- Что ещё можно сделать?
- Введение
- Датчик влажности
- Датчики уровня воды в резервуаре
- Исполнительные устройства автоматизации полива
- Капельная лента
- Капельный полив своими руками
- Контроллер для капельного полива. огородничества пост.
- Масштабирование решения
- Накопительный резервуар
- Недостатки автоматических систем полива
- Определение количества поливочных контуров
- Переменный ток
- Постоянный и переменный ток
- Постоянный ток
- Принцип действия автоматики
- Присоединение капельной ленты к магистральной трубе
- Проектирование системы автоматического полива
- Простая схема автоматизации полива
- Система автоматического долива воды в резервуар
- Система распределения воды
- Система управления
- Схема системы автополива на микроконтроллере в качестве интересного проекта
- Точечные капельницы
- Заключение
Что ещё можно сделать?
Несмотря на золочение, контакты сенсора влажности со временем корродируют. Быстрее всего корродирование происходит при подключённом питании. Срок жизни сенсора можно значительно увеличить, если подключить питание к нему через силовой ключ. Когда надо получить данные — включаем питание сенсора, снимаем показания и тут же выключаем питание.
Устройство, работающее от батареек, будет значительно безопасней питающегося от сети. Идеальным вариантом было бы питание ирригатора от батареек. Но Arduino Uno, как известно, даже в режиме сна потребляет более 10 мА. Выходом может являться использование Arduino Mini, способный в режиме сна снижать потребляемый ток до сотен мкА.
Существует много правил полива домашних растений, как, например: не стоит поливать зимой вечером. Можно добавить сенсоров света или часы реального времени и скорректировать программу так, чтобы она старалась поливать в нужное время.
А ещё можно собрать автополив на Slot Shield — инструкция по сборке и прошивка.
Введение
В настоящее время системы автоматики всё больше мигрируют из промышленности в бытовую среду. Сейчас вряд ли можно кого-то удивить, рассказав про систему автоматического полива, увиденную на соседском участке, — такие системы появились на рынке уже не один год назад.
Однако, в процентном соотношении еще не так много людей пользуются данным чудом техники. Причин много: возможно, это скептическое отношение ко всему новому или трудности с выбором конкретной системы. В любом случае, надеюсь, что данная статья поможет развеять все сомнения и разобраться в таких системах.
Еще одним важным препятствием перед установкой автоматического полива, для тех кто живет в городе, является невозможность следить за процессом удалённо и при необходимости управлять им прямо из своей городской квартиры.
Конечно, для того чтобы сделать систему полностью автоматической, необходимо подвести силовое питание, оборудовать систему насосом, управлять им для поддержания необходимого уровня воды в поливочном резервуаре и т.д. Из-за наличия опасных факторов (силовое питание, угроза протечки воды), пользователи просто боятся оставить систему без присмотра.
Но можно отбросить все переживания , если иметь возможность постоянного мониторинга состояния системы, оповещения при неисправностях и наличия защитной автоматики — всё это реализуемо, если подключить систему к Интернет. Кроме мониторинга состояния, подключение к сети позволит управлять системой.
Конечно же, далеко не на каждой даче стоит роутер для доступа в сеть. В рассматриваемом ниже примере для подключения к Интернету используется GPRS модем, позволяющий «автополивалке» выходить в сеть точно так же, как это делает обычный мобильный телефон.
Думаю вступительных слов уже достаточно, перейдём непосредственно к примеру.
Датчик влажности
Датчики влажности также называют иногда влагомерами или сенсорами влажности. Почти все предлагаемые на рынке влагомеры почвы измеряют влажность резистивным способом. Это не совсем точный метод, потому что он не учитывает электролизные свойства измеряемого объекта.
Показания прибора могут быть разными при одной и той же влажности грунта, но с разной кислотностью или содержанием солей. Но огородникам-экспериментаторам не столь важны абсолютные показания приборов, как относительные, которые можно настроить для исполнительного устройства подачи воды в определенных условиях.
Суть резистивного метода заключается в том, что прибор измеряет сопротивление между двумя проводниками, помещенными в грунт на расстоянии 2–3 см друг от друга. Это обычный омметр, который входит в любой цифровой или аналоговый тестер. Раньше такие инструменты называли авометрами.
