Skocz do zawartości
mmuha

System podlewania z inteligentnym uzupełnianiem wody w zbiorniku

Pomocna odpowiedź

Witam,
mój system powstał z praktycznej potrzeby zautomatyzowania systemu podlewania i w celu rozpoczęcia przygody z elektroniką – wyszedłem z założenia, że jak teraz nie zrozumiem, jak działa to wszystko co jest dookoła, to za chwilę będzie to tak złożone, że nie zdążę już tego zrozumieć 🙂 I generalnie myślę, że się udało – zrobiłem dokładnie to, co zamierzałem i w dodatku działa 🙂

OPIS DZIAŁANIA SYSTEMU

System w założeniu miał być jak najprostszy (tzn. działać przy jak najmniejszej potrzebie ingerencji człowieka w porównaniu do skomplikowanych systemów programowalnych, które są na rynku). Steruje on trzema liniami rozprowadzonymi w ogrodzie:

  • woda w kranach,
  • zraszacze trawników,
  • linie kroplujące.

Sterowanie odbywa się za pomocą elektrozaworów zasilanych z przekaźników (moduł 4 przekaźników). Przekaźnikami steruje Arduino na podstawie:

  • włączenia/wyłączenia przełącznika,
  • upłynięcia maksymalnego czasu określonego dla każdej linii (po upłynięciu tego czasu zawór zostaje zamknięty).

System jest zasilany wodą z zestawu hydroforowego (żeby było odpowiednie ciśnienie), który pobiera wodę z ze zbiornika na deszczówkę (ZBIORNIK 1). Ponieważ nie jest on zbyt duży (3 m3) to istniała konieczność dopompowywania wody z drugiego zbiornika na deszczówkę (ten już ma 12 m3). Moje rozwiązanie opiera się na zamontowaniu w zbiorniku 1 dwóch czujników poziomu cieczy i pozwala na automatyczne dopompowywanie wody ze zbiornika 2 do zbiornika 1, gdy w tym poziom spadnie poniżej dolnego czujnika. Pompa, która jest w zbiorniku 2 wyłącza się, gdy poziom w zbiorniku 1 podniesie się powyżej górnego czujnika.

REALIZACJA

Do sterowania zaworami wykorzystałem Arduino. Początkowo plan był taki, żeby wszystko zrobić bez mikrokontrolera. Jednak Arduino jest mi potrzebne w drugiej wersji urządzenia (już się buduje), o której napisze poniżej.  Na czystej elektronice (bez programowania) oparłem moduł sygnalizacji poziomu i uzupełniania wody w zbiorniku. Bazując na dwóch czujnikach poziomu wody mogę określić trzy stany wody w zbiorniku: niski, średni, wysoki. Zależało mi, żeby pompa uzupełniająca wodę zaczynała pompować, gdy woda w zbiorniku osiągnie poziom niski, a kończyła, gdy osiągnie stan wysoki. Poprzez umieszczenie czujników jak najdalej od siebie, uzyskałem samoczynne uzupełnianie zbiornika. Do tego wykorzystałem dwa układy scalone: bramkę OR oraz NAND co pozwoliło zastosować trzy diody oznaczające poziom wody. Logika włączania tych diod jest następująca:

bramki.png

Bramkę NAND wykorzystałem dodatkowo jako przerzutnik bistabilny, który pamięta czy pompa jest włączona, czy wyłączona. Oto płytka sporządzona samodzielnie na potrzeby projektu:

IMG_0705.thumb.jpg.38b15087bd5b8733f156b17772c6afcf.jpgIMG_0706.thumb.jpg.26c2fdd250690cd4e4d74ce630f062bf.jpg

KONSTRUKCJA

Całe urządzenie udało się zamknąć w standardowej obudowie hermetycznej z wyprowadzeniem przewodów do zasilania, podłączenia zaworów, czujników poziomu wody i przewodu sterującego pompą.

