Программатор для полива своими руками

Делаем автополив комнатного цветка на Arduino за 15 минут

После того как у меня сдох очередной цветок, я понял, что неплохо было бы как-то автоматизировать процесс полива.
Не мудрствуя лукаво, я решил собрать конструкцию, которая бы поливала цветок вместо меня. В итоге у меня получился вот такой аппарат, который вполне справляется со своими обязанностями:

При помощи двух регуляторов можно настроить объём поливаемой за раз воды, а также период между поливами. Кому интересно — далее подробная инструкция, как сделать такое устройство.

Для сборки поливалки вам понадобится некоторое количество компонентов и не более чем 30 минут свободного времени.

Используемые компоненты:

• Arduino Mega (она просто была под рукой, но любая другая подойдёт)
• Насос и силиконовая трубка (подойдёт насос омывателя автомобильных стёкол — можно купить в любых автозапчастях или можно купить маленький погружной насос на ebay)
• Блок питания
• Два переменных резистора для регулировки (любые)
• Транзистор IRL3705N
• Два резистора (100 Ом и 100 кОм)
• Диод (любой)
• Резервуар для воды (в моем случае пластиковая коробочка из Ikea)
• Макетка

Собираем всё по такой схеме:

Или нагляднее:

Вот что получилось у меня:

Сначала протестим насос. Подадим на него 5В. Если он зажужжал, всё в порядке, двигаемся дальше.

Теперь подключим насос к Arduino. Сделаем для управления насоса с ардуино небольшую обвязку на макетке.

Попробуем поуправлять насосом с Ардуино. Зальём такой код

Если он периодически жужжит, значит, снова всё в порядке.

Теперь нам осталось добавить два регулятора. Подцепим к нашему устройству переменные резисторы, и проверим их работоспособность.

Зальём такой код на Ардуино

Зайдём в Serial Monitor и убедимся, что есть реакция на поворот регулятора. Он должен меняться примерно от 0 до 1024

Теперь осталось заставить заработать всё это вместе.

Вот непосредственно код поливалки:

Вот так выглядит конечный результат в работе:

• youtu.be/qHmjWkZ_seM — цветок
• youtu.be/3VdgH9uwMCY — устройство

В ближайшем будущем думаю сюда добавить сенсор уровня воды в резервуаре и датчик влажности почвы.

Источник

Система автоматического полива своими руками: от составления схемы до монтажа оборудования

Строительство сложных систем автоматического полива, позволяющих орошать территории с большой площадью – это задача профильных узкоспециализированных компаний. Заинтересованному хозяину по силам построить на своем участке систему, которая в автоматическом режиме обеспечит все насаждения живительной влагой. А если все правильно рассчитать, то высаженные на участке растения будут получать воду с учетом индивидуальных потребностей.

Организация автополива на участке: разновидности поливальных установок

1. Дождевальные системы – оросительные установки, имитирующие естественное выпадение осадков в виде дождя. Такие установки распространены благодаря своей простоте и удобству в эксплуатации. Они используются для полива газонов и цветников. Основной принцип организации и расстановки распылителей в дождевальной системе состоит в том, что радиус полива соседних распылителей должен полностью перекрываться. То есть после полива на территории практически не должно оставаться сухих участков.

В идеале, поливалки должны стоять по вершинам треугольников. Каждую поливалку должна поливать хотя бы еще одна поливалка.

2. Установки для прикорневого капельного (точечного) полива – это оросительные системы, доставляющие воду непосредственно в зону высадки растения, направленно орошая его корневую систему. Подобная система орошения участка в основном используется для полива деревьев, кустарников, теплиц и огородных растений (для полива представителей флоры, обладающих глубокой корневой системой). Принцип расстановки поливального оборудования в подобных системах заключается в том, что водяные магистрали с поливочными капельницами (капельные ленты) располагаются вдоль посадочных рядов на небольшом расстоянии от стволов растений.