Также существуют приборы со встроенным или выносным индикатором для оперативного контроля над состоянием почвы.
Легко сделать замер разницы проводимости электрического тока перед поливом и после полива на примере горшка с домашним растением алоэ. Показания до полива 101.0 кОм.
Показания после полива через 5 минут 12.65 кОм.
Но обычный тестер лишь покажет сопротивление участка почвы между электродами, но не сможет помочь в автополиве.
Датчики уровня воды в резервуаре
Накопительные баки оборудованы тремя поплавковыми датчиками уровня.
Сигналы от датчиков поступают в систему управления и используются для регистрации трёх различных уровней воды: «полный бак», «уровень воды менее половины» и «почти пустой бак». Эта информация передаётся на сервер для отображения уровня воды в резервуаре через веб-приложение. По двум последним сигналам сервер формирует соответственно предупредительное и аварийное события для оповещения пользователя по смс или электронной почте.
Сигналы от датчиков поступают в систему управления и используются для регистрации трёх различных уровней воды: «полный бак», «уровень воды менее половины» и «почти пустой бак». Эта информация передаётся на сервер для отображения уровня воды в резервуаре через веб-приложение. По двум последним сигналам сервер формирует соответственно предупредительное и аварийное события для оповещения пользователя по смс или электронной почте.Поскольку баки — это сообщающиеся сосуды, т.е. уровень в них всегда одинаковый, — все датчики для удобства установлены в одном из них.
По той же причине система долива воды подведена только к одному из баков.
Исполнительные устройства автоматизации полива
Основным исполнительным устройством автоматизации полива является электронный клапан с регулировкой потока воды и без. Вторые дешевле, проще в обслуживании и управлении.
Хорошо зарекомендовали себя клапаны производства американской компании Hunter. Для разных целей используются клапаны c проходным диаметром 1, 1.5, и 2 дюйма с наружной или внутренней резьбой.
Существует множество управляемых кранов и других производителей.
Если на вашем участке случаются проблемы с подачей воды, приобретайте электромагнитные клапаны с датчиком потока. Это предотвратит выгорание соленоида при падении давления воды или прекращении водоснабжения.
Капельная лента
Представляет собой тонкостенную трубку со специальными устройствами — капельницами. Капельницы обеспечивают постепенное вытекание воды с определённым постоянным расходом (например 1,6 л/час). Использовать капельную ленту удобно тогда, когда необходимо увлажнить определённую площадь почвы, растения на которой расположены достаточно кучно, рядами.
Капельный полив своими руками
В настоящее время существует множество способов орошения- это всевозможные разбрызгиватели, дождеватели и т.д. Для реализации данного проекта был выбран капельный способ полива. Этот вид орошения отличается существенной экономией воды и не требует высокого давления жидкости в подающей магистрали.
Существует два основных вида капельного полива: капельная лента и точечные капельницы.
Контроллер для капельного полива. огородничества пост.
Добрый день!
Сегодня повесть о контроллере капельного полива в парнике.
UPD Добавил видео.
С прошлого года созревал план организовать полив в парнике на время нашего отсутствия на даче. Даже был куплен похожий таймер, но он мне не подошел для парника т.к. работает под давлением, а мы отключаем свет когда покидаем дачу. На этот раз были куплены два контроллера для полива, но уже с шаровым клапаном. Один я брал не для себя, а для товарища.
Он попроще, с механическим управлением: aliexpress.com/item/Smart-Garden-Irrigation-Controller-and-Watering-Hose-Timer-21025/2021136852.html
Посылка:
В посылке лежали две коробки с контроллерами:
Первая:
Контроллер, один штуцер на наружную резьбу для подключения шланга на 3/4 (на выход), на входе грубый фильтр с резьбой под штуцер с внутренней резьбой.
И 2 инструкции:
на русском 
на английском.
Контроллер работает от двух батареек ААА, для установки нужно сжать два рычажка и вытащить отсек для них.
