PL246850B1

PL246850B1 - Cup rain sensor for irrigation control systems

Info

Publication number: PL246850B1
Application number: PL437815A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Pocheć; Rafał Masny
Original assignee: Masny Rafal; Pochec Andrzej
Priority date: 2021-05-10
Filing date: 2021-05-10
Publication date: 2025-03-17
Also published as: PL437815A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest miseczkowy czujnik deszczu do systemów sterowania nawadnianiem zawierający korpus, pokrywę, stopkę montażową, miseczkę pomiarową umieszczoną częściowo pod korpusem, dwa pionowo ustalone czujniki połączone z układem elektronicznym umieszczonym w korpusie i wystające z niego pomiędzy korpusem a miseczką pomiarową charakterystyczny tym, że miseczka pomiarowa (1) ma kulisty kształt dna naczynia mierniczego (2) skierowanego otworem zasadniczo ku górze i jest przymocowana do korpusu (3) połączeniem o regulowanej osi obrotu, która jest zasadniczo pozioma i prostopadła do płaszczyzny symetrii (A) elektrod.The subject of the invention is a cup-shaped rain sensor for irrigation control systems comprising a body, a cover, a mounting foot, a measuring cup positioned partially under the body, two vertically arranged sensors connected to an electronic system positioned in the body and extending therefrom between the body and the measuring cup, characterized in that the measuring cup (1) has a spherical shape with the bottom of the measuring vessel (2) directed with the opening substantially upwards and is attached to the body (3) by a connection with an adjustable axis of rotation which is substantially horizontal and perpendicular to the plane of symmetry (A) of the electrodes.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest mieseczkowy czujnik deszczu do systemów sterowania nawadnianiem. Ujawnione rozwiązanie znajduje zastosowanie do systemów sterowania nawadnianiem, w szczególności wykorzystujących sterowniki zasilane prądem przemiennym, wyposażone w wyjścia pod elektrozawory, automatycznie dostarczające wodę do nawadniania do zraszaczy w ustalonych czasach rozpoczęcia i w cyklach nawadniania o zaprogramowanym czasie trwania.The subject of the invention is a cup-type rain sensor for irrigation control systems. The disclosed solution finds application in irrigation control systems, particularly those using AC-powered controllers equipped with solenoid valve outputs that automatically supply irrigation water to sprinklers at set start times and in programmed duration irrigation cycles.

Szeroko stosowane są automatyczne systemy sterowania nawadnianiem, które zwykle wyposażone są w sterownik czasowy do elektrycznego sterowania wieloma zaworami zraszaczy, z których każdy z kolei steruje dostarczaniem wody do jednego lub większej liczby zraszaczy. Dzięki takim systemom cykle nawadniania można uruchamiać i zatrzymywać bez uwagi operatora. Aby uniknąć sytuacji, w której nawadnianie jest uruchamiane po lub w trakcie naturalnych opadów, w efekcie czego może dochodzić do niepotrzebnego marnowania wody, a nawet do nadmiernego podlania szkodliwego dla roślinności, stosuje się czujniki deszczu. Czujniki deszczu mają za zadanie odciąć czasowo zasilanie konkretnych zaworów zraszaczy w chwili wykrycia opadu.Automatic irrigation control systems are widely used, usually with a timer to electrically control multiple sprinkler valves, each of which in turn controls the supply of water to one or more sprinklers. With such systems, irrigation cycles can be started and stopped without the operator's attention. To avoid situations in which irrigation is started after or during natural rainfall, which can result in unnecessary waste of water or even over-watering harmful to vegetation, rain sensors are used. Rain sensors are designed to temporarily cut off power to specific sprinkler valves when rainfall is detected.

Ze stanu techniki znane są rozwiązania czujników deszczu przeznaczone do czasowego odcięcia zaworów zraszaczy w automatycznych systemach nawadniania sterowanych sterownikiem zasilanym prądem przemiennym. Ze względu na sposób działania rozróżnia się koreczkowe i miseczkowe czujniki deszczu.From the state of the art, there are known solutions of rain sensors intended for temporary shut-off of sprinkler valves in automatic irrigation systems controlled by an AC-powered controller. Due to the method of operation, a distinction is made between cork and cup rain sensors.

Koreczkowe czujniki deszczu charakteryzują się elementem hydroskopijnym umieszczonym w obudowie czujnika, na dźwigni mikroprzełącznika napinanego sprężyną. W chwili otrzymania wilgoci elementy hydroskopijne rozszerzają się w przynajmniej jednym kierunku przesuwając mikroprzełącznik do pozycji wyłączającej zasilanie zaworów zraszaczy. Takie rozwiązania zostały opisane w zgłoszeniu patentowym nr US5087886A oraz w patentach US9655311B1, US6570109B2, US6977351B, gdzie przedmiotem rozwiązań były przede wszystkim różne sposoby wykonania mikroprzełącznika.Rain cork sensors are characterized by a hydroscopic element placed in the sensor housing, on the lever of a spring-loaded microswitch. When moisture is received, the hydroscopic elements expand in at least one direction, moving the microswitch to a position that turns off the power supply to the sprinkler valves. Such solutions have been described in patent application no. US5087886A and in patents US9655311B1, US6570109B2, US6977351B, where the subject of the solutions were primarily different methods of making the microswitch.

