Автополив цветов с удаленным управлением / Хабр

Automatic irrigation controller на алиэкспресс — купить онлайн по выгодной цене

Автоматический полив с возможностью удаленного управления

Автополив для огорода, активация по смс

Дождевальные системы

Устройства этого типа разбрызгивают воду над растениями, образуя искусственный дождик или мелкую водяную пыль — отсюда и название. Чаще всего такие «поливалки» устанавливают на участках с газонной травой.

Дождевальные установки разбрызгивают воду крупными каплями или образуют туман из микрокапель

Система состоит из подводящих труб (под землей) и устройств разбрызгивания воды, которые бывают выдвижными и невыдвижными.

Выдвижные дождеватели, соответственно, выдвигаются из-под земли только во время работы и практически незаметны. Дальность полива у них небольшая – от 4 до 7 метров, но это можно компенсировать, увеличив количество устройств и грамотно распределив их по участку.

Среди выдвижных дождевателей есть веерные и роторные модели. Первые неподвижны и разбрызгивают воду в определенном секторе. Они просты в установке и долговечны, но дальность разбрызгивания воды у них невелика – от 3 до 6 метров.

Веерный дождеватель Hunter Pro Spray-04 выдвигается на 10 см

У роторных дождевателей головка с лопастями вращается и разбрызгивает воду под заданным углом. У нерегулируемых роторов струя воды описывает полный круг, у регулируемых сектор полива задается в диапазоне от 40° до 360°.

Регулируемый роторный дождеватель Rain Bird 5004 Plus-PC с функциией Rain Curtain формирует крупные капли воды и может работать при сильном ветре

У невыдвижных дождевальных установок мощность и дальность полива больше. Но тут надо определиться, импульсная, круговая, осциллирующая или контурная модель вам нужна. Например, в импульсных приборах вода порционно подается в форсунку, которая вращается по кругу или в пределах заданного сектора, а дальность полива составляет уже до 12 метров.

Секторно-круговой импульсный дождеватель Gardena 8136-20 настраивается на сектор в диапазоне от 25° до 360° и поливает до 490 м²

Круговые дождеватели аналогичны описанным выше роторным: у них вращается головка с соплами, что позволяет равномерно полить участок.

Круговой дождеватель Gardena 2062-20 разбрызгивает воду на 20 м

Осциллирующие или маятниковые дождеватели служат для полива прямоугольных участков. В их основе – трубка с отверстиями, которая качается вокруг своей оси под углом до 180°. Дальность такого дождевателя составляет от 6 до 20 метров. Еще его ставят на штатив для полива высоких растений.

Осциллирующий дождеватель Karcher OS 5.320 S при давлении 4 атм поливает участок площадью до 320 м²

Если у участка сложная форма, то решением будет контурный дождеватель, у которого можно запрограммировать контур полива. Хорошо, если не один: например, с его помощью и цветник перед домом, и газон сложной формы позади дома можно полить, просто переместив дождеватель и включив заданный контур.

У контурного дождевателя Gardena 8133-20 программируются два разных контура

Однако дождевальные установки не подходят для растений, которые любят корневой полив, и редко используются на грядках и в теплицах, так как сильная струя воды «выбивает» грунт (исключение – микрокапельные разбрызгиватели). В этих случаях лучше использовать системы капельного полива, подающие воду под корень растений.

Какую систему автополива выбрать?

Тут все не так просто — придется выбирать среди дождевальных, капельных и комбинированных систем.

Капельные системы

Такие «поливалки» намного экономнее расходуют воду, в нее можно также добавить удобрения, совместив полив с дозированной подкормкой растений.

Система капельного автополива представляет собой систему шлангов или труб на поверхности либо под землей. К трубам подсоединяются капельницы, через которые идет полив растений. Вода подается под корень каждого растения в нужном объеме, и почва не переувлажняется.

Gardena 13002-20 рассчитан на 20 растений, в комплекте — шланги, капельницы и таймер для управления временем полива и расходом воды

Вместо капельниц также используются оросительные шланги или ленты с отверстиями, пропускающими воду. Лабиринтная лента с каналом на поверхности — самый дешевый вариант, но она быстро засоряется. Щелевые ленты прочнее за счет расположения канала внутри.

Концепт

При проектировании системы я отталкивался от следующих принципов:

1. Дешево и сердито — я не хочу тратить много средств на систему, которая поливает 15 недорогих цветков. У меня не оранжерея.
2. Автономность — она должна работать сама по расписанию, но это не исключает наличие ручного управления.
3. Удобство — настройка полива происходит при помощи смартфона. Панельки это удобно, но не в этом случае.
4. Гибкость — цветы в основном все разные с разными кашпо, поэтому поливать их необходимо с разной периодичностью и разным количеством воды.
5. Удаленность — управлять можно с любой точки планеты, где есть интернет и смартфон.

Настройка

На первом этапе необходимо разделить цветы на несколько групп, в моем случае 3. Это позволяет более гибко настроить полив. Далее необходимо при помощи капельной форсунки настроить необходимый уровень воды, сложность в том, что все форсунки соединены шиной, и настройка одной порой значительно влияет на остальные. Количество подаваемой воды в шланг регулируется временем работы насоса в секундах.

Реализация

В качестве корпусов я использовал напечатанные на 3D принтере модели собственного изготовления. Так как WiFi модуль питается от 5 вольт, а клапана и насос от 12, БП я взял от китайского драйвера светодиодной подсветки(продают без корпуса, б/у) на 12в и 2.5А.

