Устройство для автоматического управления поливом Советский патент 1989 года по МПК A01G25/16 

ИН

сд

Х)

ел

со

Ji

Изобретение относится к сеульскому хозяйству и может быть использовано для автоматического управления исполнительными механизмами полива.

Целью изобретения является повышение точности определения срока начала полива.

На фиг. I представлена функциональная схема устройства для автоматического управления поливом; на фиг. 2 i-рафик хода изменения во времени скорости водного тока в стебле (кривая v) и диаметра стебля (кривая d) растений; на фиг. 3принципиальная схе.ма блока

задания уровня флуктуации изменения скорости водного тока в стебле и диаметра стебля растений.

Устройство для автоматического управления поливом сол1ержит датчик 1 скорости водного тока, датчик 2 диаметра стебля растений и блок 3 синхронизации. Датчики 1 и 2 подключены к анало1-о- вым входам двух каналов измерения отклонений во времени соответственно сигнала датчика скорости водного тока в сгебле и датчика диаметра стебля. К этим двум каналам подключен и блок 3 синхронизации. Каждый канал управления выполнен цифровым и состоит из аналого-цифровых преобразователей на входе, блока памяти, двух компараторов, сумматоров, блока задания уставки флуктуации сигналов соответствующих датчиков, двух схем задержки с ячейкой памяти и логической схемы И. Выход датчика 1 скорости водного тока в стебле соединен с аналоговым входо.м аналого- цифрового преобразователя 4. Управляю1цие входы первого 4 и второго 5 аналого- цифровых преобразователей подключены к выходу блока 3 синхронизации, их инфор мационные выходы - к информационным входам первого 6 и второго 7 блоков памяти соответственно, а также к первым информационны.м входам первого 8 и второго 9 цифровых компараторов и первым инфор- .мационным входам первого 10 и второго 1 1 цифровых сумматоров соответственно. Инверсные инфopмaциoн UJle ны.ходы цифрового сумматора К) подключены к вторым информационным входам третьего цифрового компаратора 12. Инверсные информационные выходы цифрового сумматора 1 1 подключены к вторым информационным входа.м четве)того цифрового компаратора 13. К первым информационным входам третьего циф- )()вого компаратора 12 подключены выходы блока 14 задания уставки флуктуации изменения скорости водного тока в стебле растения. При инверсные выходы сумматора I 1 подключены к первым инфор- манио11пым входам блока 15 задания ус- таики флуктуации изменения скорости водного тока в стебле растения.

Выходы сравнения третьего 12 и четвертого 13 цифровых компараторов подклю0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

чены к первым входам элементов И 16 и 17, к вторым входа.м которых подключены выходы сравнения первого 8 и второго 9 цифровых ко.мпараторов. Вторые информационные входы первого 8 и второго 9 цифровых компараторов подключены к прямым информационны.м выходам блоков 6 и 7 памяти, а инверсные информационные выходы последних подключены к вторым информационным входам цифровых сумматоров 10 и 11.

Схемы 18 и 19 задержки подключены к управляющим выходам аналого-цифровых преобразователей 4 и 5.

Управляющий вход блоков 6 и 7 памяти подключен к выходам вторых схем 20 и 21 задержки, входы которых подключены к выходам первых схе.м 18 и 19 задержки соответственно. Входы первых схем 18 и 19 задержки подключены к управляющим выходам аналого-цифровых преоб- ра.зователей 4 и 5 соответственно. Выходы первых схем 18 и 19 задержки подключены, кроме того, к вторым входам ячеек 22 и 23 памяти, на первые входы которых подключены выходы элементов И 16 и 17. Выходы ячеек 22 и 23 памяти подк.чючены к входам общей для обоих каналов логической схемы И 24, выход которой подключен к входу одновибратора 25, а выход одновибратора через реле 26 времени подключен к блоку 27 полива.

На фиг. 2 параметром v обозначена величина установленного значения (уставка) флуктуации по пара.метру «скорость, кривыми а и 6 ограничены возможные флуктуации функции изменения скорости. Параметром Ad обозначена величина установленного значения (уставка) флуктуации по параметру «диаметр, кривыми виг ограничены возможные флуктуации функции изменения диаметра.

Блок задания уставок флуктуации изменения скорости водного тока в стебле или диаметра стебля растения содержит, например, двухпозиционные переключатели 28, 29,...,. (фиг. 3), контакты g которых подключены к тине питания, контакты f - к «земляной щине, а переключающие контакты h являются выходными. В зависимости от положения переключающих контактов h на каждом из них присутствует уровень логической «1 или логического «О. И если каждому переключателю присвоить вес двоичного разряда, то с совокупности переключателей 28-N можно получить ( N-f-I)-разрядный двоичный код значения уровня флуктуации изменения параметров скорости или диаметра.

Устройство для автоматического управления поливом работает следующим образом.

