盆栽自动浇水施肥装置

一、设计原理

自动浇水施肥装置可实现浇水与施肥两个功能。装置主要包括湿度传感器、湿度控制器、12V蓄电池、定时开关、导线、储水器、储肥器、导管、流量控制阀、电磁阀和三通，如图1所示。

其基本工作原理是：当盆栽植物缺水时，土壤湿度相对较低，湿度传感器测量到土壤湿度低于湿度控制器的设定值，则湿度控制器中继电器吸合，电磁阀接通，阀门打开，储水器中的水顺着导管进入盆栽；当土壤湿度逐渐升高直至高于设定值时，继电器断开，电磁阀闭合，自动浇水结束。

湿度控制器上有一个旋钮用来调节传感器的灵敏度，即设置盆栽相对湿度的值。

盆栽施肥通过定时的方式进行，一般7 天至14天施肥一次，储肥器中装着按比例稀释后的营养液。需要施肥时，定时开关的继电器闭合，电磁阀接通，阀门打开，营养液进入盆栽；施肥结束时，定时开关的继电器断开，电磁阀的阀门闭合。施肥量由定时时间和流量控制阀决定，而施肥量需要用户根据花盆大小和植物种类提前标定，并坚持宁少勿多的原则。

二、模型制作

1.材料准备

根据模型设计原理准备好所有需要的材料，包括一个高度高于盆栽的支架（用来放置储水器和储肥器），因为当阀门打开时，水和营养液将依靠重力流进盆栽。

准备好螺丝刀、钳子等必需的工具；配置营养液，按照营养液说明书的比例进行稀释，坚持宁稀勿浓的原则。

2.制作过程

如图2所示，首先连接浇水部分的水路与电路。储水器与流量控制阀连接，流量控制阀与电磁阀连接，电磁阀再与三通的一个进液口连接。电磁阀的一个电路触点与蓄电池正极相连，另一个电路触点与湿度控制器上继电器公共端相连，继电器常开端与蓄电池负极相连；湿度控制器的正极、负极分别与蓄电池的正极和负极连接，其他相应位置通过导线与湿度传感器连接，湿度控制器通电后，红灯会亮起。

施肥部分的水路与浇水部分的水路连接方法类似，最终通过三通汇合成一根导管，再通往盆栽。其电路部分是蓄电池的正极和负极分别与定时开关入口对应位置连接，定时开关出口两个触点与电磁阀的两个电路触点连接。

三、实验验证与结论

根据以上步骤制作模型后，将湿度传感器插入土壤，并将出液管的一部分埋入土壤，出液口位于土壤外面，防止土壤堵住出液口。出液口与湿度传感器的距离不可过近，避免因湿度传感器所在区域水量充足而停止浇水。

根据盆栽的需水量和需肥量，分别调节两个流量控制阀，在定时开关上设置施肥的开始时间和结束时间，并调节湿度控制器上的灵敏度旋钮。

当植物缺水时，湿度控制器上的绿灯亮起，浇水部分开始工作，完毕后绿灯熄灭。需要施肥时，定时开关上的红灯亮起，结束后红灯熄灭。

经过验证，制作的模型能按照设计思路实现自动浇水和施肥，很好地解决了盆栽长时间无人照顾的问题。

此外，若盆栽或需水量偏大，可以更换更大的储水器或储肥器，以满足需求。