Ze stanu techniki znane są również rozwiązania miseczkowych czujników deszczu do sterowania systemem nawadniania, standardowo wyposażonych w tacki o płaskim dnie do zbierania wody opadowej, w których umieszczane są dwa czujniki wystające z obudowy nad tacką. Czujniki połączone są z układem elektrycznym zawierającym obwód przełączający umieszczony we wspomnianej obudowie w celu zapewnienia połączenia elektrycznego między sterownikiem a zaworem spryskiwacza. Podczas opadu tacka napełnia się i w chwili osiągnięcia poziomu czujników następuje zwarcie i zamknięcie obiegu elektrycznego odcinając poszczególne zawory zraszaczy od zasilania.From the state of the art, there are also known solutions of cup-shaped rain sensors for controlling the irrigation system, which are standardly equipped with flat-bottomed trays for collecting rainwater, in which two sensors are placed protruding from the housing above the tray. The sensors are connected to an electrical system containing a switching circuit placed in the aforementioned housing in order to provide an electrical connection between the controller and the sprinkler valve. During rainfall, the tray fills up and when the level of the sensors is reached, a short circuit occurs and the electrical circuit closes, cutting off the individual sprinkler valves from the power supply.

Rozwiązanie ujawnione w zgłoszeniu patentowym nr US5321578A posiada tackę zawieszoną przesuwnie pod obudową, umożliwiając regulację powierzchni tacki odsłoniętej na opad. Stanowi to sposób regulacji wrażliwości układu na opad - większa nieprzesłonięta powierzchnia tacy szybciej zbiera opady uzyskując wyższy poziom wody i tym samym przyspieszając zwarcie czujników i wydłużając czas odparowania wody potrzebny do rozłączenia zwarcia między nimi. Dodatkowo tacka wyposażona jest w liczne słupki wystające z dna naczynia ku górze w celu zabezpieczenia tacki przed zanieczyszczeniami, przede wszystkim w postaci liści spadających z drzew.The solution disclosed in patent application no. US5321578A has a tray slidably suspended under the housing, allowing adjustment of the tray surface exposed to precipitation. This is a method of adjusting the sensitivity of the system to precipitation - a larger, uncovered tray surface collects precipitation faster, obtaining a higher water level and thus accelerating the short circuit of the sensors and extending the water evaporation time needed to disconnect the short circuit between them. Additionally, the tray is equipped with numerous posts protruding from the bottom of the vessel upwards in order to protect the tray from contamination, primarily in the form of leaves falling from trees.

Ze zgłoszenia patentowego nr US4613764A znany jest sposób regulacji wrażliwości czujnika poprzez regulację wystawania czujników z obudowy. Taki sposób regulacji umożliwia bardziej intuicyjną regulację, w związku z możliwością weryfikacji poziomu wody w tacce w zależności od wielkości opadu.Patent application no. US4613764A describes a method of adjusting the sensitivity of the sensor by adjusting the protrusion of the sensors from the housing. This method of adjustment allows for more intuitive adjustment, due to the possibility of verifying the water level in the tray depending on the amount of precipitation.