IMG_0721.thumb.jpg.5f6015cf8e6ee0a6887f0929a1823587.jpgIMG_0731.thumb.jpg.eaf68812780ee35eb3d8a5bd3cdc1591.jpg IMG_0732.jpg

Do wykonanie „wtyczek” do zaworów wykorzystałem tworzywo, które mięknie w 60 stopniach i w ciepłej wodzie robi się plastyczne – można wszystko ulepić. Chodziło o to, że przy zaworach, jak najbliżej, powinny się znaleźć diody prostownicze i dlatego zrobiłem wtyczki z zatopionymi diodami. Jest to bardzo wygodne przy rozmontowywaniu systemu na zimę.

IMG_0723.thumb.jpg.cf4ecbdb233b1d3daa55177896a135ad.jpg

Działanie systemu widać na poniższym filmie (na uchwycie wiszą czujniki poziomu wody). System działał już jeden sezon, także jest sprawdzony.

PLANY NA PRZYSZŁOŚĆ

Druga wersja urządzenia będzie miała dołączone czujniki deszczu i wilgotności gleby, będą pobierane komunikaty pogodowe z lotniska i będzie sterowanie zaworami przez wifi z telefonu. Chcę także dodać obsługę kalendarza do określenia czasu godziny, gdy system ma się włączać. Długość podlewania będzie sterowana czujnikami wilgotności i deszczu a włączenie podlewania uzależnione od przewidywanej pogody. Myślę, że więcej do systemu podlewania nie jest potrzebne.

Musze powiedzieć, że budowa tego urządzenia dała mi wiele satysfakcji, bo nie zajmuję się zawodowo elektroniką ani programowaniem. Chciałbym szczególnie podziękować Trekerowi za kursy, dzięki którym było łatwo zacząć przygodę z elektroniką oraz Markowi za cenne uwagi i przekazaną wiedzę.

  • Lubię! 2

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Podoba Ci się ten projekt? Zostaw pozytywny komentarz i daj znać autorowi, że zbudował coś fajnego!

Masz uwagi? Napisz kulturalnie co warto zmienić. Doceń pracę autora nad konstrukcją oraz opisem.

Właśnie zaakceptowałem Twój opis, możesz go teraz zgłosić do akcji rabatowej umieszczając link w temacie zbiorczym. Dziękuję za przedstawienie ciekawego projektu, zachęcam do prezentowania kolejnych DIY oraz aktywności na naszym forum 🙂

1 godzinę temu, mmuha napisał:

Musze powiedzieć, że budowa tego urządzenia dała mi wiele satysfakcji, bo nie zajmuję się zawodowo elektroniką ani programowaniem. Chciałbym szczególnie podziękować Trekerowi za kursy, dzięki którym było łatwo zacząć przygodę z elektroniką oraz Markowi za cenne uwagi i przekazaną wiedzę.

Dziękuję za miłe słowa 🙂

  • Lubię! 1

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Ciekawa konstrukcja, mam zamiar w niedalekiej przyszłości zbudować "inteligentną doniczkę" więc pewnie przy okazji zerknę na ten projekt. 😁

1 godzinę temu, mmuha napisał:

czujniki deszczu i wilgotności gleby

Myślałeś już o jakiś konkretach? Ostatnie przeglądałem ofertę tych czujników i jestem ciekaw jak z ich odpornością na to co mierzą - na wilgoć. Typowe czujniki wilgotności gleby (te na 1$) składające się z 2 odkrytych miedzianych płytek szybko korodują. Na pewno lepsze są czujniki pojemnościowe, galwanicznie odizolowane od mierzonego środowiska.

Ale nie wiem jak jest z czujnikami deszczu, które pewnie działają na podobnej zasadzie.

2 godziny temu, mmuha napisał:

na uchwycie wiszą czujniki poziomu wody

To pytanie będzie głupie, ale cóż... Czy ten pływak mocuje się na pokrywie zbiornika czy można jakoś od boku bliżej dna - tak by wskazywał kiedy zbiornik jest prawie pusty?

 

  • Lubię! 2

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
56 minut temu, Gieneq napisał:

Myślałeś już o jakiś konkretach? Ostatnie przeglądałem ofertę tych czujników i jestem ciekaw jak z ich odpornością na to co mierzą - na wilgoć. Typowe czujniki wilgotności gleby (te na 1$) składające się z 2 odkrytych miedzianych płytek szybko korodują. Na pewno lepsze są czujniki pojemnościowe, galwanicznie odizolowane od mierzonego środowiska.

