Урок 30. Автоматический полив растений — Описания, примеры, подключение к Arduino

Начинаем строить

Далее уже идут работы по строительству. И первое что нужно — определиться с тем, как прокладывать будете трубы. Есть два способа: проложить трубопровод поверху или закопать в траншею. По земле обычно укладывают на даче: тут полив сезонный и осенью его разбирают.

При создании системы автоматического полива участка дома постоянного проживания, стараются все сделать как можно более незаметным, потому трубы закапывают. В этом случае выкапываются траншеи глубиной  не менее 30 см. Этой глубины достаточно, чтобы трубы не повредились при земляных работах. Только не забудьте, что трубы, фитинги и другое оборудование, которое остается зимовать, должно переносить заморозку.

От магистральных водопроводов отходят ответвления на полив. Все узлы и соединения желательно делать в лючках с крышками: именно в соединениях, тройниках и т.п. чаще всего происходят течи. Раскапывать всю траншею, чтобы найти место течи — не самое веселое занятие, а если все «проблемные места» заранее известны и относительно доступны, обслуживание становится легкой задачей.

Последний этап — в зависимости от выбранного способа полива в шланги устанавливаются устройства раздачи воды, все соединяется и тестируется.

Автополив для огорода, активация по смс

Алгоритм работы:

• При подаче питания, устройство не активно (на индикаторе мигает текущее значение влажности почвы).
• В рабочем режиме устройство выводит на индикатор показания: текущей влажности почвы, пороговой влажности почвы и времени прошедшего с момента последнего полива. (Пороговая влажность почвы отображается тусклее чем остальные показания). Если устройство находится в рабочем режиме и значение текущей влажности почвы упадёт ниже значения пороговой влажности почвы, то устройство перейдёт в режим полива.
• В режиме полива устройство выводит на индикатор количество секунд до окончания полива и мигает точками, а также подаёт сигнал ШИМ на силовой ключ, который включает насос. Значение ШИМ (скорость мотора насоса) указывается в скетче. Длительность полива устанавливается в режиме ввода значений. По окончании полива, устройство переходит в режим ожидания.
• В режиме ожидания устройство выводит на индикатор надпись STOP и мигает точками. Данный режим предусмотрен для того, что бы влага равномерно распределилась по грунту до перехода устройства в рабочий режим. Время нахождения в режиме ожидания указывается в скетче. По истечении времени режима ожидания, устройство перейдёт в рабочий режим.
• В режим ввода значений можно перейти из любого режима, удерживая обе кнопки «A» и «B» дольше 2 секунд. Данный режим состоит из двух пунктов: • установка пороговой влажности почвы (при котором требуется начать полив) и • установка длительности самого полива. Вначале отобразится значение пороговой влажности, которое можно изменить нажатием или удержанием кнопки «A» (уменьшение), или кнопки «B» (увеличение). Если однократно нажать на обе кнопки «A» и «B», то значение изменится на текущую влажность почвы. После того как пороговая влажность задана, нужно нажать и удерживать дольше 2 секунд обе кнопки «A» и «B», на экране отобразится длительность полива, которую можно изменить нажатием или удержанием кнопки «A» (уменьшение), или кнопки «B» (увеличение). После того как длительность полива задана, нужно нажать и удерживать дольше 2 секунд обе кнопки «A» и «B», устройство перейдёт в рабочий режим.
• Если в режиме полива нажать любую кнопку, устройство прекратит полив и перейдёт в режим ожидания.
• Если в режиме ожидания нажать любую кнопку, устройство перейдёт в рабочий режим.

Виды систем автополива

Поливать в автоматическом режиме можно насаждения, высаженные любым способом: на открытом грунте, в теплице, даже на балконе или на подоконнике. Просто масштабы и способы будут разные. Воду можно подавать несколькими способами:

• Дождевателями. Через специальные устройства вода разбрызгивается по поверхности, имитируя дождь. Такой способ автоматического полива чаще всего применяют для орошения газонов. Трава хорошо реагирует на поверхностное внесение воды. Применение для других насаждений может быть ограничено из-за возможности развития болезней.

  

• Капельный прикорневой полив. В этом случае вода подводится к зоне высадки растения и подается каплями, иногда — тонкими струйками, в зону расположения корневой системы растения. Такой способ автоматического полива используется для огородных и ягодных культур, деревьев, кустарников, цветов. Его часто монтируют в теплицах, на огородах, в цветниках. Миниатюрные системы можно сделать на балконе или для домашних цветов. Потому что вода подается именно туда, куда нужно, такой полив называют «точечный».

