ГАЗОНОКОСИЛКА ДЛЯ ВСЕХ
статья

Федеральное государственное бюджетное

                                         образовательное учреждение  высшего

                                     образования «Университет «Дубна»

                                                                                          С.И. Легович

ГАЗОНОКОСИЛКА ДЛЯ ВСЕХ

      В нашей стране наличие приусадебного хозяйства, или участка в садоводческом обществе чуть ли не обязательное условие полноценного проведения досуга, а для некоторых категорий населения – основное занятие. Люди преклонного возраста, молодые мамы и люди с ограниченными возможностями предпочитают большую часть времени проводить на свежем воздухе с умеренными физическими нагрузками. За последние десятилетия качественно поменялся и облик дачных участков. Если раньше каждый клочок земли был засеян полезными растениями, которые давали ощутимый урожай, то теперь дача расценивается как место отдыха с ландшафтным дизайном, основу которого составляет газон. Красивый газон нуждается в постоянном уходе и должен подстригаться минимум раз в 7-10 дней. А теперь представьте себе не 6 соток, а 15 или 30, и проблема становится очевидной. Стрижка газона требует не только больших затрат времени, но и физических усилий. Человек всегда стремится облегчить свой труд. Уже появились в продаже газонокосилки-роботы, но они весьма дорогие и зачастую сложные в управлении.

         Поэтому целью своей работы мы выбрали разработку и создание простой в эксплуатации и недорогой газонокосилки, которой можно пользоваться дистанционно, например, из окна дачного дома, сидя за кухонным столом, или лежа на диване.

       Для реализации поставленной цели нам пришлось решить ряд задач:

- изучить имеющиеся в продаже варианты газонокосилок;

-  сравнить преимущества в эксплуатации и стоимость каждого вида;

-   усовершенствовать имеющийся образец сетевой газонокосилки;

- произвести экономическое сравнение стоимости полученного изделия с производственными аналогами.

       Фабричные изделия подразделяются по типу контроля, способу управления и по техническому оснащению. В своей работе мы остановимся только на электроинструменте.

       К основным видам садовой техники для покоса травы относятся: газонокосилка, триммер и робот-газонокосилка. Первые два типа требуют не только много времени, но и физических усилий человека. Кроме того, покос должен осуществляться в определенное время суток, когда трава высохла от росы.

        Газонокосилка-робот лишена этих недостатков, по заверениям производителей может работать автономно, возвращаться на базу без помощи хозяина,  экономя время владельца, но имеет весьма высокую цену (качественный робот стоит около 70-80 тысяч рублей), что сразу ограничивает спрос на нее.  

        Рассмотрим три варианта модернизации газонокосилок:  

      1. Использование обычной электрогазонокосилки. В качестве прототипа выступит газонокосилка фирмы Castelgarden C390, работающая от сети 220В. На нее устанавливаются 2 приводных двигателя и блок радиоуправления для того, чтобы управлять газонокосилкой на расстоянии. В качестве движущих электродвигателей - приводы от детского электрокара с характеристиками: RS550 12V 12000rpm, для устройства радиоуправления – пульт дистанционного управления и плата приемника на 10 Ампер. Также понадобились 2 специальные переходные детали для соединения приводов с колесами.

          Для включения главного двигателя дистанционно, используем релейный модуль, который фиксирует замкнутое положение реле приёмника и не даёт двигателю остановиться при отпускании оператором кнопки на пульте дистанционного управления.

 Роль сетевого адаптера для приводов и управляющей электроники выполняет блок питания с характеристиками 12V  8A.

  После модернизации наша газонокосилка выглядит следующим образом:

Перечень внесённых изменений:

1        Блок управления газонокосилкой.

2        Приводы, установленные на заднюю ось.

3        Удлинительная штанга для отдаления электрического провода от инструмента.

4        Электрическая схема защиты от наезда газонокосилки на электрический провод.

           Схему защиты от наезда газонокосилки на электрический провод мы реализовали на базе самой простой электрической схемы детектора скрытой проводки. В случае приближения передней части газонокосилки к электрическому проводу под напряжением в антенне схемы возникает очень слабый ток, который усиливается тремя биполярными транзисторами и приводит в действие реле, которое в свою очередь отключает главный двигатель с ножом.  

       Стоимость данной газонокосилки составляет около 15-16 тысяч рублей, из которых 6 тысяч - модернизация.    

      Ещё один не маловажный аспект — это утилизация травы после скашивания. В большинстве современных газонокосилок для решения этой проблемы предусмотрен травосборник. Но лучшим вариантом для газона будет мульчирование, при котором скошенная трава мелко перемалывается и происходит возврат на газон питательных веществ, главным образом азота.

      2.  Газонокосилка, работающая от аккумулятора. На нее устанавливаются два приводных двигателя и блок управления, описанный выше. Так как управляющая электроника и двигатели приводов питаются напряжением 12 вольт, а аккумулятор газонокосилок в большинстве случаев рассчитан на большее напряжение, требуется преобразователь напряжения, характеристики которого зависят от конкретной марки и модели газонокосилки.

        Дополнительно в аккумуляторной газонокосилке можно предусмотреть индикатор   разрядки аккумуляторной батареи, чтобы вовремя либо заменить аккумулятор, либо закончить работу и поставить аккумулятор на зарядку.

        Основным недостатком аккумуляторных газонокосилок является ограниченное время работы. Обычно оно составляет 45-60 минут и его хватает на выкос участка 6 соток.

    Стоимость данной версии газонокосилки составит 20-25 тысяч рублей.

 Управление данной косилкой осуществляется с помощью пульта, нет зависимости от шнура электропитания. Также можно реализовать управление с помощью смартфона. Для этого необходимо установить микроконтроллер Arduino с составленной программой управления, Bluetooth   или   Wi-Fi модуль, драйвер двигателей L298N и иметь смартфон со специальным приложением.  В качестве дополнительной функции на газонокосилку можно установить камеру, которая по сети Wi-Fi, в режиме реального времени будет передавать оператору изображение обрабатываемой территории.

       3. Робот-газонокосилка. Реализовать эту версию можно на аккумуляторной газонокосилке так же с помощью платформы Arduino и GPS модуля. Такая система будет управлять газонокосилкой по заранее прописанным координатам GPS. Для реализации данного проекта потребуется дополнительно 4-8 тысяч рублей.

     В ходе работы мы составили таблицу для сравнения стоимости каждого вида

        Рассмотренный и реализованный на практике 1 вариант модернизации является одним из самых простых и доступных способов усовершенствования газонокосилки.  Этот вид садовой техники будет полезен в первую очередь людям с ограниченными двигательными возможностями и женщинам. Он освобождает от физических усилий в работе, но требует управления, нахождения оператора в пределах прямой видимости агрегата и сетевого провода.

Список литературы:

https://robo-hunter.com/news/chto-neobhodimo-znat-o-robotizirovannih-gazonokosilkah

https://www.kp.ru/guide/kak-vybrat-gazonokosilku-dlja-dachi.html

https://7ogorod.ru/prochee/pokos-travy.html

https://stroy-podskazka.ru/gazonokosilki/robot/

https://tehnoded.ru/publikacii/metody-kosheniya-sravnenie/