Podstawowym problemem czujników deszczu do systemów sterowania nawadnianiem jest miarowanie nawadniania w zależności od ilości deszczu w sposób adekwatny do rzeczywistego zapotrzebowania roślinności na wilgotność gleby. Wiąże się to nie tylko z wrażliwością układu na sam czynnik, ale również z odpowiednim czasem jaki układ powinien być rozłączony, adekwatnym do czasu przyswojenia wody przez roślinność, bądź jej odparowywaniu z gleby. Ze względu na różne zapotrzebowanie roślinności, ale również różną przepuszczalność gleby wskazane jest by czujniki posiadały szeroki zakres regulacji wrażliwości układu na opad. Koreczkowe czujniki deszczu ze względu na swoją budowę posiadają bardzo ograniczony zakres regulacji w związku z czym w przypadku bardzo intensywnych opadów szybkość ponownego uruchomienia nawadniania związana z wyschnięciem struktury koreczka jest nieadekwatna do odparowania gleby. Wielokrotnie reakcja czujnika jest niewspółmierna z opadem w związku ze zbyt małym otworem, przez który czujnik przyjmuje wodę. W efekcie tego czujniki te również wykazują zbyt dużą wrażliwość na niewypoziomowanie urządzenia. Czujniki miseczkowe umożliwiają znacznie szerszą regulację, jednak w dotychczas znanych konstrukcjach posiadają wadę dotyczącą wysokiej wrażliwości układu na brak wypoziomowania czujnika, w efekcie czego woda spływała w jeden obszar tacy i nie dochodziło do zwarcia czujnika. Znane ze stanu techniki rozwiązania w zakresie czujników deszczu wykazują również wysoką wrażliwość układu elektrycznego na wilgoć, ryzyko zalania wynikające z konstrukcji obudowy.The basic problem of rain sensors for irrigation control systems is the measurement of irrigation depending on the amount of rain in a way that is adequate to the actual demand of vegetation for soil moisture. This is related not only to the sensitivity of the system to the factor itself, but also to the appropriate time that the system should be disconnected, adequate to the time of water assimilation by vegetation or its evaporation from the soil. Due to the different demand of vegetation, but also the different permeability of the soil, it is advisable for the sensors to have a wide range of adjustment of the sensitivity of the system to precipitation. Due to their construction, plug rain sensors have a very limited range of adjustment, therefore in the case of very heavy rainfall, the speed of restarting irrigation related to the drying of the plug structure is inadequate to evaporation of the soil. Often, the sensor's response is disproportionate to the rainfall due to the too small hole through which the sensor receives water. As a result, these sensors also show too much sensitivity to the device being out of level. Cup sensors allow for much wider adjustment, however, in previously known designs they have a disadvantage related to the high sensitivity of the system to the lack of sensor leveling, as a result of which the water flowed into one area of the tray and the sensor did not short circuit. Known from the state of the art solutions in the field of rain sensors also show high sensitivity of the electrical system to moisture, the risk of flooding resulting from the design of the housing.

Celem wynalazku jest opracowanie czujnika deszczu, który rozwiąże problem miarowania nawadniania przez systemy nawadniające w sposób bardziej adekwatny do zapotrzebowania roślinności na wilgotność gleby przede wszystkim poprzez szerszą regulację wrażliwości układu na opad oraz bardziej intuicyjny sposób jej ustalania. Zaproponowany czujnik deszczu, należący do grupy czujników miseczkowych, pozbyty jest wad znanych ze stanu techniki rozwiązań, jednocześnie zapewnia większy zakres i bardziej intuicyjny sposób regulacji reakcji czujnika. Jego konstrukcja minimalizuje problem poziomowania czujnika i jest stabilna w raz ustalonej pozycji.The aim of the invention is to develop a rain sensor that will solve the problem of measuring irrigation by irrigation systems in a way that is more adequate to the vegetation's demand for soil moisture, primarily through a broader adjustment of the system's sensitivity to precipitation and a more intuitive way of determining it. The proposed rain sensor, belonging to the group of cup sensors, is free from the disadvantages of solutions known from the state of the art, while at the same time providing a wider range and a more intuitive way of regulating the sensor's response. Its design minimizes the problem of leveling the sensor and is stable in a once established position.

Według wynalazku miseczkowy czujnik deszczu do systemów sterowania nawadnianiem zawiera korpus, pokrywę, stopkę montażową, miseczkę pomiarową umieszczoną częściowo pod korpusem, dwa pionowo ustalone oraz czujniki połączone z układem elektronicznym umieszczonym w korpusie i wystające z niego pomiędzy korpusem a miseczką pomiarową. Miseczkowy czujnik deszczu charakterystyczny tym, że miseczka pomiarowa ma kulisty kształt dna naczynia mierniczego skierowanego otworem zasadniczo ku górze. Miseczka ta jest przymocowana do korpusu połączeniem o regulowanej osi obrotu, która jest zasadniczo pozioma i prostopadła do płaszczyzny symetrii elektrod. Kulisty kształt naczynia pomiarowego zapewnia kumulację opadu w centralnym punkcie naczynia co zapewnia lepszą reakcję elektrod nawet przy gorzej wypoziomowanym czujniku. Niweluje całkowicie wpływ odchylenia od poziomu w kierunku prostopadłym do powierzchni mocowania. Jednocześnie kulisty kształt redukuje rozbryzgiwanie się na zewnątrz miseczki kropli deszczu, dzięki czemu działanie czujnika jest bardziej adekwatne do rzeczywistego opadu.According to the invention, a cup-shaped rain sensor for irrigation control systems comprises a body, a cover, a mounting foot, a measuring cup placed partially under the body, two vertically fixed and sensors connected to an electronic system placed in the body and protruding therefrom between the body and the measuring cup. A cup-shaped rain sensor characterized in that the measuring cup has a spherical shape of the bottom of the measuring vessel directed with the opening substantially upwards. The cup is attached to the body by a connection with an adjustable axis of rotation, which is substantially horizontal and perpendicular to the plane of symmetry of the electrodes. The spherical shape of the measuring vessel ensures accumulation of rainfall at the central point of the vessel, which ensures better response of the electrodes even when the sensor is less level. It completely eliminates the effect of deviation from the level in the direction perpendicular to the mounting surface. At the same time, the spherical shape reduces splashing of raindrops outside the cup, thanks to which the operation of the sensor is more adequate to the actual rainfall.