  

• Подземное внесение воды. Подземная подача воды в основном организовано по капельной технологии. Отличаются шланги — они должны быть более прочными, имеют особенности капельницы: в состав материала, из которого они изготавливаются, вводят гербициды, которые не дают корням растений забивать выходные отверстия. Во всем остальном строение аналогично.

  

Несмотря на разные способы подачи воды, сама система автоматизированного полива строится одинаково по одним и тем же принципам. Отличаются они рабочим давлением: капельная подача воды может работать даже в самотечных системах с низким давлением — от 0,2 атм, для разбрызгивателей-дождевателей напор должен быть больше.

Как сделать из настенных часов таймер полива с датчиком дождя своими руками — мозгочины

Код программы:

#include <iarduino_4LED.h> // подключаем библиотеку для работы с четырёхразрядным LED индикатором
iarduino_4LED dispLED(2,3); // объявляем объект для работы с функциями библиотеки iarduino_4LED, с указанием выводов индикатора ( CLK , DIO )
const uint8_t pinSensor = A0; // объявляем константу с указанием номера аналогового входа, к которому подключен датчик влажности почвы
const uint8_t pinButtonA = 12; // объявляем константу с указанием номера вывода, к которому подключена кнопка A
const uint8_t pinButtonB = 11; // объявляем константу с указанием номера вывода, к которому подключена кнопка B
const uint8_t pinPump = 10; /* вывод с ШИМ */ // объявляем константу с указанием номера вывода, к которому подключен силовой ключ uint8_t btnState; // объявляем переменную для хранения состояний кнопок: 0-не нажаты, 1-нажата A, 2-нажата B, 3-нажата A и B, 4-удерживается A, 5-удерживается B, 6-удерживались A и B uint16_t arrMoisture[10]; // объявляем массив для хранения 10 последних значений влажности почвы uint32_t valMoisture; // объявляем переменную для расчёта среднего значения влажности почвы uint32_t timWatering; // объявляем переменную для хранения времени начала последнего полива (в миллисекундах) uint32_t timSketch; // объявляем переменную для хранения времени прошедшего с момента старта скетча (в миллисекундах)
const uint8_t timWaiting = 60; // объявляем константу для хранения времени ожидания после полива (в секундах) от 0 до 99
const uint8_t pwmPump = 100; // объявляем константу для хранения скорости вращения мотора насоса (коэффициент) от 0 до 255 uint16_t timDuration = 5; /* по умолчанию */ // объявляем переменную для хранения длительности полива (в секундах) от 0 до 99 uint16_t limMoisture = 0; /* по умолчанию */ // объявляем переменную для хранения пороговой влажности почвы (для вкл насоса) от 0 до 999 uint8_t modState = 0; /* при старте */ // объявляем переменную для хранения состояния устройства: 0-не активно, 1-ожидание, 2-активно, 3-полив, 4-установка пороговой влажности, 5-установка времени полива
void setup(){ dispLED.begin(); // инициируем LED индикатор pinMode(pinButtonA, INPUT); // переводим вывод pinButtonA в режим входа pinMode(pinButtonB, INPUT); // переводим вывод pinButtonB в режим входа pinMode(pinPump, OUTPUT); // переводим вывод pinPump в режим выхода digitalWrite(pinPump, LOW); // выключаем насос timWatering = 0; // сбрасываем время начала последнего полива
}
void loop(){
//*******Чтение данных:******* btnState = Func_buttons_control(); // читаем состояние кнопок, но не дольше 2 секунд timSketch = millis(); // читаем текущее время с момента старта скетча if(timWatering>timSketch){timWatering=0;} // обнуляем время начала последнего полива, если произошло переполнение millis() valMoisture = 0; for(int i=0; i<9; i ){arrMoisture[i]=arrMoisture[i 1];} arrMoisture[9]=analogRead(pinSensor); for(int i=0; i<10; i ){valMoisture =arrMoisture[i];} valMoisture/=10; // вычисляем среднее значение влажности почвы
//*******Управление устройством:******* switch(modState){
// Устройство не активно case 0: if(btnState){ // если зафиксировано нажатие или удержание кнопок if(btnState==6){modState=4;} if(btnState==3){modState=2; limMoisture=valMoisture;} } if(timSketch0==0){ // если начинается десятая доля секунды if(timSketch/1000%2){dispLED.print(valMoisture);}else{dispLED.print(" ");} } break;