Не буду утомлять описанием капельного полива растений, садоводы преимущественно в теме, но вот ссылочка по которой можно ознакомиться: tuboflex.my1.ru/news/tochechnoe_primenenie_kapelnogo_poliva/2021-02-17-34
Едем в магазин, затариваемся фитингами, набором для автополива, дополнительной трубой.
Набор взял готовый:
обещали такое содержимое:
лишний раз себя ругаю и убеждаюсь, что нужно смотреть что в наборе до того как ты приедешь на дачу, т.к. шланг ПВХ 19 просто ни к черту, но об этом позже.
Плавно перемещаемся на дачу.
Изначально собирался поставить еврокуб, под него в общем-то конструкцию и подготовил, но не сложилось пока, может позже…
Делаем отверстия в бочках, ставим фитинги для подключения шлангов, соединяем две бочки тройником с кранами, подключаем контроллер, прокидываем магистральный шланг в парник, делаем разводку по парнику (плюемся, что П-образную грядку четырьмя прямыми объединить не получается), тестируем.
Далее бежим и отключаем систему, потому как вода течет не из трубки, а из всех соединений с этой трубой ПВХ 19. В маркировке труб не силен, но скажу так — бывает два типа такой зеленой армированной трубы, тонкая и толстая. Тонкая спокойненько перегибается, тем самым почти исключая проход воды, и к тому же плохо садится на фитинги. Толстая гнется хуже, но и при изгибе не переламывается. В общем меняем всю трубу из комплекта на нормальную и получаем рабочую систему.
Но вернемся к контроллеру полива.
Программирование контроллера не сильно сложнее работы с калькулятором. 🙂
С помощью клавиши «ручн/авто» открываем клапан, запускаем систему полива и выясняем сколько воды у нас вытекло за определенный период времени. У меня получилось 50л за 30 минут.
Далее принимаем решение о времени полива и его продолжительности.
Зажав клавишу «Время» и нажимая «день», «Час», «Мин.» выставляем текущее время и день недели.
Нажимаем «Прогр.» — выставляем день и время начала полива.
Нажимаем «прогр.» — выставляем время окончания полива.
Таким образом мы установили программу 1.
Программ можно установить 8, я пока поставил только одну. По часу 3 раза в неделю — пн, ср и пт.
Закрываем крышку.
Enjoy!
Как итог.
Контроллер выполняет заявленные функции, «крепко сбит», приятен на ощупь. Сколько времени он прослужит, пока сказать трудно. Цена адекватная. О результатах работы и увеличения урожайности «на 40%» говорить пока рано, для моей супруги огородничество скорее хобби, я лишь стараюсь уменьшить механический труд (бегание с лейкой и т.д.). Жена рада, а значит в семье покой и порядок!
Удачи Вам в Ваших начинаниях и продолжениях…
Update:
Добавил видео, извиняюсь за звук, почему-то плохо слышно:
Масштабирование решения
Мы описали решение для одного растения. Но обычно требуется поливать несколько растений. Помимо очевидного решения — подключения к Arduino нескольких помп и датчиков влажности — существует более простое и дешёвое. Достаточно в трубке, которая идёт в комплекте с помпой проделать шилом дырочки на расстоянии около 30 см и воткнуть в эти дырочки куски стержней от обычных шариковых ручек. Выглядеть это будет так:
Горшки с цветами дома часто стоят в ряд на подоконнике. Вам достаточно просто положить трубку на горшки так, чтобы отверстия в ней приходились по одному на горшок. Теперь наше устройство может поливать сразу несколько горшков. Однако в таком случае принимать решение о необходимости полива можно только по одному горшку. Однако обычно горшки примерно одинаковые по размерам и, соответственно, сохнут с примерно равной скоростью. Можно так же комбинировать два решения, разделяя все горшки на группы примерно равных по размерам.
Накопительный резервуар
Резервуары объединены по принципу «сообщающихся сосудов» — поэтому условно можно говорить, что это одна ёмкость для накопления воды. В качестве резервуаров были применены еврокубы.
Для объединения баков в крышки их сливных отверстий были врезаны латунные сгоны с прокладками:
Для объединения баков в крышки их сливных отверстий были врезаны латунные сгоны с прокладками:Далее сгоны из баков были объединены с помощью полипропиленовых труб. На получившуюся общую выходную трубу установлены фильтр и кран:
Баки установлены на каркас из профильных труб и швеллеров.