Korzystnie połączenie miseczki pomiarowej z korpusem jest połączeniem zawiasowym kształtowym, rozłącznym, z podkładką regulacyjną i środkiem łączącym. Powierzchnie kontaktowe połączenia zawiasowego z podkładką regulacyjną są rowkowane lub karbowane w kierunku zgodnym z tworzącymi powierzchni połączenia. Zaś środek łączący przechodzi przez otwory łączące połączenia zawiasowego. Taka geometria połączenia miseczki pomiarowej z korpusem umożliwia odchylanie miseczki od poziomu w celu regulacji poziomu reakcji czujników od poziomu wody - kulisty kształt miseczki umożliwia prawidłową pracę czujnika również w pozycjach odchylonych. Zakres regulacji pozostaje bardzo szeroki i bez wpływu na powierzchnię zbiorczą czujnika. W ten sposób możliwa jest regulacja czujnika zależna tylko od parametru głębokości zawieszenia elektrod w naczyniu mierniczym. Zaś rowkowane lub karbowane powierzchnie połączenia podkładki z połączeniem zawiasowym zabezpieczają połączenie przed samoistnym obrotem.The connection of the measuring cup with the body is preferably a hinged, detachable connection, with an adjustment washer and a connecting means. The contact surfaces of the hinge connection with the adjustment washer are grooved or notched in a direction consistent with the generating elements of the connection surface. And the connecting means passes through the connecting holes of the hinge connection. Such a geometry of the connection of the measuring cup with the body allows the cup to be tilted from the level in order to adjust the level of the sensors' response from the water level - the spherical shape of the cup allows the sensor to work correctly also in tilted positions. The adjustment range remains very wide and without affecting the collecting surface of the sensor. In this way, it is possible to adjust the sensor depending only on the parameter of the depth of suspension of the electrodes in the measuring vessel. And the grooved or notched surfaces of the connection of the washer with the hinge connection protect the connection against spontaneous rotation.

W korzystnym wariancie rozwiązania miseczka pomiarowa poza obszarem naczynia mierniczego ma otwory drenażowe i/lub przetłoczenia drenażowe i/lub kanaliki drenażowe. Otwory, przetłoczenia czy kanaliki umożliwiają skierowanie wody zbierającej się na górnej powierzchni miseczki pomiarowej poza jej obszar. W ten sposób można uniknąć zaburzenia pomiaru deszczu w skutek spływania wody z powierzchni górnej miseczki pomiarowej do naczynia mierniczego.In a preferred variant of the solution, the measuring cup has drainage holes and/or drainage embossments and/or drainage channels outside the area of the measuring vessel. The holes, embossments or channels allow the water collecting on the upper surface of the measuring cup to be directed outside its area. In this way, it is possible to avoid disturbance of the rain measurement due to water flowing from the upper surface of the measuring cup into the measuring vessel.

Korzystnie stopka montażowa ma dwa montażowe otwory podłużne rozmieszczone na okręgu i symetrycznie ustalone do płaszczyzny symetrii elektrod i ma podstawę równoległą do płaszczyzny wyznaczonej przez elektrody. Taka geometria otworów montażowych czujnika umożliwia niwelację błędów związaną z niedoskonałym nawierceniem otworów montażowych pod czujnik, zapewniając możliwość obrotu czujnika w osi otworów podłużnych oraz znalezienie ustalenie w obszarze odpowiedniego rozstawu otworów dla zapewnienia pozycji poziomej czujnika. Jednocześnie sama konstrukcja czujnika umożliwia precyzyjne poziomowanie czujnika w chwili montażu z wykorzystaniem wody w miseczce pomiarowej i kontrolą równomiernego zanurzenia obu czujników.Preferably, the mounting foot has two elongated mounting holes arranged in a circle and symmetrically set to the plane of symmetry of the electrodes and has a base parallel to the plane defined by the electrodes. Such a geometry of the sensor mounting holes allows for leveling errors related to imperfect drilling of the mounting holes for the sensor, providing the possibility of rotating the sensor in the axis of the elongated holes and finding a setting in the area of the appropriate hole spacing to ensure the horizontal position of the sensor. At the same time, the sensor design itself allows for precise leveling of the sensor at the time of installation using water in the measuring cup and control of the even immersion of both sensors.