Блок 3 синхронизации (фиг. 2) в моменты времени T|, То, Т),...,Тм с щагом At, выбранным исходя из минимальной скорости

суточных изменении скорости водного тока и диаметра стебля растения, посылает импульсы запуска на управляющие входы аналого-цифровых преобразователей 4 и 5, на аналоговые входы которых поступают сигналы с датчиков 1 и 2 соответственно. После преобразования на информационных выходах каждого аналого- цифрового преобразователя устанавливается двоичный код, эквивалентный измеряемому сигналу, а на управляющем выходе - сигнал «Конец преобразования. Двоичный код поступает на первые информациоиные входы цифровых компараторов 8 и 9 и на первые информационные входы цифровых сумматоров 10 и 11 соответственно. На вторые информационные входы цифровых компараторов 8 и 9 поступает прямой двоичный код, а на информационные входы сумматоров 10 и II - инверсия этого же двоичного кода с блоков 6 и 7 памяти соответственно, записанного на предыдущем щаге измерения. Цифровые компараторы 8 и 9 сравнивают коды аналого-цифровых преобразователей 4 и 5 с кодами блоков 6 и 7 памяти соответственно, и в случае, когда двоичный код аналого-цифровых преобразователей 4 и 5 меньше по абсолютному значению, чем код, записанный иа предыдущем щаге измерения, точки е и и (щаги Т4 и TS) и точки к н л (шаги Тэ и Тю) выдают на выходе сравнения уровень логической «1. Уровень логического «О выдает во всех других случаях, показывая тем самым уменьщение лищь одного из измеряемых параметров либо его увеличение, или неизменное состояние. На инверсных информационных выходах цифровых сумматоров 10 и 11 в случае, когда двоичный код аналого-цифровых преобразователей 4 и 5 меньще по абсолютному значению, чем двоичный код блоков 6 и 7 памяти соответственно, по законам двоичной арифметики появляется прямой двоичный код разности. Двоичный код разности поступает на вторые информационные входы цифровых компараторов 12 и 13 соответственно, на первые информационные входы которых поступает двоичный код значения уровня флуктуации изменения скорости водного тока в стебле и диаметра стебля растения с блоков 14 и 15 задания соответственно.

В случае, когда значение кода разности больше, чем значение кода уровня флуктуации, установленных на блоках 14 и 15 задания (точки /с и /2 на фиг. 2), на выходе сравнения цифровых компараторов 12 и 13 соответственно появляется уровень логической «1 или уровень логического «О в других случаях, в том числе и точки е и и, так как точка е лежит на кривой, ограничивающей зону флуктуации. Уровень логической «1 с выходов компараторов 8,

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

9, 12 и 13 поступает на входы элементов И 16 и 17 соответственно, на выходе которых также появляется уровень логической «1. Уровень логической «I с выхода элементов И 16 и 17 поступает на информационный вход ячеек 22 и 23 памяти соответственно, на вход управления которых поступает задержанный схемами.18 и 19 задержки на время срабатывания блоков 9, 10, 12, 16 и 9, 11, 13, 17 сигнал «Конец преобразования, который записывает логическую «1 в ячейки 22 и 23 па- сяти. Сигнал «Конец преобразования с выхода первых схем 18 и 19 задержки поступает на вход вторых схем 20 и 21 задержки соответственно, которые задерживают сигнал на время, необходимое для срабатывания ячеек 22 и 23 памяти, эломеь-;та И 24 и од- новибратора 25. После вторы.х схем 20 и 21 задержки сигнал «Конец преобразования поступает на вход управления записью в блоки 6 и 7 памяти соответственно.

На следующем щаге измерений записанный в блоках 6 и 7 памяти код сравнивается с вновь полученным кодом от аналого-цифровых преобразователей 4 и 5 соответственно, и так далее.

В случае, когда обе ячейки 22 и 23 памяти перешли в состояние логической «1, что происходит, когда вновь полученные значения кодов с аналого-цифровых преобразователей 4 и 5 оказываются меньше значений кодов, записанных в блоки 6 и 7 памяти на предыдущем шаге измерения, и при условии, что значения кодов уровней флуктуации измеряемых параметров, установленных в блоках 14 и 15 задания, меньц е кодов разностей сумматоров 10 и 11, на выходе эле.мента II 24 появляется уровень логической «1, который вызывает срабатывание одповибратора 25, запускающего реле 26 времени, которое включает блок полива на установленный интервал времени.

Таким образом устройство выявляет одион|)е 1енное изменение из 1ерием1,1х пара- Mi ipoB в сторону у.меныиения. находит разницу между текущими предыдущими зна- чещ ямч измеряемых параметров и сравпи- вас полученные разности с уставками, зпачсния которых устанавливают исходя из максимального уровня флуктуационных помех, чем и достигается высокая точность управления поливом, поскольку исключаются ложные срабатывания при случайных флук- туациях измеряемых параметров.