Получилось следующее:
Недостатки автоматических систем полива
Почва неоднородна и отличается по своему составу, поэтому один датчик влажности может показывать разные данные на соседних участках. Кроме того, некоторые участки затемняются деревьями и более влажные, чем те, которые расположены на солнечных местах.
Используя автополив для цветов, следует учитывать ландшафт местности. Участок можно разбить на сектора. В каждом секторе установить один или более датчиков влажности и рассчитать для каждого собственный алгоритм работы. Это значительно усложнит систему и вряд ли удастся обойтись без контроллера, но впоследствии почти полностью избавит вас от траты времени на нелепое стояние со шлангом в руках под знойным солнцем. Почва будет наполняться влагой без вашего участия.
Построение эффективной системы автоматизированного полива не может основываться только на показаниях датчиков влажности почвы. Непременно следует дополнительно использовать температурные и световые сенсоры, учитывать физиологическую потребность в воде растений разных видов.
Приобретая систему с датчиком влажности, не поддавайтесь на глупые маркетинговые слоганы: наши электроды покрыты золотом. Даже если это так, то вы лишь обогатите почву благородным металлом в процессе электролиза пластин и кошельки не очень честных бизнесменов.
Определение количества поливочных контуров
Как известно, разные растения нужно поливать с различной частотой и обильностью. Необходимая температура воды так же может отличаться для разных культур. Поэтому, для того, чтобы система полива была гибкой, — все растения на садовом участке были разделены на группы по режиму полива. Также в отдельные группы были выделены растения с большой площадью посадки, например картофельное поле.
В нашем системе растения были разбиты на следующие группы:
- Лук, морковь, зелень (укроп, петрушка, салат), горох, баклажаны и кабачки — все эти культуры умещются на трёх 10-ти метровых грядках и одном 2-х метровом парнике.
- Помидоры (в теплице)
- Огурцы и перец — тоже тепличные
- Картофель
- Клубника
- Цветы
На следующем рисунке приведён примерный план участка с расположением групп растений:
Переменный ток
Для цепей переменного тока есть ещё один совет: используйте твердотельные реле с детектором перехода через ноль (zero detection, zero-cross), они также называются «бесшумные» реле, т.к. в них коммутация происходит в момент перехода напряжения через ноль, и выброс практически равен нулю.
Постоянный и переменный ток
Очень распространённым способом защиты цепи является RC цепь (она же искрогасящая цепь, снаббер), представляющая собой резистор и конденсатор. RC цепь можно поставить параллельно выводам реле (т.е. последовательно с нагрузкой), что очень удобно. Смотрите схему и выбор номиналов выше.
Постоянный ток
Самые жизненные примеры – помпа и клапан на 12V, которые управляются от блока питания. Самый первый и обязательный шаг к защите от индуктивных выбросов – диод, установленный встречно-параллельно индуктивной нагрузке. Диод рекомендуется припаивать как можно ближе к нагрузке, а не к реле, чтобы между нагрузкой и диодом было как можно меньше проводов.
Принцип действия автоматики
В системах автополива обычно действует правило «поливай или не поливай». Как правило, никто не нуждается в регулировании силы напора воды. Это связано с использованием дорогостоящих управляемых клапанов и других, ненужных, технологически сложных, устройств.
Почти все предлагаемые на рынке датчики влажности, помимо двух электродов, имеют в своей конструкции компаратор. Это простейший аналого-цифровой прибор, который преобразует входящий сигнал в цифровую форму. То есть при установленном уровне влажности вы получите на его выходе единицу или ноль (0 или 5 вольт). Этот сигнал и станет исходным для последующего исполнительного устройства.
Для автополива наиболее рациональным будет использование в качестве исполнительного устройства электромагнитного клапана. Он включается в разрыв трубы и может также использоваться в системах микро-капельного орошения. Включается подачей напряжения 12 В.
Для простых систем, работающих по принципу « датчик сработал — вода пошла», достаточно использование компаратора LM393. Микросхема представляет собой сдвоенный операционный усилитель с возможностью получения на выходе командного сигнала при регулируемом уровне входного.