W korzystnym przykładzie wykonania korpus posiada gniazdo układu elektrycznego z elementami dystansowymi i z dwoma tulejami pasowanymi elektrod, otoczone kołnierzem oraz otwory drenażowe, w dnie gniazda układu elektrycznego i w najniższym punkcie połączenia zawiasowego, odpowiednio nad otworami drenażowymi miseczki pomiarowej oraz korpus stanowi monolit ze stopką montażową rozciągając się od obszaru mocowania stopki montażowej przez połączenie zawiasowe do gniazda układu elektrycznego. Zaproponowane otwory drenażowe oraz kołnierz zmniejszają ryzyko zalania układu elektrycznego sterującego czujnikiem. Nieregulowane mocowanie stopki prostopadle do korpusu uniemożliwia złożenie się czujnika np. pod ciężarem siadających na czujniku ptaków.In a preferred embodiment, the body has an electrical system socket with spacer elements and with two fitted electrode sleeves, surrounded by a collar and drainage holes, in the bottom of the electrical system socket and at the lowest point of the hinge connection, respectively above the drainage holes of the measuring cup and the body is a monolith with a mounting foot extending from the mounting foot attachment area through the hinge connection to the electrical system socket. The proposed drainage holes and collar reduce the risk of flooding the electrical system controlling the sensor. Non-adjustable foot attachment perpendicular to the body prevents the sensor from folding, e.g. under the weight of birds sitting on the sensor.

Korzystnie pokrywa jest połączona rozłącznie z korpusem i rozciąga się pomiędzy obrysem zewnętrznym korpusu do obszaru mocowania stopki montażowej, a górna powierzchnia pokrywy jest co najmniej w części pochylona w kierunku stopki montażowej. W tej sposób woda gromadząca się na górnej powierzchni pokrywy spływa w kierunku stopki nie zaburzając pomiaru opadu.Preferably, the cover is releasably connected to the body and extends between the outer contour of the body to the mounting foot attachment area, and the upper surface of the cover is at least partially inclined towards the mounting foot. In this way, water accumulating on the upper surface of the cover flows down towards the foot without disturbing the rainfall measurement.

W korzystnym wariancie elektrody są scalone z układem elektronicznym na płytce drukowanej, a przewód zasilający jest przeprowadzony przez otwór drenażowym korpusu.In the preferred embodiment, the electrodes are integrated with the electronic circuit on the printed circuit board and the power cable is routed through a drainage hole in the body.

Korzystnie miseczka pomiarowa, korpus oraz pokrywa są wykonane z tworzywa sztucznego.Preferably the measuring cup, body and cover are made of plastic.

Korzystnie elektrody są wykonane stali nierdzewnej.Preferably the electrodes are made of stainless steel.

Korzystnie środek łączący jest zespołem śruby i nakrętki sześciokątnej, a wewnątrz połączenia zawiasowego (5) jest gniazdo na nakrętkę sześciokątną. Umożliwia to wygodne luzowanie połączenia śruby z nakrętką i regulowanie odchylenia miseczki pomiarowej, poprzez rozkręcanie śruby bez konieczności kontrowania nakrętki.Preferably, the connecting means is a screw and hexagonal nut assembly, and inside the hinge connection (5) there is a socket for the hexagonal nut. This allows for convenient loosening of the screw-nut connection and adjustment of the measuring cup inclination by unscrewing the screw without having to counter-tighten the nut.

Przedmiot wynalazku został zilustrowany przykładami, które nie ograniczają jego zakresu. Wynalazek został przedstawiony na rysunkach:The subject of the invention has been illustrated by examples which do not limit its scope. The invention has been presented in the drawings:

fig. 1 - miseczkowy czujnik deszczu w rzucie z boku, z wyrwanie w obszarze połączenia zawiasowego, fig. 2 - miseczkowy czujnik deszczu w rzucie z boku, z wyrwanie w obszarze połączenia zawiasowego, fig. 3 - miseczkowy czujnik deszczu w rzucie z góry, fig. 4 - miseczkowy czujnik deszczu w widoku normalnym do płaszczyzny stopki montażowej, fig. 5 - elektryczny schemat czujnika deszczu, fig. 6 - korpus w rzucie aksonometrycznym, fig. 7 - miseczka pomiarowa w rzucie aksonometrycznym.Fig. 1 - Side view of the cup-shaped rain sensor, with cut-out in the area of the hinge connection, Fig. 2 - Side view of the cup-shaped rain sensor, with cut-out in the area of the hinge connection, Fig. 3 - Top view of the cup-shaped rain sensor, Fig. 4 - Normal view of the cup-shaped rain sensor to the plane of the mounting foot, Fig. 5 - Electrical diagram of the rain sensor, Fig. 6 - Axonometric view of the body, Fig. 7 - Axonometric view of the measuring cup.

