Защита насоса в системе полива

Тема в разделе "Моторы, сервоприводы, робототехника", создана пользователем railmisaka, 8 янв 2018.

Метки:
  1. railmisaka

    railmisaka Гик

    Доброго времени суток.

    Чтобы было понятен мой уровень - я выпускник одного весьма известного технического ВУЗа, но моя специальность связана с математикой и программированием. Познания в физике есть, но сугубо теоретические. Думаю, остальное не важно в контексте совета, который хочу попросить у сообщества.

    Проект:
    автоматическая система полива. Комнатная. Прототип умного горшка.

    Схема:
    Насос -> расходомер -> два соленоидных клапана.
    Два клапана нужны чтобы независимо управлять двумя контурами полива. Я выбрал вариант с клапанами т.к. они дешевле дополнительного насоса и расходомера.

    Проблема:
    клапаны в свободном состоянии закрытые. Поэтому теоретически может возникнуть ситуация, когда насос работает на закрытую систему. Вероятно, это выведет из строя насос (ну, или сорвет шланг и может закоротить что-то). Поэтому думаю над защитой от такого случая.

    Варианты что пришли мне в голову:

    1) Перепускной клапан - мне кажется отличным решением, но я не нашел клапана на тонкую трубку (у меня используются 4мм и 6мм). Если кто то подскажет буду очень благодарен (плюс, я точно не знаю давления, но это я еще поищу в сети).

    2) Плавкий предохранитель в контуре питания насоса. Думаю, если насос будет работать в закрытую систему, это поднимет давление, что потребует от насоса больше мощности, а это вызовет повышение тока. Если я прав, то плавкий предохранитель хороший вариант (думаю, что если я добавлю в сеть питания насоса еще и вольтметр, то смогу определить программно, когда предохранитель перегорел). Но тут у меня небольшая теоретическая проблема - в сети пишут, что для предохранителя не важно конкретное напряжение, если оно не превышает максимально допустимое. Я всегда считал что предохранитель рассчитан на некоторую мощность, а не ток. Ну то есть ток при фиксированном напряжении. И разрыв происходит, когда выделяется слишком много тепла (закон Джоуля-Ленца). Надеюсь, я достаточно понятно описал свои сомнения, прошу совета по этому вопросу.

    3) Я могу программно определять расход жидкости (расходомер же есть). И я могу отключать насос, если тока жидкости нет. Но, боюсь, этот вариант будет работать слишком медленно, либо вообще не будет (думаю, еще есть задержка между включением питания насоса и первыми данными о пропускании жидкости).

    Конечно, так как я делаю устройство для себя, первый прототип и все такое, в случае поломки я могу просто купить новый насос (или даже использовать два насоса). По идее достаточно предохранителя для защиты блока питания. Но все же хотелось бы делать вещи более правильно. Тем более что это интересно.
     
    Последнее редактирование: 8 янв 2018
  2. Arkad_snz

    Arkad_snz Гик

    Логичнее всего вам надо контролировать давление за насосом.
    Или искать заводской на Али (но. боюсь, с ним начнется морока настройки-калибровки), или сконструировать свой манометр/датчик с известными (заложенными) параметрами.
    Система полива - можно ожидать, что дифицит пространства отсутствует - я бы ставил вертикальную трубу/шланг с датчиком уровня на верхней крышке - этакий докторский манометр, и измерял бы давление в мм водяного столба.
    Вариация: насос подает воду в поднятый над землей ресивер, а контуры полива выведены уже из него (водонапорная башня). Тогда избыточное давление нужно "ловить" на уровне ресивера. Оно будет не сильно велико, и не скачет от качков насоса.
    Водовзводная (водонапорная) башня - самое практичное, и проверенное временем устройство водоснабжения.
    Плюсы очевидны:
    1. Постоянное давление в контурах полива, и без дребезга от насоса.
    2. Давление после насоса ограничено высотой резервуара, и не требует перепуска с неизбежной потерей драгоценной влаги.
    3. Простота совмещения полива с подкормкой/лечением - просто высыпь пакетик "химии" в резервуар.
    4. Добавь аэрацию воды для полива - подавай воду в резервуар фонтанчиком. Воздух нужен всем, и корням растений тоже!
     
    Последнее редактирование: 8 янв 2018
  3. railmisaka

    railmisaka Гик

    Прошу прощения, я неточно выразился.
    Это не система полива дачного участка, а первый прототип умного горшка, т.е. все это для комнатного использования.
     
  4. Arkad_snz

    Arkad_snz Гик

    Ничего не меняет. Ставь верхний резервуар, и с него разводи полив.
    Если на окне, то делай резервуар непрозрачным! На солнце вода мигом зацветет.
    Лучше красить черной нитроэмалью - и непрозрачно, и безплатный подогрев.
    Я ставлю верхний резервуар из куска ПВХ-трубы. В бок трубы-резервуара вклеены горлышки ПЭТ-бутылок. На вершине поливочного шланга - крышка от бутылки. Резервуар размещен горизонтально так, что горлышки смотрят вниз.
    В одну из крышек со шлангом изнутри вклеена трубочка определенной длины - это переливный шланг, если в резервуаре уровень выше трубочки, то избыток сливается в первичный резервуар - ведро под окном.
    Беда такой системы - Если в резервуаре что-то есть хоть немного, то отсоединить поливочный шланг без водопада - невозможно. Нужна система полного опорожнения. резервуара
     
    Последнее редактирование: 8 янв 2018
  5. CYITEP_BAC9I

    CYITEP_BAC9I Гик

    угу до первой поломки клапана. и вся эта прелесть из резервуара будет на полу. я уже через такое проходил. "накопительная кастрюля" на 20 литров поставленная на шкаф и управляемый по таймеру клапан. в общем один прекрасный день не знаю что там произошло,но весь оксид водорода из кастрюли оказался на полу. весело было)

    напишите код так, чтоб насос не включался при закрытых клапанах)
     
  6. Arkad_snz

    Arkad_snz Гик

    Клапан (слив) - по таймеру, а накопительный насос - качает до Всемирного потопа - розетки коротнут - насос отключится.
    Что у вас было в школе за задачки про бассейн, в который вечно, с постоянной скоростью поступает вода, а слив включается спорадически как рак на горе свистнет?
    Такие бассейны д.б. обязательно с системой перелива, иначе потоп неминуем.
     