В качестве емкости используется ПВХ канистра, в моем случае она оранжевая, потому что в ней была огнезащита. Уровень в емкости контролируется только минимальный, реализовано это при помощи неодимового магнита и геркона. Геркон приклеивается на дно канистры, а магнит, приклеенный к поплавку, перемещается по сегментной трубке из пластика.

Насосы я использую мембранные, они удобны тем, что нет необходимости заполнять контур водой. Единственное неудобство в этих насосах это фланцы, они слишком большого диаметра относительно тех систем орошения, которые можно приобрести в Китае. Еще есть вопросы по ресурсу этих насосов, но работают они по 1-2 минуты в неделю.

Клапана изначально хотел использовать такие, но как оказалось каждый потребляет порядка 3.5А поэтому пришлось от них отказаться.

В итоге клапаны были взяты такие же, как и в прошлом проекте. Они меньше и хорошо себя зарекомендовали, потребление порядка 80мА.

В качестве органа управления был взять китайский Wemos D1 mini. Схема тривиальная, поэтому я ее даже не рисовал, сразу в спринт и на текстолит. С макетными платами у меня как то сразу не срослось, поэтому стараюсь все делать платами, это эстетичнее и отлаживать проще.

Уровень прижимает одну из ног контроллера к питания, управление насосом и клапанами осуществляется через сборку дарлингтонов ULN2003. Для питания контроллера использовал стабилизатор LM317 — вот это было так себе решение, стабилизатор греется, приклеил радиатор на термоклей.

В результате получилось так, все это находится в углу кухни, поэтому там не видно ни красных корпусов, ни оранжевой канистры.

Шланги ПВХ хоть и выделяются на фоне белого пластика окна, нравятся мне больше нежели, прозрачные силиконовые.

Смешанные системы

Смешанный вариант годится для небольших участков, на которых соседствуют растения с разными потребностями в поливе.

Смешанную систему Karcher Rain Box можно расширить, установив дополнительные капельницы, форсунки, шланги и таймер полива

Например, такая система может сочетать сочащийся шланг для живых изгородей и кустов, капельницы для растений на клумбах и форсунки, распыляющие воду над газоном.

Управление поливом: как организовать умную систему

Умной любую систему делает контроллер – центр управления автоматическим поливом. Он позволяет программировать время и режимы полива, устанавливать расход воды.

Самый простой вариант – поставить в качестве контроллера таймер для полива. По сути, это кран с блоком управления, который подает и перекрывает воду, а на нем устанавливаются время и продолжительность полива.

Поставить таймер просто и недорого, но у него небольшая пропускная способность, которая не годится для больших участков. Есть варианты механических, электронно-механических и электронных таймеров. Механическим не требуется электропитание, но их нужно включать вручную, электронно-механические работают от батареек и позволяют запрограммировать полив на несколько дней вперед, а электронными, что важно, можно управлять удаленно по Wi-fi или Bluetooth.

Однако существуют и более сложные автономные контроллеры. Они устанавливаются на распределительный клапан и работают от батареек, которых хватает примерно на год использования.

Водонепроницаемый пульт управления Hunter Node-100 предлагает установить одну из четырех программ с нужным временем запуска

Такие устройства обладают более широким набором настроек, к ним можно подключать датчики дождя и влажности почвы. Это хорошее решение для небольших систем, не требующих настройки разных зон полива.

Контроллер Rain Bird RZX 8 с Wi-Fi рассчитан на 8 зон, у каждой из которых 6 независимых графиков запуска и 4 варианта дней полива

Но самые функциональные — стационарные контроллеры, способные управлять каждой линией полива и ее элементом по отдельности. В разных зонах полива устанавливаются дни и время начала полива, количество запусков системы в сутки, их продолжительность и периодичность.

Так, для участка до 10 соток подходит контроллер на 4–8 зон, у каждой из которых свой режим полива и нормы потребления воды.

Elgato Eve Aqua Smart Water Controller с поддержкой Siri совместим с Apple Home Kit: он управляется по Bluetooth через приложение Home

Если вам интересно именно удаленное управление всем процессом, то нужно искать контроллер с Wi-Fi или Bluetooth. Обычно в приложении для мобильного устройства можно контролировать объем воды, расписание и длительность орошения, настраивать программы полива для разных зон.

Уличный контроллер Hi-Garden Aquarius 10 Wi-Fi с Wi-Fi и Bluetooth имеет 8 программ, а также два датчика температуры в комплекте

Стационарные контроллеры еще можно дополнить датчиками погоды, которые устанавливаются на участке и передают на пульт данные о влажности почвы, температуре воздуха и осадках, а иногда даже о заморозках. Это позволяет системе управления самостоятельно менять режим полива без вашего участия или отменять его, например, в дождливый день.

Датчик погоды Solar Sync сообщает о солнечной радиации, температуре и влажности воздуха, дожде и заморозках

Умная система управления поливом не требует постоянного присутствия человека и единственное, что ей нужно – периодическое обслуживание. Летом надо проверять фильтры воды на предмет засоров, а осенью — слить воду и продуть систему компрессором. Это позволит автополивалке перезимовать и снова включиться в работу в следующем сезоне.

В таблице вы найдете цены и характеристики указанных в статье моделей.