W przykładowym wykonaniu, jak ujawniono na fig. 1 i 2 miseczkowy czujnik deszczu do systemów sterowania nawadnianiem zawiera korpus, pokrywę, stopkę montażową, miseczkę pomiarową umieszczoną częściowo pod korpusem, dwa pionowo ustalone czujniki połączone z układem elektronicznym umieszczonym w korpusie i wystające z niego pomiędzy korpusem a miseczką pomiarową. Miseczka pomiarowa 1 ma kulisty kształt dna naczynia mierniczego 2 skierowanego otworem ku górze. Jest przymocowana do korpusu 3 połączeniem o regulowanej osi obrotu, która jest pozioma i prostopadła do płaszczyzny symetrii A elektrod 4. Połączenie miseczki pomiarowej 1 z korpusem 3 jest połączeniem zawiasowym 5 kształtowym, rozłącznym, z podkładką regulacyjną 6 i środkiem łączącym 7. Powierzchnie kontaktowe połączenia zawiasowego 5 z podkładką regulacyjną 6 są rowkowane lub karbowane w kierunku zgodnym z tworzącymi powierzchni połączenia, a środek łączący 7 przechodzi przez otwory łączące połączenia zawiasowego 8. Jak ujawniono na fig. 1 i 7 miseczka pomiarowa 1 poza obszarem naczynia mierniczego 2 ma otwory drenażowe 9a.In an exemplary embodiment, as disclosed in Figs. 1 and 2, a cup-shaped rain sensor for irrigation control systems comprises a body, a cover, a mounting foot, a measuring cup arranged partially under the body, two vertically arranged sensors connected to an electronic circuit arranged in the body and extending therefrom between the body and the measuring cup. The measuring cup 1 has a spherical shape with the bottom of the measuring vessel 2 directed with the opening upwards. It is attached to the body 3 by a connection with an adjustable axis of rotation, which is horizontal and perpendicular to the plane of symmetry A of the electrodes 4. The connection of the measuring cup 1 with the body 3 is a hinged connection 5, shaped, detachable, with an adjustment shim 6 and a connecting means 7. The contact surfaces of the hinged connection 5 with the adjustment shim 6 are grooved or notched in a direction compatible with the generatrix of the connection surfaces, and the connecting means 7 passes through the connecting holes of the hinged connection 8. As disclosed in Figs. 1 and 7, the measuring cup 1 has drainage holes 9a outside the area of the measuring vessel 2.

Jak pokazano na fig. 4, stopka montażowa 10 ma dwa montażowe otwory podłużne 11 rozmieszczone na okręgu i symetrycznie ustalone do płaszczyzny symetrii elektrod 4 i ma podstawę równoległą do płaszczyzny wyznaczonej przez elektrody 4.As shown in Fig. 4, the mounting foot 10 has two elongated mounting holes 11 arranged in a circle and symmetrically positioned to the plane of symmetry of the electrodes 4 and has a base parallel to the plane defined by the electrodes 4.

Fig. 4 przedstawia korpus 3, gdzie korpus 3 posiada gniazdo układu elektrycznego 12 z trzema elementami dystansowymi 13 i z dwoma tulejami pasowanymi 14 elektrod 4, otoczone kołnierzem 15 oraz otwory drenażowe 9b, jeden w dnie gniazda układu elektrycznego 12 i jeden w najniższym punkcie połączenia zawiasowego 5, odpowiednio nad otworami drenażowymi 9a miseczki pomiarowej 1. Korpus 3 stanowi monolit ze stopką montażową 10 rozciągając się od obszaru mocowania stopki montażowej 10 przez połączenie zawiasowe 5 do gniazda układu elektrycznego 12.Fig. 4 shows a body 3, wherein the body 3 has an electrical system socket 12 with three spacer elements 13 and with two fitted sleeves 14 for electrodes 4, surrounded by a collar 15 and drainage holes 9b, one at the bottom of the electrical system socket 12 and one at the lowest point of the hinge connection 5, respectively above the drainage holes 9a of the measuring cup 1. The body 3 is a monolith with a mounting foot 10 extending from the mounting foot 10 attachment area through the hinge connection 5 to the electrical system socket 12.

Jak ujawnia fig. 1 i 3 pokrywa 17 jest połączoną rozłącznie z korpusem 3. Pokrywa rozciąga się pomiędzy obrysem zewnętrznym korpusu 3 do obszaru mocowania stopki montażowej 10, a górna powierzchnia pokrywy 17 jest co najmniej częściowo pochylona w kierunku stopki montażowej.As FIGS. 1 and 3 reveal, the cover 17 is releasably connected to the housing 3. The cover extends between the outer contour of the housing 3 and the mounting foot attachment area 10, and the upper surface of the cover 17 is at least partially inclined towards the mounting foot.

Na fig. 1 ujawniono, że elektrody 4 są scalone z układem elektronicznym 18 na płytce drukowanej, a przewód zasilający jest przeprowadzony przez otwór drenażowym 9b korpusu 3. Układ elektroniczny 18 jest osadzony na elementach dystansowych 13 w gnieździe układu elektrycznego 12.Figure 1 shows that the electrodes 4 are integrated with the electronic circuit 18 on the printed circuit board, and the power supply cable is led through the drainage hole 9b of the body 3. The electronic circuit 18 is mounted on spacers 13 in the socket of the electrical circuit 12.