  7. railmisaka

    railmisaka Гик

    Эм.. честно говоря, я опасаюсь как раз поломки клапана. Я пока не знаю способа определить открылся он или нет. Само собой код я пишу так, что сначала открывается клапан, потом включается насос.

    конечно, если бы мне надо было просто поливать цветок, я бы так и сделал.
    но мой прототип планируется чуть умнее, чем просто поливался. просто я решил, что начать лучше с чего то проще. в первой версии есть полив, смачивание листьев (распыление воды сверху) и досветка.
    плюс на самом деле это как хобби, я программист, и иногда мне хочется делать что-то руками. а подобные проблемы(с защитой) как раз за благо - их интересно решать, узнавать что-то.

    ну тут в емкость можно поставить датчик уровня жидкости, ну и сделать переливное отверстие и бросить шланг в канализацию.

    но мне все равно не нравится система с емкостью на шкафу.
    в основном, потому что есть распылительная форсунка, для опрыскивания листьев. ей наверняка не хватит давления.
    во вторых такая система требует чтобы растение было около нее. я же в перспективе хочу завести пару ратений в разных горшках, и очень вероятно что придется их растащить по разным комнатам.

    вообще, я вроде разобрался, в чем ошибался в своем изучении предохранителя и думаю сначала просто попробую воткнуть к насосу предохранитель заведомо более слабый чем нужно. даже уже заказал.

    плюс добрые люди в оффлайне посоветовали посмотреть на электронный предохранитель.
     
  8. Arkad_snz

    Arkad_snz Гик

    Да, еще один момент:
    Когда открывается клапан какова заполненность магистрали водой?
    Верхний конец шланга после насоса заведен в кастрюлю на шкафу, а насос не на потолке (выше кастрюли)?
    Типичная ошибка начинающих аквариумистов - не учитывают обратный ток воды из кастрюли в насос. Вот вам и потоп!
    Все знают как работает система подсоса на принципе сообщающихся сосудов, и все забывают ставить обратный клапан!
     
    Последнее редактирование: 9 янв 2018
  9. Arkad_snz

    Arkad_snz Гик

    Кто же опрыскивает нагнетанием воды! - опрыскивайте по принципу дедушкиного пульвелизатора - наддувайте воздух.
    Высокое давление жидкости - коварная (и могучая!) штука - давление распространяется равномерно во все стороны!
     
  10. CYITEP_BAC9I

    CYITEP_BAC9I Гик

    у меня насос был системы "водопровод => кран =>3х литровая банка => кастрюля на шкафу. а оттуда самотеком через клапан все перетекало в горшки с цветами по трубочкам. клапан в нормальном состоянии закрыт. но что то пошло не так и он сам по себе вышел из строя и открылся. поэтому к таким схемам теперь с осторожностью отношусь. С распылителем не знаю действительно нужно давление хорошее. может китайский ультразвуковой увлажнитель? я как то делал самодельный датчик давления из шприца для компрессора аэрографа. вечером если будет время нарисую. пока своими словами опишу. многоразовый стеклянный шприц был встроен в ресивер компрессора. внутри подобранная пружина прижимающая поршень. к штоку поршня тупо приделан выключатель на 2 положение. когда давление становится выше чем надо шток "выезжает" из шприца и выключает компрессор. давление спадает шток "уходит" на место и включает компрессор. дешево и сердито. думаю и вам что то подобное можно сообразить.
     
  11. railmisaka

    railmisaka Гик

    Спасибо за замечание, обратный клапан в системе предусмотрен)

    ээ.. наддувать в емкость с водой?

    в моей текущей схеме если клапан откроется то просто контур будет работать всегда. по сути ничего страшного.

    если я вас правильно понял, то мне уже приходила в голову похожая идея..
     
  12. railmisaka

    railmisaka Гик

    Спасибо всем за советы, но я пока все же остановлюсь на плавком предохранителе и программном прерывании процесса полива в случае отсутствия тока воды.
     
  13. Arkad_snz

    Arkad_snz Гик

    Да. В емкость с водой накачиваете воздух любым аквариумным компрессором.
    В воду помещаете конец выходной трубочки. Вода начнет вытекать по трубочке под невеликим давлением, но будет.
    Если на выходе воды из трубочки установить форсунку, то будет вам аэрозоль.
    Незатейливо делается из ПЭТ-бутылки. или можно взять готовый распылитель моющего ср-ва для окон.
    За компрессором незабудьте поставить обратный воздушный клапан (есть в любом магазине аквариумной техники), иначе может так случиться, что вода пойдет не на форсунку, а по воздуховоду в компрессор - ему это не понравится.
     
  14. railmisaka

    railmisaka Гик

    Спасибо за рецепт!
     
  15. Arkad_snz

    Arkad_snz Гик

    Интересная система насоса - вода на шкаф в кастрюлю прыгает сама или от смеха?
    Похоже. что от удивления: банка+кастрюля=насос
     
    Последнее редактирование: 9 янв 2018