// Устройство в режиме ожидания (после полива) case 1: if(btnState){ // если зафиксировано нажатие или удержание кнопок if(btnState==6){modState=4;} if(btnState==1){modState=2;} if(btnState==2){modState=2;} if(btnState==3){modState=2;} } if(timSketch0==0){ // если начинается десятая доля секунды dispLED.print("stop"); dispLED.point((timSketch/100%4) 1,true); } if(timDuration timWaiting-((timSketch-timWatering)/1000)<=0){// если закончилось время ожидания modState=2; } break;
// Устройство активно case 2: if(btnState){ // если зафиксировано нажатие или удержание кнопок if(btnState==6){modState=4; dispLED.light(7);} } if(timSketch0==0){ // если начинается десятая доля секунды if(timSketch/1000<5 ){dispLED.light(7); dispLED.print(valMoisture);}else if(timSketch/1000<10){dispLED.light(1); dispLED.print(limMoisture,LEN4);}else {dispLED.light(7); if(timWatering){dispLED.print(int((timSketch-timWatering)/1000600/60),int((timSketch-timWatering)/1000600`),TIME);}else{dispLED.print("----");}} } if(valMoisture<=limMoisture){ // если текущая влажность почвы меньше пороговой timWatering=timSketch; modState=3; dispLED.light(7); analogWrite(pinPump,pwmPump); } break;
// Устройство в режиме полива case 3: if(btnState){ // если зафиксировано нажатие или удержание кнопок if(btnState==6){modState=4;}else{modState=1;} analogWrite(pinPump,0); } if(timSketch0==0){ // если начинается десятая доля секунды dispLED.print(timDuration-((timSketch-timWatering)/1000)); dispLED.point(0,true); dispLED.point((timSketch/100%4) 1,true); } if(timDuration-((timSketch-timWatering)/1000)<=0){// если закончилось время полива modState=1; analogWrite(pinPump,0); } break;
// Устройство в режиме установки пороговой влажности почвы case 4: if(btnState){ // если зафиксировано нажатие или удержание кнопок if(btnState==6){modState=5;} if(btnState==1){if(limMoisture>0 ){limMoisture--;}} if(btnState==2){if(limMoisture<999){limMoisture ;}} if(btnState==3){limMoisture=valMoisture;} if(btnState==4){while(digitalRead(pinButtonA)){if(limMoisture>0 ){limMoisture--;} delay(100); dispLED.print(limMoisture);}} if(btnState==5){while(digitalRead(pinButtonB)){if(limMoisture<999){limMoisture ;} delay(100); dispLED.print(limMoisture);}} } if(timSketch0==0){ // если начинается десятая доля секунды dispLED.print(limMoisture); } break;
// Устройство в режиме установки длительность полива case 5: if(btnState){ // если зафиксировано нажатие или удержание кнопок if(btnState==6){modState=2;} if(btnState==1){if(timDuration>0 ){timDuration--;}} if(btnState==2){if(timDuration<99){timDuration ;}} if(btnState==4){while(digitalRead(pinButtonA)){if(timDuration>0 ){timDuration--;} delay(100); dispLED.print(timDuration);}} if(btnState==5){while(digitalRead(pinButtonB)){if(timDuration<99){timDuration ;} delay(100); dispLED.print(timDuration);}} } if(timSketch0==0){ // если начинается десятая доля секунды dispLED.print(timDuration); dispLED.point(0,true); } break; }
}
// Функция определения состояния кнопок
uint8_t Func_buttons_control(){ uint8_t a=0, b=0; // время удержания кнопок A и B (в десятых долях секунды) while(digitalRead(pinButtonA)||digitalRead(pinButtonB)){ // если нажата кнопка A и/или кнопка B, то создаём цикл, пока они нажаты if(digitalRead(pinButtonA)){if(a<200){a ;}} // если удерживается кнопка A, то увеличиваем время её удержания if(digitalRead(pinButtonB)){if(b<200){b ;}} // если удерживается кнопка B, то увеличиваем время её удержания if(a>20 && b>20){dispLED.print("----");} // если обе кнопки удерживаются дольше 2 секунд, выводим на экран прочерки, указывая что их пора отпустить if(a>20 && b==0){return 4;} // если кнопка A удерживается дольше 2 секунд, возвращаем 4 if(a==0 && b>20){return 5;} // если кнопка B удерживается дольше 2 секунд, возвращаем 3 delay(100); // задержка на 0,1 секунды, для подавления дребезга } if(a>20 && b>20){return 6;} // если обе кнопки удерживались дольше 2 секунд, возвращаем 6 if(a> 0 && b> 0){return 3;}else // если обе кнопки удерживалась меньше 2 секунд, возвращаем 5 if(a> 0 && b==0){return 1;}else // если кнопка A удерживалась меньше 2 секунд, возвращаем 2 if(a==0 && b> 0){return 2;}else // если кнопка B удерживалась меньше 2 секунд, возвращаем 1 {return 0;} // если ни одна из кнопок не была нажата, возвращаем 0
}

Комплектующие

Разводку трубопровода по участку делают из полимерных труб. Они устойчивы к коррозии, не реагируют на большинство удобрений, надежны, легко монтируются (есть способы монтажа без каких-либо специальных устройств). Чаще всего используют трубы ПНД (полиэтилена низкого давления).

