Система автоматического полива
Пока это только проект. На сегодняшний день полностью написаны программы под все устройства, проверена работа системы в Proteus. Для реализации ищу инвесторов.
Система разрабатывалась для автоматизации процесса полива участка. Весь участок (цветник, газон, огород) разбит на несколько зон. Система обслуживает до 15 зон с использованием любых систем полива (форсунки, капельный полив и т.д.).
В случае отсутствия воды в водопроводе, предусмотрена возможность полива из резервной емкости с водой.
Все блоки системы объединены между собой в сеть и могут быть разнесены по территории участка на большое расстояние. Это позволяет сэкономить значительные средства на прокладке трубопроводов (отдельно к каждой зоне полива) и проводов (от управляющего контроллера к каждому электроклапану).
Система состоит из следующих блоков:
- контроллер системы полива;
- датчики влажности почвы;
- датчик уровня и температуры воды в резервной емкости с водой;
- датчик осадков;
- блоки управления клапанами и насосами.
Контроллер управляет работой всей системы. После включения и соответствующего программирования, контроллер опрашивает состояние датчиков и управляет исполнительными устройствами (электроклапанами, насосами), обеспечивая полив зон по заданной программе.
Датчики влажности измеряют влажность почвы, и позволяют программе контроллера принимать решение о необходимости полива зоны, в которой они установлены.
Датчик уровня воды контролирует уровень воды в резервной емкости и позволяет автоматически поддерживать уровень в заданных пределах. Кроме того, датчик измеряет температуру воды.
Датчик осадков срабатывает в случае дождя. Таким образом, полив в дождливый день не производится. Кроме того датчик измеряет температуру воздуха.
Блоки управления включают или выключают исполнительные устройства. В зависимости от необходимого количества каналов управления могут быть использованы 1-, 2- 4- или 8-канальные блоки управления. Система может управлять 16 блоками управления по 8 каналов каждый, то есть 16х8 = 128 исполнительных устройств. В качестве коммутирующего элемента используются реле. Таким образом, к блокам можно подключить электроклапаны или насосы на любое напряжение.
Ниже приведена реальная схема системы полива.
Вода в систему полива подается от водопроводной колонки через электроклапан №1.
Цветник, расположенный перед домом, разделен на зоны полива A и B. К нему проложена водопроводная труба, на входе которой установлен электроклапан №2. Этот клапан разрешает подачу воды для полива цветника, он установлен для того, чтобы при поливе газона или огорода, в трубе, идущей к цветнику, не создавалось давление воды. В цветнике установлены электроклапаны №3 и №4, подающие воду для каждой зоны полива. Клапанами управляет один 2-х канальный блок управления.
Газон разбит на 2 зоны С..E. Поскольку газон расположен близко от водопроводной колонки, к каждой зоне прокладывается отдельная труба для полива. Для каждой зоны устанавливается электроклапан. Поскольку в этом месте установлено много клапанов, для их управления используется один 8- канальный блок управления. Для газона предусмотрена возможность полива в режиме «автоматический полив», поэтому в каждой зоне установлен датчик влажности почвы.
Огород разбит на 5 зон F..J, к нему проложена водопроводная труба, на входе которой установлен электроклапан №8. Вдоль трубы сделаны отводы с установленными на них электроклапанами (№9..№13). Для управления электроклапаном №11 используется 1-канальный блок управления, а для остальных клапанов 4- канальный блок управления.
В качестве резервной емкости с водой используется небольшой пруд, в котором установлен насос. От пруда к водопроводной колонке уложены две трубы. По одной из труб, вода через насос и электроклапан №14 подается в систему полива, этот клапан также предотвращает поступление воды из системы полива в пруд через насос. По второй трубе, через электроклапан №15, при необходимости пополняется уровень воды в пруду. Управляется насос 1- канальным модулем управления. В пруду установлен датчик уровня воды.
Для контроля наличия осадков на участке установлен датчик дождя.
Контроллер может располагаться на стене дома или внутри его.
Система полива может работать в следующих режимах:
- «Автоматический полив»;
- «Полив по расписанию»;
- «Полив вручную».