На рисунке представлено готовое реле влажности вместе с датчиком в китайском исполнении всего за 1$.
Ниже представлен усиленный вариант, с выходным током 10А при переменном напряжении до 250 В, за 3–4$.
Присоединение капельной ленты к магистральной трубе
Такой способ хорошо подойдёт для полива грядок с луком, морковью, зеленью, рядов картошки и т.п.
Проектирование системы автоматического полива
Поливальная установка состоит из двух накопительных резервуаров с поплавковыми датчиками уровня, механизма автоматического поддержания уровня воды в баке и управляемого крана блокировки долива, системы распределения воды по линиям полива с электро-управляемыми клапанами и насосом.
Простая схема автоматизации полива
Простейшая система автоматизации полива состоит из датчика влажности и управляющего устройства. Можно изготовить датчик влажности почвы своими руками. Понадобится два гвоздя, резистор с сопротивлением 10 кОм и источник питания с выходным напряжением 5 В. Подойдет от мобильного телефона.
В качестве прибора, который выдаст команду к поливу можно использовать микросхему LM393. Можно приобрести готовый узел или собрать его самостоятельно, тогда понадобятся:
- резисторы 10 кОм – 2 шт;
- резисторы 1 кОм – 2 шт;
- резисторы 2 кОм – 3 шт;
- переменный резистор 51–100 кОм – 1 шт;
- светодиоды – 2 шт;
- диод любой, не мощный – 1 шт;
- транзистор, любой средней мощности PNP (например, КТ3107Г) – 1 шт;
- конденсаторы 0.1 мк – 2 шт;
- микросхема LM393 – 1 шт;
- реле с порогом срабатывания 4 В;
- монтажная плата.
Схема для сборки представлена ниже.
После сборки подключите модуль к блоку питания и датчику уровня влажности почвы. На выход компаратора LM393 подсоедините тестер. С помощью построечного резистора установите порог срабатывания. Со временем нужно будет его откорректировать, возможно, не один раз.
Принципиальная схема и распиновка компаратора LM393 представлена ниже.
Простейшая автоматизация готова. Достаточно подключить к замыкающим клеммам исполнительное устройство, например, электромагнитный клапан, включающий и отключающий подачу воды.
После того как закончите датчик, рекомендуем узнать как сделать автополив в теплице своими руками.
Система автоматического долива воды в резервуар
Для автоматического заполнения водой резервуар оборудован механическим поплавковым клапаном:
Этот клапан работает аналогично клапану унитазного бачка, т.е. при понижении уровня жидкости поплавок клапана опускается, открывая подачу воды.
Этот клапан работает аналогично клапану унитазного бачка, т.е. при понижении уровня жидкости поплавок клапана опускается, открывая подачу воды.Для блокировки долива на подающую трубу был установлен электромагнитный клапан нормально-открытого типа.
Такой клапан в отсутствии напряжения питания открыт и даёт возможность системе автоматически заполнять накопительный резервуар. Когда пользователю нужно запретить системе доливать воду, он может закрыть кран, с помощью веб-приложения или переключателя на шкафу управления.
Такой клапан в отсутствии напряжения питания открыт и даёт возможность системе автоматически заполнять накопительный резервуар. Когда пользователю нужно запретить системе доливать воду, он может закрыть кран, с помощью веб-приложения или переключателя на шкафу управления.Блокировка автоматического долива нужна из-за того, что работающая поливальная установка снижает давление воды в доме. Поэтому, когда нужно помыть посуду, принять душ или включить стиральную машину, можно временно запретить «поливалке» автодолив.
Когда пользователь даёт команду блокировки долива, система управления запитывает клапан управляющим напряжением 220 В и он закрывается — только в этом состоянии клапан потребляет энергию. Большую часть времени (от общего времени работы системы) клапан находится в открытом состоянии и не тратит энергию, именно поэтому был выбран нормально-открытый тип клапана.