Połączenie rozłączne pokrywy i korpusu jest realizowane z wykorzystaniem śruby przechodzącej przez otwór w obszarze elementu dystansowego 13a korpusu 3, dalej przez otwór w płytce drukowanej układu elektronicznego 18 i ustalonej w otworze gwintowanym pokrywy 17.The detachable connection of the cover and the body is made by means of a screw passing through a hole in the area of the spacer 13a of the body 3, then through a hole in the printed circuit board 18 and fixed in a threaded hole in the cover 17.

Miseczka pomiarowa 1, korpus 3, pokrywa 17 oraz podkładka regulacyjna 6 są wykonane z tworzywa sztucznego typu ABS. Elektrody 4 są wykonane stali nierdzewnej. Środek łączący 7 jest zespołem śruby i nakrętki sześciokątnej, a wewnątrz połączenia zawiasowego 5 jest gniazdo 18 na nakrętkę sześciokątną.The measuring cup 1, the body 3, the cover 17 and the adjustment washer 6 are made of ABS plastic. The electrodes 4 are made of stainless steel. The connecting means 7 is a screw and hexagonal nut assembly, and inside the hinge connection 5 there is a socket 18 for the hexagonal nut.

Fig. 5 ujawnia elektryczny schemat działania czujnika deszczu. Układ jest zasilany napięciem zmiennym o wartości 24 V, a jego podstawowe elementy to triak T-1, dwa tranzystory unipolarne T-2 i T-3 o polaryzacji NPN i PNP oraz dwie elektrody. W stanie biernym urządzenia Triak T-1 jest w stanie przewodzenia, do jego anody wejściowej A2 doprowadzone jest napięci 24V/AC, jego bramka G jest spolaryzowana przez rezystor R-1 o wartości 1,5 kW i mocy 0,5 W, co wprowadza triak w stan przewodzenia. Na anodzie wyjściowej A1, znajduje się bezpiecznik topikowy F, o wartości prądowej 3A chroniący triak przed uszkodzeniem, na wypadek zwarcia obwodów zewnętrznych. W stanie czynnym urządzenia triak T-1 jest w stanie zablokowanym, nie przewodzi prądu. Blokada triaka następuje w wyniku zdjęcia wysterowania bramki G. Dzieje się to wskutek spolaryzowania tranzystorów T-2 i T-3, których kolektory połączone są z bramką G triaka, a emitery z anodą wyjściową A1. Tranzystory po spolaryzowaniu zwierają potencjał bramki G z anodą A1 powodując zanik wysterowania bramki. Bazy tranzystorów T-2 i T-3 połączone są przez rezystor R-3 o wartości 22 kW z elektrodą 4b sondy wodnej, druga elektroda sondy, 4a jest połączona z zasilaniem anody A2 triaka. W stanie biernym urządzenia, między elektrodami 4a i 4b jest przerwa, nie występuje żadna rezystancja, a bazy tranzystorów T-2 i T-3 przez rezystor R-2 o wartości 100 kW są zwarte do emiterów zapewniając ich stan zatkania (tranzystory nie przewodzą). W chwili pojawienia się wody w zbiorniczku retencyjnym, między elektrodami 4a i 4b pojawi się rezystancja i nastąpi przepływ prądu między anodą triaka A2, a bazą tranzystorów T-2 i T-3. Tranzystory wejdą w stan przewodzenia, powodując 240 zwarcie bramki triaka G z anodą wyjściową A1, co powoduje zatkanie triaka. Po zatkaniu triaka obwód zewnętrzny urządzenia zostaje przerwany. Różnica napięć między anodą triaka A2 a anodą A1 wzrasta do 24V/AC, co zwiększa wielokrotnie prąd polaryzujący bazy tranzystorów. Zastosowany rezystor R-3 o wartości 22 kW ogranicza wielkość prądu do 1,2 mA. Moment rozwarcia obwodu sprzyja wzbudzeniu układu, aby temu zapobiec zastosowany został kondensator ceramiczny C-1 o wartości 0,47 uF/25 V włączony między bramką triaka G a anodą A1. Przerwa obwodu trwa tak długo, dopóki ze zbiorniczka retencyjnego nie odparuje woda. Po odparowaniu wody między elektrodami 4a i 4b zniknie rezystancja, obwód polaryzujący tranzystory zostanie przerwany, bramka triaka zostanie ponownie wysterowana, a triak wejdzie w stan przewodzenia. Proces działania układu zostanie zakończony.Fig. 5 shows the electrical diagram of the rain sensor operation. The system is powered by an alternating voltage of 24 V, and its basic elements are the triac T-1, two unipolar transistors T-2 and T-3 with NPN and PNP polarization, and two electrodes. In the passive state of the device, the triac T-1 is in the conduction state, its input anode A2 is supplied with a voltage of 24 V/AC, its gate G is polarized by a resistor R-1 with a value of 1.5 kW and a power of 0.5 W, which introduces the triac into the conduction state. On the output anode A1, there is a fuse F, with a current value of 3 A, protecting the triac from damage in the event of a short circuit of external circuits. In the active state of the device, the triac T-1 is in a blocked state, it does not conduct current. The triac is blocked by removing the gate G control. This is due to the polarization of transistors T-2 and T-3, whose collectors are connected to the triac gate G, and emitters to the output anode A1. After polarization, the transistors short-circuit the gate G potential with the anode A1, causing the gate control to disappear. The bases of transistors T-2 and T-3 are connected through a 22 kW resistor R-3 to the electrode 4b of the water probe, the second electrode of the probe, 4a, is connected to the power supply of the triac anode A2. In the passive state of the device, there is a break between the electrodes 4a and 4b, there is no resistance, and the bases of transistors T-2 and T-3 are shorted to the emitters through a 100 kW resistor R-2, ensuring their blocked state (the transistors do not conduct). When water appears in the retention tank, resistance will appear between electrodes 4a and 4b and current will flow between the anode of triac A2 and the base of transistors T-2 and T-3. The transistors will enter the conduction state, causing a short circuit of the triac G gate with the output anode A1, which causes the triac to be blocked. After the triac is blocked, the external circuit of the device is interrupted. The voltage difference between the triac A2 anode and the anode A1 increases to 24V/AC, which increases the bias current of the transistor bases many times over. The applied resistor R-3 with a value of 22 kW limits the current to 1.2 mA. The moment of opening the circuit favors the excitation of the system, to prevent this, a ceramic capacitor C-1 with a value of 0.47 uF/25 V was used, connected between the triac G gate and the anode A1. The circuit break lasts until the water evaporates from the retention tank. After the water evaporates, the resistance between electrodes 4a and 4b disappears, the transistor bias circuit is broken, the triac gate is re-driven, and the triac enters the conduction state. The circuit operation process is completed.