В режиме «Автоматический полив» полив зон производится без вмешательства человека. Контроллер опрашивает датчики влажности, и в установленное время, если влажность почвы меньше заданной, включает полив зон, определенных программой. В автоматическом режиме полив может быть произведен 2 раза в сутки, длительность полива определяется при программировании контроллера, и одинакова для обоих временных интервалов.
Например: газон, площадью 300 м2 разбит на 3 зоны. Электроклапан №1 включает подачу воды из системы водопровода в систему полива.
Для зоны С задана минимальная влажность почвы 40%, время первого полива установлено на 6:00, время второго полива установлено на 20:00, длительность полива установлена на 20 минут. Поливом зоны С управляет электроклапан №5.
Для зоны D задана минимальная влажность почвы 35%, время первого полива установлено на 6:20, время второго полива установлено на 20:20, длительность полива установлена на 10 минут. Поливом зоны D управляет электроклапан №6.
Для зоны E задана минимальная влажность почвы 45%, время первого полива установлено на 6:20, время второго полива установлено на 20:20, длительность полива установлена на 15 минут. Поливом зоны E управляет электроклапан №7.
В 6:00 контроллер опрашивает датчик влажности почвы зоны C. Если влажность почвы, ниже 40%, контроллер подаст команду на включение клапана №1 (который пускает воду из водопровода в систему полива) и на включение клапана №2 (клапан полива зоны С). В 6:20 контроллер выключить полив зоны С. Далее происходит контроль влажности зон D и E. В случае необходимости будет включен полив обеих зон или только одной зоны. В 20:00 процесс повторится.
Если в момент полива начнется дождь, контроллер немедленно прекратит полив. Если интенсивность дождя будет небольшой, и влажность почвы будет ниже заданной, то при наступлении времени очередного начала полива, контроллер включит электроклапаны, и произойдет полив.
В режиме «полив по расписанию» полив зон производится с заданной периодичностью в заданное время 1 раз в сутки, длительность полива определяется при программировании контроллера.
Например: цветник, площадью 100 м2 разбит на 2 зоны. Электроклапан №1 подает воду из системы водопровода в систему полива. Клапан №2 разрешает подачу воды для полива цветника.
Для зоны A задана периодичность полива каждый день, время начала полива установлено на 6:00, длительность полива установлена на 15 минут. Поливом зоны A управляет электроклапан №3.
Для зоны B задана периодичность полива через день (каждый 2 день), время полива установлено на 18:00, длительность полива установлена на 20 минут. Поливом зоны B управляет электроклапан №4.
Каждый день в 6:00 контроллер включает клапана №1 (который пускает воду из водопровода в систему полива), клапан №2(который подает воду к цветнику) и клапан №3 (клапан полива зоны A). В 6:15 контроллер выключит полив зоны A. Полив зоны B происходит через день. Он начинается в 18:00 и заканчивается в 18:20. Если в один из дней пройдет дождь, периодичность полива будет считаться от этого дня. То есть, если полив зоны B произошел 1 июня, а 2 июня прошел дождь, то следующий полив произойдет только 4 июня…
В режиме «полив вручную» зона полива и время полива выбираются пользователем единоразово.
Например: огород, площадью 500 м2 разбит на 5 зон. Электроклапан №1 подает воду из системы водопровода в систему полива. Электроклапан №8 подает воду к системе полива огорода.
Поливом зоны F управляет электроклапан №9, поливом зоны G управляет электроклапан №10, и т.д.
В любое время, пользователь может выбрать номер зоны, для которой нужно произвести полив, и время, в течение которого будет производиться полив. После этого контроллер включит заданные клапана, и полив зоны будет производиться заданное время.
Датчик уровня воды в резервной емкости
Перспективы развития проекта:
1. Расширение количества каналов до 32 (с использованием 2 каналов поддержания уровня воды в резервной емкости)
2. Замена кнопок с механическими контактами сенсорными кнопками (тогда не придется в корпусе, который должен быть герметичным, делать отверстия для кнопок).
3. Возможно, создание системы с наращиваемыми релейными модулями вместо использования сети (для небольших участков).