Система распределения воды
Система распределения воды по поливочным контурам представляет собой распределительный коллектор с 8-ю отводами, на 7 из которых установлены электромагнитные клапаны, для того чтобы можно было включать/выключать полив электрическим сигналом от системы управления. На 8-ой отвод без клапана установлен быстросъёмный разъём для подключения шланга и полива в ручном режиме.
Используемые электромагнитные клапаны SMART SP61355 управляются подачей на них сигнала 220 В.
Данные клапаны нормально-закрытые. Это означает, что в отсутствие сигнала управления они закрыты. Такое состояние наиболее безопасное, т.к. в случае пропадания питания установки клапаны будут закрыты. В противном случае произошло бы вытекание воды из резервуара и затопление участка.При тестовом опробовании системы выяснилось, что существенным недостатком этих клапанов является узкое внутреннее пропускное отверстие (всего 2,5 мм), поэтому при том давлении, которое создаёт вода, вытекая из резервуара самотёком, расход воды через клапан составляет всего 40 л/час. Согласно паспорту на клапан, для того чтобы обеспечить расход воды 250 л/час нужно создать на нём давление в 1 бар — поэтому в систему был добавлен насос увеличения давления Ksitex CL15GRS-15.
Данные клапаны нормально-закрытые. Это означает, что в отсутствие сигнала управления они закрыты. Такое состояние наиболее безопасное, т.к. в случае пропадания питания установки клапаны будут закрыты. В противном случае произошло бы вытекание воды из резервуара и затопление участка.При тестовом опробовании системы выяснилось, что существенным недостатком этих клапанов является узкое внутреннее пропускное отверстие (всего 2,5 мм), поэтому при том давлении, которое создаёт вода, вытекая из резервуара самотёком, расход воды через клапан составляет всего 40 л/час. Согласно паспорту на клапан, для того чтобы обеспечить расход воды 250 л/час нужно создать на нём давление в 1 бар — поэтому в систему был добавлен насос увеличения давления Ksitex CL15GRS-15.О том как он работает и как его правильно выбрать написано в этой статье.
Система управления
Система управления поливальной установкой «собирает» сигналы с датчиков и отправляет из на сервер, а от него получает команды для исполнительных устройств: клапанов и насоса.
Шкаф управления выглядит так:
На передней панели шкафа есть переключатель для аварийного закрытия всех клапанов на случай неисправности контроллера и переключатель для включения клапана блокировки долива.
Кроме рассмотренных выше датчиков, контроллер ещё принимает сигнал от термодатчика, измеряющего уличную температуру.
Подробнее про устройство системы управления мы расскажем в отдельной статье.
Схема системы автополива на микроконтроллере в качестве интересного проекта
А моя жена сменила адскую работу, на которую ездила полтора часа, где до 23:00 задерживалась периодически, на не адскую, в шести минутах от дома. Мало, что платят больше, ещё и в 17-00 что б все съебались домой. Так генеральный настаивает. И с часу дня до двух у них обед. В столовке похомячили, нахуй на воздух все, мы проветриваем кабинеты.
Ну жена 40 минут гуляет по территории, там лес прям.
Сегодня 3 подосиновика нашла. Щас жарю их с картохой. Прикольно… Три гриба, а чо то клёво, хорошо же)))
П. С. Почитал коменты.
До чего же не хочется на Пикабу про хорошее писать… Обосрёте с ног до головы. Зачем?
Не понимаю… Ну может юмор такой… Не знаю…
Точечные капельницы
Система полива с точечными капельницами представляет собой магистральный шланг с отходящими от него «усиками» — тонкими трубочками, имеющими капельницы на конце. По своему принципу действия точечные капельницы похожи на капельницы, из которых состоит капельная лента — они так же дозируют воду, поступающую к корням растений.
Такой способ капельного полива хорош тогда, когда растения крупные, посажены на сравнительно большом расстоянии друг от друга и не обязательно рядами (например, томаты, клубника и т.п.).
В данном проекте мы использовали наборы капельного полива «Жук».
Заключение
В этой статье мы рассмотрели общее устройство системы автополива, а уже в следующей мы подробно расскажем о том, что представляет из себя система управления, из каких компонентов она состоит и как работает, а также покажем как выглядит веб-приложение для удалённого управления поливом и мониторинга состояния системы.