Ко всем описанным ранее плюсам добавляется еще стойкость к ультрафиолету: их можно прокладывать по поверхности. Подходят также ПВД (полиэтилен высокого давления), ПВХ (поливинилхлорид, но он боится ультрафиолета) и ППР (полипропилен, его недостаток — нужно соединять сваркой и разобрать невозможно).

Для автоматических систем полива на дачи, теплицы и огороды берут в основном трубу 32 мм в диаметра. Если собираетесь поливать большое количество грядок, лучше взять размер на шаг больше — до 40 мм.

Трубы ПНД собираются при помощи компрессионных фитингов (с прокладками на резьбе). Они выдерживают давление в водопроводах многоэтажек, так что давление для полива выдержат точно. Их плюс: по окончании сезона их можно раскрутить, все демонтировать, и на следующий год использовать снова.

Если выбрана капельное орошение, к магистрали могут подключаться капельные шланги или ленты, можно на обычные шланги монтировать капельницы (делают дырочку и туда вставляют небольшое по размерам устройство). При орошении дождеванием устанавливаются разбрызгиватели. Они имеют разное строение и покрывают зоны разной формы и размера — круглые, сектора, прямоугольные.

О типах и видах комплектующих для автоматического полива хорошо рассказано в видео от одного из лидеров рынка систем полива немецкой фирмы Gardena (Гардена). Оборудование у них высококлассное, но и цены очень высокие.

Откуда брать воду

Источником воды для автоматической системы полива может быть водопровод, емкость с закачанной водой, скважина, колодец, река, озеро. Во всех случаях на магистральном трубопроводе устанавливаются фильтры. Просто для разных источников требуются разное оборудование.

Если речь идет об автоматическом поливе огорода или теплицы, то однозначно лучше сначала воду закачивать в емкость, где она нагреется, а потом ее распределять по участку. Для дач и приусадебных участков есть целый ряд систем, которые работают практически самотеком.

Им необходимо минимальное давление, которое создается подъемом емкости на высоту порядка 1-2 метров. Есть системы, которые могут работать, если емкость поднята на 10-40 см над землей (это системы капельного полива АкваДуся, Водомерка и другие, о них можете почитать тут).

При такой организации  — с емкостью для воды — насос для автоматической системы полива можно выбирать любой. Лишь бы он мог периодически закачивать воду в бак. Уровень воды в емкости чаще всего контролируется поплавковым механизмом (типа того, что в туалетном бачке).

Если в качестве источника используется водопровод — централизованный или нет, а полив выбран капельный, необходим редуктор, понижающий и стабилизирующий давление в системе, так как большая часть этого оборудования работать может при давлении не выше 2 атм.

Преимущества использования таймера

Многие дачники мечтают облегчить свой труд и высвободить свободное время благодаря автоматизации. Система капельного полива или дождевания – отличный помощник фермера, ведь ему уже не нужно поливать грядки из шланга или из ведра. Система делает это за него и гораздо лучше него.

Таймер полива для самотечной системы с комплектом установки

Только вот незадача! От огорода или теплицы все равно не уйдешь далеко, систему полива нужно включать и выключать через каждые 2-3 часа! Этот насущный вопрос призван решить таймер (контроллер) автоматического полива. Достаточно однажды запрограммировать прибор, и он будет руководить поливом весь сезон, совершенно без вашего участия.

Внимание! Современными электронными таймерами можно управлять даже с мобильного телефона или с интернет-аккаунта!

Таймер полива работает от двух пальчиковых батареек
Преимущества использования таймера:

1. Полив ведется по точно выверенному плану. Сбоев практически не бывает.
2. Установка контроллера не занимает много времени, а пользу приносит значительную.
3. Есть возможность запрограммировать отдельный полив для каждого вида растений.
4. У овощей, ягод или цветов формируется четкий водный режим. Они получают влагу каждый день в одно и то же время, и ровно столько, сколько им нужно. Режим способствует наилучшему росту и развитию растений.
5. Экономичность. Благодаря таймеру можно уменьшить расход воды.

Системы полива — садовая техника и инвентарь —

Схемы автоматического полива

Вариантов и вариаций схем множество. Они очень мобильны и позволяют учесть все особенности участков и насаждений. Рассмотрим случай, когда вода подается из источника при помощи насосной станции сразу для полива растений. Такой вариант автоматического полива показан на фото ниже.