Na razie testowałem w warunkach domowych ("doniczkowych"). Generalnie te z Botlandu działają - można je dobrze wykalibrować. Oczywiście wszystko okaże się po włożeniu ich do ziemi (znacznie "trudniejsze" warunki niż w doniczce), ale nawet gdyby wytrzymały tylko jeden sezon to cena 5,90 zł jest taka, że można je wymienić. Tu zastanawia mnie inny problem - chciałbym czujniki porozmieszczać w różnych miejscach ogrodu i to będzie 15-20 m od urządzenia. Zastanawiam się czy nie będzie zakłóceń sygnału.

1 godzinę temu, Gieneq napisał:

Czy ten pływak mocuje się na pokrywie zbiornika czy można jakoś od boku bliżej dna - tak by wskazywał kiedy zbiornik jest prawie pusty

W zbiorniku zamocowałem pionową rurkę plastikową i do niej mogę przyczepić czujniki na jakim chcę poziomie. 

  • Lubię! 2

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
19 godzin temu, mmuha napisał:

można je dobrze wykalibrować

Tylko żeby po miesiącu kalibracja nie rozeszła się na skutek zmian w czujniku.

19 godzin temu, mmuha napisał:

chciałbym czujniki porozmieszczać w różnych miejscach ogrodu i to będzie 15-20 m od urządzenia

To faktycznie ciekawe wyzwanie. Jakby połączyć to przewodowo to fajnym pomysłem może być spięcie wszystkiego w magistralę CAN - ma ona dość duży zasięg jak na taki projekt i wystarczającą maksymalną liczbę węzłów. Choć w jednym projekcie w jakim brałem udział okazało się, że i sam UART ma bardzo duży zasięg. 😎

Może ewentualnie coś bardziej skomplikowanego, wręcz "przeinżynierowanego" - układ radiowy o niskim poborze mocy np. LoRa/BLE i jakieś niezależne zasilanie, np. ogniwa słoneczne... Cóż, kabel w peszlu jest chyba prostszy, tańszy i mniej awaryjny 😀

  • Lubię! 1

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
47 minut temu, Gieneq napisał:

Tylko żeby po miesiącu kalibracja nie rozeszła się na skutek zmian w czujniku.

Będzie widać po roślinach :)) To może w ramach relaksu dorobię jeszcze system kontroli kalibracji czujników :))

48 minut temu, Gieneq napisał:

Może ewentualnie coś bardziej skomplikowanego, wręcz "przeinżynierowanego" - układ radiowy o niskim poborze mocy np. LoRa/BLE i jakieś niezależne zasilanie, np. ogniwa słoneczne... Cóż, kabel w peszlu jest chyba prostszy, tańszy i mniej awaryjny 😀

Właśnie myślałem, żeby to zrobić przez radio albo po prostu WiFi - są takie małe ESP-07S. Dotychczas myślałem, że BLE ma zasięg do kilkunastu metrów i mogłoby mi to nie wystarczyć, ale widzę że moduł ma zasięg do 15 km a BLE do 100 m ! To by mi w zupełności wystarczyło. Z kablem w ogrodzie jest o tyle problem, że trzeba by go teraz jakoś ułożyć, a co, jeżeli miejsce czujnika okaże się kiepskie i trzeba go będzie przestawić?

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites
4 minuty temu, mmuha napisał:

ale widzę że moduł ma zasięg do 15 km a BLE do 100 m !

Początkowo sceptycznie podchodziłem do LoRy - jak coś co pali 1W może nadawać na setki metrów?! Ale po 5 minutowym spacerze z modułem LoRy w kieszeni uznałem, że jednak jest to prawda. Ciekawe że ani ściany, zakłócająca infrastruktura ani niepoprawny układ anteny nie powodowały większych trudności.

Co do BLE to można by pomyśleć o stworzeniu sieci, choć widzę, że nie jest to zbyt popularny temat 😕 więc pewnie WiFi + MQTT będzie bardziej trafione. Myślę, że niedługo pojawi się co nieco o MQTT na Forbocie więc polecam śledzić wpisy 😉 

Udostępnij ten post


Link to post
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Gość
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.


×
×
  • Utwórz nowe...