3. Установки для подземного (внутрипочвенного) орошения – поливальные системы, функционал которых аналогичен капельному поливу. Эти автоматические поливочные системы отличаютс от прочих тем, что пористые трубы для полива прокладываются под землей и доставляют воду непосредственно к корневой системе растений.

Увлажнители для внутрипочвенного полива (трубы с круглыми или щелевидными отверстиями) располагаются на глубине 20…30 см. Расстояние между двумя соседними магистралями составляет 40…90 см (зависит от индивидуальных особенностей орошаемой культуры и от типа почвы). Промежуток между отверстиями увлажнителя равен 20…40 см. Система внутрипочвенного орошения проблематична в плане эксплуатации, поэтому мало кто решается ее устанавливать на собственном участке.

Независимо от того, какой способ полива вы выбрали, конструкция автоматической системы орошения будет строиться по одним и тем же принципам. Существенные отличия будут состоять только в использовании разных элементов для полива и в том, что разные по типу системы имеют различное рабочее давление.

Так, самотечные капельные системы могут функционировать даже при давлении – 0,2 атм.

Первые работают на очень маленьком давлении от 0,2 до 0,8 атм. Грубо говоря, у кого нет подачи воды на участке, можно подсоединиться к баку или к бочке. Правда, бочку надо поднять на 1,5 – 2 метра.

В дождевальных установках этот показатель значительно выше (несколько атмосфер). И зависит он от особенностей используемого оборудования.

Принципиальная схема оросительной установки

Основные элементы организации комбинированной (имеющей контуры капельного и дождевого полива) установки автоматического орошения показаны на схеме.

Функционирует такая схема следующим образом: вода из источника (с помощью насоса или самотеком) доставляется к зонам полива посредством магистральных трубопроводов диаметром 1 – 1 1/2 дюйма. Зоны полива комплектуются трубками небольшого диаметра (3/4 дюйма).

Имеется участок на 18 соток и скважина в кольце-приямочке (насос там же). В системе установлена полипропиленовая трубы на 1″ и на 3/4″.

Помимо источника подключения, в состав оросительной системы рекомендуется включать накопительный бак. Им может стать затемненная емкость, имеющая объем от 2 м³ и выше (в зависимости от расхода воды при поливе). Емкость оснащается поплавковым датчиком заполнения. Если ее поставить под прямыми лучами солнца, то она будет выполнять двойную функцию: сможет накапливать и подогревать воду в количестве, достаточном для одного полива. Наполняется резервуар водой из водопровода, скважины или колодца. Для того чтобы предотвратить размножение водорослей внутри накопительной емкости, ее можно затемнить черной пленкой.

Зоны дождевого полива комплектуются роторными (динамическими) или веерными (статическими) распылителями. В зонах капельного полива прокладываются капельные ленты.

Электромагнитные клапаны, установленные в блоке распределения воды, в заданный момент времени включают в работу определенный контур орошения.

Открытие и закрытие электромагнитных клапанов осуществляется с помощью контроллера (его еще называют программатором или компьютером полива) в соответствии с заданным расписанием. Программатор устанавливается рядом с блоком распределения воды. Насос начинает нагнетать воду в систему автоматически (в момент падения давления в магистрали). А давление падает, как только открывается электромагнитный клапан.

Чтобы система работала безотказно, ее оснащают фильтрами, устанавливаемыми непосредственно в магистральный водопровод.

Чтобы не засорялись фильтры спринклеров, необходимо установить дисковый фильтр на входе или, лучше, на выходе из бака.

Насосная станция, обозначенная на схеме, включает в себя накопительный резервуар, фильтр тонкой очистки, обратный клапан, продувочный узел (для консервации системы на зиму), а также насос, подающий воду в оросительную магистраль.