Вода к растениям может подаваться каплями или с использованием разбрызгивателей. Есть узел внесения удобрений. Он пригодится в системе автополива огорода, теплицы или сада, хотя и для газона и сада тоже лишним не будет. Количество линий полива определяется в зависимости от необходимости, потом рассчитывается давление. Капельницы или брызгалки подбираются по количеству воды, необходимому для растений.

Схема системы автоматического орошения с использованием разбрызгивателей показана на фото ниже. У этих устройств есть несколько названий: дождеватели и спринклеры, из-за чего полив называют «спринклерный».

Основное отличие систем полива газонов в том, что трубопроводы чаще укладываются под землю. Чтобы разбрызгиватели не мешали при стрижке газона, они тоже должны прятаться в землю. Есть и такие модели.

Схема автоматического полива огорода, теплицы и сада показана на рисунке ниже. Вода сначала закачивается в емкость. Оттуда может подаваться самотеком, если подача воды капельная (она и нарисована). Для обеспечения требуемого давления для разбрызгивателей нужна будет установка насоса или насосной станции.

Если в обеспечении влагой нуждается огород,  сад или теплица, устроить все можно как на рисунке ниже. От того, что верху она отличается наличием насосной станции, которая подает воду на фильтры, после которых трубопровод уже расходится к грядкам.

Устройство, регулирующее шаровый кран

В водяном таймере время срабатывания осуществляется под действием капели. Вытекающая из емкости, выполняющей функцию балласта, вода уменьшает вес конструкции. В определенный момент веса емкости уже не хватает на то, чтобы удерживать ручку запорного крана, и подача воды запускается.

Для обустройства водяного таймера потребуется:

• Бочка для воды;
• Шаровый кран;
• Два фанерных или металлических круга;
• Канистры или 5-литровые пластиковые бутылки;
• Строительный клей;
• Катушка швейных ниток.

Для бесперебойного функционирования системы шаровый кран желательно доработать, прикрепив на закрепленную посредством винта ручку небольшой шкив — коромысло. Это позволит приводить кран из закрытого состояния в открытое путем изменения угла наклона ручки.

Шкив сооружают из двух одинаковых фанерных круга, склеивая их плоскостями между собой строительным клеем, либо металлических, соединяя их посредством болтов. На шкив накручивают прочный шнур, для надежности делая вокруг него несколько оборотов. Сооружая рычаг, отрезки шнура прочно фиксируют на его краях.

Регулировать вес емкостей проще всего путем подсыпания песка в одну из них и подливания воды в другую. Роль утяжелителя может выполнить также металлическая крошка или свинцовая дробь.

Емкость с водой и будет выполнять функцию таймера. Для этого в ее донышке тонкой иглой проделывают крошечное отверстие, сквозь которое капля за каплей и будет просачиваться вода. Время вытекания будет зависеть от объемов самой бутылки и размера отверстия. Оно может составлять от нескольких часов до трех-четырех дней.

Чтобы привести устройство в действие, емкость для полива устанавливают на ровной поверхности и заправляют водой. Бутыли, подвешенные за концы шнура к шкиву, также наполняют: одну песком, другую водой. При равноценном весе наполненных бутылок кран закрыт.

Бывают ситуации, когда необходимо получить полное открытие крана, минуя промежуточные положения – так называемый эффект тумблера. В этих случаях поможет маленькая хитрость: в закрытом положении крана к грузику приматывают край нитки, которая будет выполнять функцию предохранителя, а свободный ее конец фиксируют к крану.

При закрытом положении механизма нить не будет испытывать никакой нагрузки. По мере опустошения емкости с водой груз станет перевешивать, но предохранительная нить примет на себя лишний вес, не позволив балласту перевести кран в положение «открыто».

Чтобы привести систему в исходное состояние достаточно просто снять груз или зафиксировать его в подвешенном состоянии, устранив натяжение шнура.

Система готова к эксплуатации, остается только перед отъездом наполнить поливочную бочку и таймер водой и подвесить балласт, подстраховав его тоненькой ниткой. Такое устройство просто в изготовление и удобно в обслуживании. Единственным его недостатком можно считать однократность срабатывания.

Другие идеи по созданию механических таймеров можно почерпнуть на тематических формах. К примеру, в качестве рабочего органа таймера некоторые умельцы используют цилиндрический плунжер с полиэтиленовыми гранулами в масле. Устройство настраивают так, чтобы при понижении температуры в ночное время вытеснитель втягивался, а ослабленная пружина открывала кран.