات : حينما يصل التيار الكهربي إلى الترانزستور ينشأ فرق جهد بين القاعدة والباعث فيسري التيار الكهربي . المخرجات : النقطة D جهدها =5فولت . التغذية الراجعة :الأسلاك حيث تعطينا إشارة في حالة غياب أو وجود الرطوبة. التحكم : يتحيز الترانزستور عكسي أو أمامي حسب رطوبة الأرض.

بوابة AND من شروط الري لابد من توافر الشرطين معاً: 2- الوقت ليلاً يعني أن B=1 ولتحقيق ذلك نستخدم بوابة AND

يمكن تمثيل بوابة AND في دارة متكاملة من نوع 7408 حيث يتم تمثيل المخرج B,D تعتبر مداخل للبوابة . المخرج النهائي من البوابة هو المخرج E .

ملاحظة نرى من الكلام السابق أن مخرج الدارة المتكاملة 7408 يعمل على 5 فولت وتيار صغير جداً يقاس بالمللي أمبير (ma) وهذا الجهد لا يستطيع تشغيل مضخة ماء مهما كانت قدرتها لذلك نحتاج إلى دارة نستطيع الإفادة من هذه الإشارة لتشغيل المضخة. ولقد درسنا في السابق المرحل ومن مميزاته انه يستطيع توصيل دارتين ذاتي فولتية مختلفة ويوفر ما يسمى العزل الكهربي . جميع الدارات السابقة تعمل على فرق جهد ثابت مقداره 5 فولت ولدينا مضخة ماء تعمل على فرق جهد مقداره 12 فولت . إذن ما هو الجهاز الذي يستطيع التوفيق بين الدارتين؟ نستخدم المرحل لأنه يقوم بجمع دارتين ذوي فولتية مختلفين وتيارين مختلفين

دارة المرحل والمضخة عند وصول الجهد 5 فولت من مخرج البوابة AND إلى قاعدة الترانزستور يتم تحييزه . يصل التيار لملف المرحل فيعمل على إغلاق التلامسات الموصولة مع الدارة الثانية . فيمر التيار إلى المضخة وتعمل على ضخ الماء والري .

تنبيه : في حالة عدم وصول جهد إلى قاعدة الترانزستور يصبح في حالة قطع . فلا يصل تيار إلى المرحل ويتم فصل التلامسات الموصولة مع الدارة فتتوقف المضخة عن العمل .

فكر؟؟؟؟ س: لماذا يتم إضافة ثنائي لدارة المرحل ؟؟؟ عند فصل التيار عن المرحل تتولد قوة دافعة عكسية كبيرة قد تصل إلى 180 فولت قد تتلف الترانزستور لذلك نضع دايود لحماية الترانزستور من التلف عند قطع التيار الكهربي .

مخطط عناصر النظام المدخلات : مخرج البوابة المنطقية(AND ) وهو E والترانزستور . العمليات : سريان التيار الكهربي إلى المرحل فتغلق التلامسات ويصل التيار إلى المضخة. المخرجات : ضخ الماء. التغذية الراجعة :مخرج البوابة E والترانزستور. التحكم : المرحل بفك التلامسات أو وصلها.

نستنتج أن نوع النظام ؟؟ مركب مغلق صناعي

الشكل النهائي لنظام الري