Датчики измерения скорости водного тока в стебле и измерения диаметра стеб.тя растения содержат соответствующие преобразователи и дают на выходе сигналы напряжения постоянного тока, пропорцио- нальн1 1е измеряемым величинам.

Аналого-цифровые преобразователи могут быть выполнены на серии микросхем

7

К 572или К . Б/кж полива

може: Ci:,in, . iiu ii пи ълек i i и i uniiUM; типа i-) И. Остальные у:.1ы (./оки

устройств, МОГуГ быть выполнены ни ;Ч (

микро хен К17(), К561 или К5Г)4 в счог ветствии f(} СВОИ . ф нкилональиым назиа чением.

Устрий . тг.о для антоматического viipan- ления поливом позволнег бо.лее К чпо oiip(- делить ютргбиость в иолиие, поскольку И( клк)чает граба 11 1ваиис по ||1лу 1 анионным помехам.

Повыпюние точности управл мшн поливом Г1озв().|яет у.| ч111пть ВОЛН111Й режим растений, исключив их переувлажнение, и тем самым повысить урожайность сельскохозяйственны К, И, Гур при экономии П1)ЛИВН011 F)(),lhl.

формула изобретении

Устройство для автоматическою , nrvi в.,к- ния поливом, содержащее Kaifa.i ,-iMefie ния отклонения сигна/ia датчика ск(;р.)сти водного тока в стебле растения ь канал измерения отклонения сигнала датчика дна метра г11ч )ля, аиа,тоговые H.xo.ih; ,ix нодк.1К) cocri ветственн о к да1чикам i кс рости liu.iHoro тока п диа.метра I Tcf). IH, управ. якипис нход| |к Г). син.чро

0

5

ни за НИН, а выход к входам логи1 -ко1-11 б.1Г)ка. n:vi -/T -V . ..: ,: нослед- HCKJ через носледовагельно соединенные од- ноиибрато) и реле Р .ремени iio.miia но.тклю- ч(чн. к б,:1оку полива, причем каждый капа. измерения отк.тонени) сигналов датчиков содержит блок памяти, нодк.тюченный к блоку сравнения, выполненному в виде компаратора с лог ической схемой И на выходе, отличающееся тем, что, с целью по- вьинения точности определения срока начала полива, устройство снабжено установленными в каждом канале аналого-цифровым преобразователем, включенным между выходом соответствуюи1его датчика и входами блока намяти, сумматором, подключенным к ннверсным выходам блока памяти, вторым компарато)ом, подклк ченным межд инверсными выходами сумматора и вторым вхо- .4(jM схемы И, а также блоком задания уставок флуктуации еигна.та соответствую- 1ЦСГО датчика, нодключен1Н)1м к входам второго компаратора, нервой и второй схемами задержки, включенными последовательно между унравляюшим выходом аналого-цифрового iipeo6 ia3OBa геля и унрав- .1ЯЮ1ЦИМ входом блоки намяти, и ячейкой памяти на выходе кaждoг(J капала, гге()- вый вход К() го()ой но СС едипеп к В1, . 1отП 1(ч кой схемы И, а В1о|)ойк выxo. iv Пг рвой схемы - .ад-. -ржки

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для автоматического управления исполнительными механизмами полива. Цель изобретения - повышение точности определения срока начала полива. Устройство для автоматического управления поливом включает датчик 1 скорости водного тока в стебле растения и датчик диаметра стекла, а также блок 3 синхронизации, подключенные к двум идентичным каналам измерения. Выходы каналов подключены к входам схемы И 24. Выход схемы И 24 через одновибратор 25 и реле 26 времени связан с блоком 27 полива. Каждый канал измерения включает аналого-цифровой преобразователь 1 (5), блок 6 (7) памяти, компараторы 8,12 (9,13), сумматор 10 (11), блок 14 (15) задания уставок флуктуации сигналов соответствующего датчика, две схемы 18,20 (19,21) задержки и ячейку 22 (23) памяти. Устройство позволяет исключить ложные срабатывания, обусловленные флуктуациями изменения скорости сходного тока в стебле и диаметра стебля растений за счет изменения факторов внешней среды (температуры и влажности воздуха, инсоляции растений) и других, влияющих на скорость транспирации растений. В тех случаях, когда значение разности оказывается больше по абсолютной величине, чем установленный уровень флуктуаций, устройство выдает запрос на включение исполнительного устройства по данному периметру и при совпадении запросов по обоим параметрам включает исполнительный орган. Во всех остальных случаях включения исполнительного органа не происходит. 3 ил.

ТА Ti Тг Г.

5 7 Tg Тд 7; Tf, Tf t

аг.г

I1

N

-.

Ш

3

яЛ

U2.5

29

28

и.

u.n

rKj-nS -

2