Розробка для гуртка радіоконструкторів – Пристрій для обробки насіння електромагнітним полем
Для підвищення врожайності сільськогосподарських культур насіння обробляють електромагнітними полями. Ідея обробки насіння електромагнітними полями не нова. На цю тему написано багато дисертацій та є багато патентів на цю тематику. У цій конструкції автори зазвичай застосувують кварцовий резонатор (КР) на 40 кГц. Авторам цієї статті не вдалося придбати КР на 40 кГц і у схемі застосовано КР на 200 кГц, у зв'язку з чим довелося у схему ввести дільник на 5 та отримано частоту 40 кГц. Якщо радіоаматор зможе придбати КР на 200 кГц, можливо застосувати широко поширені КР на 4 МГц, але заодно необхідно трохи змінити схему, тобто після генератора встановити дільник на 100 (дві мікросхеми К155 ИЕ2), і також отримаємо сигнал із частотою 40 кГц. В запропонованому авторами пристрої кінцевий каскад живиться напругою ±12 В і таким чином можливо приладом користуватися в польових умовах, подавши живлення на пристрій від акумулятора на 12 В. Автори пропонують свій варіант пристрою для обробки насіння електромагнітним полем. Принципова електрична схема пристрою наведена на рис. 1. На мікросхемі DD1 (К155ЛА3) зібраний генератор на 200 кГц, що стабілізується кварцовим резонатором ZQ1. На мікросхемі DD2 (К155ІЕ2) зібраний дільник на 5; власне використовується частина мікросхеми, оскільки сама по собі мікросхема містить дільник на 2 і дільник на 5. У результаті на виході мікросхеми DD2 отримано імпульсний сигнал із частотою проходження імпульсів 40 кГц. Імпульсний сигнал далі надходить на тригер на мікросхемі DD3.1 на виході якого отримуємо ділений сигнал на 2, тобто 20 кГц. Сигнал має форму "меандра". Сигнал із частотою 20 кГц надходить ще на один тригер на мікросхемі DD3.2 та отримано «меандр» із частотою 10 кГц. Сигнали з тригерів надходять на буферні каскади мікросхемою DD4; DD4.1, DD4.2, DD4.3 та DD4.4, з виходу яких сигнал надходить на транзисторні ключі на транзисторах VT2, VT4, VT8, VT10 і потім на емітерні повторювачі на транзисторах VT3, VT5, VT9, VT11. З виходу емітерних повторювачів через перемикач SA1 сигнал надходить на вихідний каскад (підсилювач потужності) транзисторах VT6, VT7 (КТ819А); навантаженням якого є трансформатор Т1. Транзистори VT6, VT7 необхідно встановити на радіаторах S=120 см2. Залежно від того, якому положенні перемикач SA1 на вхід підсилювача потужності надійде 20 кГц, або 10 кГц. З виходу трансформатора сигнал надходить на робочу котушку L1. Котушка L2 намотана поверх котушки L1 і служить для контролю електромагнітного поля.Дані трансформатора Т1: сердечник із броньового феритового магнітопроводу М2000НМ1 типорозміру Ш 20 × 20; перша і друга обмотки мотаються в два дроти і містять по 140 витків дроту ПЕВ-2 0,51 мм, третя обмотка містить 470 витків дроту ПЕВ-2 0,35 мм. Після виготовлення трансформатора перша і друга обмотки включаються згідно і середнє відведення подається живлення, як це показано на схемі рис. 1. Котушка L1 намотана на пластмасовій посудині діаметром 80 мм і висотою 110 мм і містить 400 витків дроту ПЕВ-2 0,43 мм (два шари по 200 витків). Котушка L2 містить 4 витки монтажного одножильного дроту. Живлення на підсилювач потужності подається із затримкою в часі на 0,5 сек - це потрібно для того, щоб спочатку запустився формувач сигналів; до подачі живлення на кінцевий каскад. Тиристор VS1 відкривається із затримкою за рахунок часу заряду конденсатора С9. Для живлення мікросхем застосовано простий стабілізатор напруги на транзисторі VT1, стабілітроні VD1, резистор R3 та конденсаторах С1 та С3. Біля кожної мікросхеми встановлюється блокувальний конденсатор С5 С6 С7 С8. Транзистор VT1 встановлений на радіаторі S=35 см2. Пристрій нормально працює і при заниженні напруги до 9 В. При живленні напругою ±12 В пристрій споживає струм порядку 1,6 А. Автори використали мікроамперметр на 200 мкА типу М4206, проте можна застосувати й інші типи мікроамперметрів. В авторському варіанті при 20 кГц індикатор показує 160, а при 10 кГц-90. При заповненні посудини насінням показання індикатора трохи зменшуються. Якщо індикатор «шкалить», необхідно зменшити величину опору резистора R18, тобто підібрати резистор. Перемикати перемикачі SA1, SA2 (20 кГц або 10 кГц) необхідно при знятому живленні. Налаштування пристрою зводиться до підбору конденсатора С11 для отримання резонансу на частоті 20 кГц. Контур L1 і конденсатори С11 або С12 утворюють послідовний коливальний контур (резонанс напруг) у зв'язку з чим конденсатори С11 і С12 повинні бути на напругу не нижче 1000 В, типу КСВ або К73. Якщо контур налаштований на резонансну частоту, індикатор РА1 даватиме максимальне відхилення; а осцилограф, підключений до контрольних точок 1 і 2, покаже неспотворений синусоїдальний сигнал. Перемикачі SA1 і SA2 необхідно розташувати поруч і перемикати обидва одночасно; а за бажання, можна їх механічно «спарити». Пристрій зібраний у пластмасовому корпусі з габаритними розмірами 280×90×170 мм. При обробці насіння електромагнітним полем у стаціонарних умовах доцільно пристрій живити від електромережі через випрямляч на 12 В. Схема найпростішого випрямляча зі стабілізатором напруги наведена на рис. 2. Діоди VD1 ... VD4 і DA1 встановлені на радіаторах з S = 50 см2, а транзистор VT1 на радіаторі з S = 100 см2. Трансформатор застосований типу ОСД 01, потужністю 100 Вт. В принципі, можна застосувати будь-який силовий трансформатор потужністю 70…100 Вт, який має вихідну напругу 12…14 В, та забезпечує струм 2…3 А. Блок живлення необхідно виготовити окремо від пристрою. Автор рекомендує дроти для живлення пристрою взяти довжиною 4…5 м. та підключати живлення на пристрій на відстані. При налаштуванні пристрою необхідно дотримуватись правил техніки безпеки при роботі на електроустановках, так як на робочій котушці L1 і конденсаторах С11, С12 присутня висока напруга; слід також, при налаштуванні, знаходиться на відстані не менше 1м від робочої котушки. Автори цієї статті трохи спростили користування пристроєм - для дрібного насіння застосовується частота 20 кГц при обробці 5 хв. і для великого насіння 10 кГц при обробці 10 хв. Автори не проводили контрольних посівів необробленого насіння, тому немає даних порівняльного аналізу. Але в цілому оброблене насіння дає хороші врожаї. Увага: засипати насіння у склянку та висипати зі склянки необхідно при знятому живленні з пристрою. Під час обробки насіння електромагнітним полем необхідно знаходитись на відстані 5…6 м від пристрою. Високочутливий шукач прихованих проводів, при частоті 10 кГц фіксує електромагнітне поле від робочої котушки на відстані 3 м.; і за 20 кГц- на відстані 4 м.
