Автоматическое наполнение бочки максимально замороченным способом

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Кран с приводом соединяется с ручным краном латунным сгоном. Крепить ручной кран пришлось одним сантехническим хомутом за сгон. Чтобы кран не проворачивался по резьбе на сгоне, напечатал муфту, которая одним концом надевается на выступ крана, а другим плотно обхватывает сгон и фиксируется на нем хомутом:



На магистрали от насоса скважины установил аварийный датчик давления:



Он подает контроллеру сигнал отключения насоса, если давление превышает 4 бара (порог настраивается винтом на датчике). Необходимость такой защиты испытал на себе лично – оставил на шланге закрытым распылитель и включил насос. Сначала не мог понять почему не льется вода, а потом, когда давлением сорвало ПНД фитинг, кааак понял. Бомбануло знатно. Хорошо, фитинг сорвало не в скважине у насоса, а наверху. Просто повезло, что плохо закрутил.

Весь узел собрал и установил на куске фанеры:



На входе подачи можно видеть обратный клапан. Он нужен, чтобы при выключении насоса скважины опускающийся столб воды ненароком что-нибудь не засосал. Без клапана был забавный случай, когда наполнял бочку и выключил насос не вынимая из нее шланга. Содержимое бочки успешно засосалось обратно в скважину. Нижнего обратного клапана нет (а тот что в насосе не работает) т. к. нет необходимости чтобы столб воды постоянно стоял в подающей трубе – все сливается обратно в скважину при выключении насоса. Как минимум, не замерзнет зимой.

 

Блок управления. Мозги, Ева. Мозги..!

Было бы проще и как ни странно дешевле взять какой-нибудь Raspberry Pi + TFT дисплей + тачскрин. Но знаете, в наш век, когда тачскрин есть даже у зубной щетки, на дисплее теста на беременность играют в doom, а пылесос умнее, чем Вы в третьем классе, захотелось чего-то теплого, лампового … Без 16 миллионов цветов, разрешения 4K, анимации 60 fps, множества процессорных ядер и многозадачной операционной системы реального времени.

Было решено применить аналоговые органы управления, а для индикации помимо «штатного» стрелочного индикатора уровня применить старый добрый светодиодный семисегментный индикатор. Не буду томить, вот внешний вид:



Для корпуса применен металлический электрический шкаф IP54. В центре – три кнопки IEK ABLFS-22 с подсветкой (используется для индикации работы). Зеленые – для принудительной подачи воды из скважины с предварительным сливом в дренаж и без него и красная «стоп» (отключение насоса).

Сверху – блочный трехразрядный семисегментный индикатор для индикации режима работы, куплен на Тао, управляется по I2C. Не буду описывать и приводить фото того, что показывает этот индикатор в данном устройстве, но просто поверьте – помимо цифр там есть и буквы, и символы, и крутейшая семисегментная анимация. В лучших традициях АОН «Русь».

Справа – стрелочный указатель уровня, входящий в комплект датчика.

Внизу – выключатель питания и переключатели выбора времени слива в дренаж и уровня воды в баке, с которого начинается его автоматическое пополнение. На 8 и 6 положений соответственно. Они переключают отводы соединенных последовательно переменных резисторов, блок управления определяет положение переключателя по сопротивлению. Фактически это переменный резистор с фиксированными положениями. Такие кстати применяются в аудиофильских усилителях.



Шильдики переключателей напечатал на 3D принтере. Символы выпуклые, раскрашены спиртовым маркером:



Плата управления.

Всякие ардуины не признаю, платы делаю с нуля сам (в OrCad). Конечно, можно было бы использовать ЛУТ и травить самому, но в этом плане я избалован и заказываю в Резоните:



Подробно расписывать не буду (это потянет на отдельную тему), скажу лишь что сделано все на древнейшей и проверенной ATMega16, для интерфейса с другими устройствами (например, WiFi на ESP32) выведен UART, для подключения периферии (например, часов реального времени с батарейкой) есть разъем с SPI, по совместительству – ISP разъем для программирования МК. Есть пищалка, оповещает о начале автоматического наполнения и об аварии. Ее можно отключить выключателем на плате. Так же есть выключатель подсветки стрелочного индикатора уровня.

Справа платы – силовая часть. Насос включает реле на 30А (мощность насоса 900Вт - пусковой коэффициент был взят 7.5, думаю достаточно). Два желтых реле – управление двигателем привода трехходового крана.

Прошивка писалась в IAR на чистом Си без использования сторонних библиотек.

Так все выглядит в подключенном виде:



Для подключения привода был использован старый добрый разъем DB-15 (на фото он без корпуса):



Несмотря на то, что такой разъем можно найти в древних компьютерах и звуковых картах, служащий для цели подключения игрового контроллера, по спецификации он может осилить ток 1А на контакт при напряжении до 500В.

Всего от привода идет семь проводов: заземление, ноль, фаза на открывание, фаза на закрывание, общий сигнальный, концевик «полностью открыто», концевик «полностью закрыто».

Для подключения датчиков уровня, переполнения, давления и положения крана подачи применены разъемы RCA (в простонародии «тюльпаны»), не совсем удачный выбор. BNC было бы лучше.

 

Монтаж. Когда понял, что психанул.

Буквально пару дней назад смонтировал все оборудование в «будке»:



Оно даже как-то заработало. Осталось подключить насосную станцию и установить коллектор на потребители. От стандартной «гребенки» я отказался т. к. почему-то они все с очень малым проходным сечением кранов. Пришлось собирать из отдельных латунных фитингов:



Для крепления к основанию распечатал кронштейны с отверстием под саморез, плотно надевающиеся на шестигранные отводы шаровых кранов. Краны все полнопроходные.

И да, самый комичный момент – этой весной, сразу после установки данной системы и после ~1 года использования скважины, она похоже решила, что окончательно прокачалась и эффект «белой» воды если не исчез, то значительно уменьшился. Т. е. в общем-то все описанное выше можно свести к одной картинке:

Спойлер

Но как-то это … слишком просто для гика

 

Так если кран закиснет, то тем диким крутящим усилием может же вывернуть и поломать подводящие трубы! Не зря не крепят мотор, крепить нужно только сам кран! Ну, это имхо, насколько я понимаю всю эту механику.

 

По опыту промышленной эксплуатации лучше размещать датчик прямо в ёмкости. Все эти мелкие трубки перетока жидкости имеют свойство рано или поздно забиваться и датчик перестаёт отображать актуальную информацию.

 

В моем случае кран крепится к приводу четырьмя шпильками М4 из нержавейки. Т. е. чтобы кран провернулся, их должно срезать. Даже не представляю какое это усилие ... Крепить за трубы ИМХО плохо т. к. привод тяжелый и будет нагрузка на резьбу труб, сам кран, его крепление к приводу.

Согласен, такое же подозрение. В нижней чаше отверстие перетока всего 8мм, есть шанс, что забьется осевшим железом. Поэтому аварийный датчик в самом баке. Просто на ум не пришло красивое решение по размещению датчика уровня внутри бака.