Система автоматического полива для дачного участка

Дачный сезон в самом разгаре. Многие дачники по-прежнему задаются "вечным" вопросом оптимизации полива. Автор предлагает простой, не очень дорогой вариант автоматизации процесса полива. Самое главное, он избавит вас от переживаний, беготни и обеспечит благоприятные условия полива различных насаждений.


Комплект для полива состоит из автомата контроля уровня воды в баке или колодце (скважине) и покупного электронного недельного таймера. Таймер может быть, например, Timer-2 фирмы Horoz Electric или аналогичный, а автомат контроля воды можно изготовить самостоятельно. Комплект работает следующим образом. Автомат контролирует уровень воды, безопасный для насоса; таймер обеспечивает режим полива по часам, дням, неделям, а капельная или другая система распределяет воду между насаждениями. Автор пользуется таким комплектом уже второй сезон.

Внешний вид автомата контроля уровня воды показан на рис. 1. На его корпусе расположены кнопки принудительного включения (зелёная) и выключения (красная) насоса, если включение и выключение насоса происходят не по таймеру. Светодиод жёлтого свечения сигнализирует о том, что на автомат контроля воды подано напряжение 230 В. Зелёный светодиод показывает, что воды больше половины бака (колодца, скважины), светит красный — уровень воды ниже нижнего датчика. На корпусе также расположены розетка для насоса и винтовые зажимы для датчиков середины, нижнего уровня и точки отсчёта контроля уровня воды.

Схема автомата показана на рис. 2. Микроконтроллер DD1 подаёт сигналы на точку отсчёта контроля уровня воды (TROS), а датчики уровня воды (MIDL и DOWN) контролируют наличие прохождения этих сигналов. Диоды VD1—VD6 обеспечивают защиту от высокого напряжения (электростатическое напряжение, блуждающие токи и т.д.). Резисторы R2—R4 с большим сопротивлением — для работы устройства в режиме микротоков, чтобы не оказывать влияние на свойства воды. Конденсаторы С1— СЗ подавляют высокочастотные наводки и импульсы. Управляющий сигнал для насоса подаёт микроконтроллер на симистор VS1 через гальваническую развязку на опт-роне U1. Гнездо XS7 предназначено для программирования микроконтроллера.




В авторском варианте вода поступает непосредственно из скважины, поэтому датчик верхнего уровня воды отсутствует. Планка с зажимами фиксируется в корпусе с помощью двух винтов. Печатную плату размещают на дне корпуса, а затем сверху прикручивают планку зажимов. В верхней части корпуса сверлят отверстия для светодиодов и кнопок, а в боковой — для розетки, в которую подключают насос. Все внешние детали подпаивают к плате проводами.

Для питания устройства был использован блок питания 7 В, 300 мА от старого мобильного телефона. Дополнительно напряжение питания стабилизируется с помощью интегрального стабилизатора на микросхеме DA1. Из блока питания вынута плата и установлена в корпус автомата. Шнур питания 230 В припаян непосредственно к плате блока питания. Элементы R13, С8 установлены навесным методом.

В устройстве применены резисторы МЛТ не меньшей мощности, чем указано на схеме. Оксидные конденсаторы — К50-35 или импортные, остальные — керамические или плёночные, С8 может быть серии К73 на напряжение 630 В или импортный, рассчитанный на работу при сетевом напряжении. Диоды VD1—VD6 —серий КД522, 1N4148, све-тодиоды — любые маломощные. Микросхему LP2950CZ-5.0 можно заменить микросхемой 78L05, если ваша плата блока питания даёт напряжение больше 7 В. Симистор может быть серии ТС106 на напряжение более 600 В. Светодио-ды желательно использовать яркие или суперъяркие, чтобы хорошо было видно. Кнопки могут быть любые с самовозвратом, например PBS-11A.

Автомат контроля воды имеет хорошую гальваническую развязку от сети 230 В, что гарантирует его безопасную эксплуатацию. Со стороны питания она обеспечивается трансформатором блока питания, а со стороны подключения насоса — оптроном U1.

Автор использует простые датчики, изготовленные из небольших полосок нержавеющего металла размерами 10x20 мм, к которым припаян провод. Подойдёт любая форма датчиков, размеры их приблизительные. Для пайки к металлу использован самодельный флюс из порошка хлористого аммония, залитого глицерином. Точкой отсчёта является металлический трос, на котором подвешен насос. Если в качестве накопительной ёмкости для воды используется металлический бак, его корпус и будет точкой отсчёта. Понятно, что датчик середины опускают, примерно в середину толщи воды. Нижний датчик рекомендуется устанавливать по верхнему краю погружного насоса.

Текст программы на языке СИ написан в среде ImageCraft IDE for ICCAVR версии 7.22C, он имеется на сайте редакции. Текст содержит достаточно комментариев. В начале программы содержится описательная часть, определения, подпрограмма задержки delayN, начальные установки. Основная часть (MAIN) программы простая. Она содержит условия включения и выключения насоса, состояния датчиков по отношению к уровню воды и в конце программы — условия состояния последней нажатой кнопки.

Возможны два варианта подключения насоса. Вилку автомата контроля уровня воды вставляют в розетку 230 В, к нему подключают таймер режима полива, а в таймер — вилку насоса. При этом не забудьте нажать на зелёную кнопку включения насоса. Автор использует именно такой вариант, так как, находясь на даче, иногда отключает таймер и поливает сад. Насос в этом случае подключается прямо к автомату контроля воды.

Можно таймер вставить в розетку 230 В, к нему подключить автомат контроля воды, а вилку насоса подключить к автомату. Но в этом случае автомат контроля уровня воды будет периодически отключаться таймером от сети 230 В, поэтому микроконтроллер необходимо запрограммировать в состояние включённого насоса по умолчанию. Для этого в тексте программы, после строки // Main перед while , значение ON_OFF_flag =0 нужно поменять на ON_OFF_flag =1. Кстати, если у вас иногда отключают свет, такое изменение программы обязательное, но помните, что при нахождении таймера в состоянии включённой нагрузки насос также включится и начнёт работать. Если насос включился, а его нужно остановить, следует нажать на красную кнопку SB2 "OFF".

Файлы проекта auto_nasos среды ImageCraft предназначены для программирования микроконтроллера (auto_ nasos off.hex — насос по умолчанию выключен, auto_nasos_on.hex — насос по умолчанию включён).
Для желающих посмотреть на компьютере, как работает данное схемное и программное решение (помигать све-тодиодами и понажимать кнопки), имеется проект файла avtovat-nasos в среде Proteus версий 7.2—8.6 фирмы Labcenter Electronics.