Claims

Patent Claims

1. A cup-shaped rain sensor for irrigation control systems comprising a body, a cover, a mounting foot, a measuring cup arranged partially under the body, two vertically arranged sensors connected to an electronic circuit arranged in the body and extending therefrom between the body and the measuring cup, characterized in that the measuring cup (1) has a spherical shape with the bottom of the measuring vessel (2) directed with its opening substantially upwards and is attached to the body (3) by a connection with an adjustable axis of rotation which is substantially horizontal and perpendicular to the plane of symmetry (A) of the electrodes (4).

2. A cup-shaped rain sensor according to claim 1, characterized in that the connection of the measuring cup (1) with the body (3) is a hinged connection (5) of a form-fitting, detachable type, with an adjustment shim (6) and a connecting means (7), wherein the contact surfaces of the hinged connection (5) with the adjustment shim (6) are grooved or notched in a direction compatible with the generating elements of the connection surfaces, and the connecting means (7) passes through the connecting holes of the hinged connection (8).

3. A cup-shaped rain sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring cup (1) has drainage holes (9a) and/or drainage embossments and/or drainage channels outside the area of the measuring vessel (2).

4. A cup-shaped rain sensor according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that the mounting foot (10) has two elongated mounting holes (11) arranged in a circle and symmetrically positioned to the plane of symmetry of the electrodes (4) and has a base parallel to the plane defined by the electrodes (4).

5. A cup-shaped rain sensor according to claim 1 or 2 or 3 or 4, characterized in that the body (3) has an electrical system socket (12) with spacer elements (13) and with two fitted sleeves (14) for electrodes (4), surrounded by a collar (15) and drainage holes (9b), at the bottom of the electrical system socket (12) and at the lowest point of the hinge connection (5), respectively above the drainage holes (9a) of the measuring cup (1), and the body (3) is a monolith with a mounting foot (10) extending from the mounting foot (10) mounting area (10) through the hinge connection (5) to the electrical system socket (12).

6. A cup-shaped rain sensor according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5, characterized in that the cover (17) is releasably connected to the housing (3) and extends between the outer contour of the housing (3) to the mounting foot attachment area (10), and the upper surface of the cover (17) is at least partially inclined towards the mounting foot.

7. A cup-shaped rain sensor according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6, characterized in that the electrodes (4) are integrated with the electronic circuit (18) on the printed circuit board and the power supply cable is led through a drainage hole (9b) of the body (3).

8. A cup-shaped rain sensor according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7, characterized in that the measuring cup (1), the body (3), the cover (17) and the adjustment washer (6) are made of plastic.

9. A cup-shaped rain sensor according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7 or 8, characterized in that the electrodes (4) are made of stainless steel.

10. A cup-shaped rain sensor according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7 or 8 or 9, characterized in that the connecting means (7) is a screw and a hexagonal nut assembly, and a socket (18) for the hexagonal nut is provided inside the hinge connection (5).