На рисунке изображена простейшая комплектация оросительной установки. В зависимости от конкретных потребностей, система может быть оснащена дополнительными элементами, а некоторые устройства (магистральный насос, датчик дождя, продувочный узел, электромагнитные клапаны и т. д.), могут отсутствовать.

Создавая систему автополива, нам придется выполнить несколько обязательных этапов.

Хочу проинформировать о шагах, которые мы проделаем для достижения цели:

1. Начертить подробный план участка со всеми существующими объектами.
2. Выбор и расстановка спринклеров на чертеже.
3. Разгруппирование спринклеров по зонам (зона – это территория, контролируемая одним вентилем).
4. Расчет гидравлики и выбор насоса.
5. Расчет сечения труб и определение потерь давления в системе.
6. Покупка комплектующих.
7. Монтаж системы.

Пункты 3-5 выполняются как бы параллельно, поскольку изменение какого-либо параметра ведет к необходимости изменения остальных. Если спринклеров в одной зоне становится больше, нужен более мощный насос, а это, в свою очередь, приводит к увеличению сечения труб.

Рассмотрим эти шаги более подробно.

План участка

План участка нам понадобится для составления схемы расстановки поливального оборудования.

План чертится в масштабе. На нем должны быть обозначены зоны полива, источник воды, а также отдельно стоящие растения (деревья и т.п.), которые планируется орошать.

Разработка схемы автополива

Когда план участка будет готов, на нем можно прорисовывать трассы магистральных трубопроводов. Если планируется создавать зону дождевого полива, то на схеме необходимо обозначить места установки дождевателей, а также радиус их действия.

Если на участке будет создаваться зона капельного полива, то его линии тоже следует обозначить на общей схеме.

Расчет системы

Начертив подробную схему полива, можно определить длину трубопроводов и подсчитать точное количество точек орошения (количество дождевателей и капельниц).

В плане расчета сечения труб, а также определения объема накопительного резервуара и мощности насосного оборудования все очень неоднозначно. Для осуществления правильных расчетов вам понадобится знать норму полива всех растений, высаженных на участке. За основу вычислений должны браться теоретические знания гидродинамики, а этот вопрос требует отдельного изучения. Следовательно, для того чтобы избежать ошибок, лучше обратиться к услугам соответствующих специалистов или к представителям компании, торгующей комплектующими к системам автополива. Они смогут подобрать оборудование и элементы системы, которые подойдут именно к вашему участку.

Если же вы хотите все сделать самостоятельно, то простое решение проблемы, касающейся расчета оросительной системы, предлагает пользователь нашего портала.

Сделать так, что бы все поливалось, достаточно просто. У каждой поливалки указан расход воды. Сложив расход всех поливалок, вы получите суммарный расход. Далее подбирается насос, где этот суммарный расход находится в напоре 3–4 Атм. Это получается т.н. «рабочая точка».

Ход мысли правильный. Только при расчете следует учитывать высоту поднятия воды и силу сопротивления жидкости, возникающую при движении воды по трубам, а также при ее прохождении через разветвления (с большого диаметра на меньший). Если система полива является комбинированной (с дождевальным и капельным контуром), то ошибки в расчетах могут привести к неприятным последствиям.

Из «выстраданных мелочей»: все и всегда определяется дебетом скважины (источника воды) и давлением в подающем шланге! Нет давления – не работают спринклеры, слишком большое давление – рвет капельный шланг.

Подобная проблема легко решается установкой понижающего редуктора на входе в капельную линию. Редуктор позволяет снизить рабочее давление в капельном контуре до 1,5…2 Бар. Линия дождевального полива останется полностью работоспособной.

Если речь идет о небольшой системе капельного орошения, то рассчитать ее гораздо проще. Тем более, что такая система, как мы уже говорили, может работать без насоса.

У меня стоит уже 3 года простая капельная система: стальная ванна (200 л), и от нее протянуты шланги с капельницами. Примерно 17 кустов огурцов в теплице поливаются круглосуточно. Вода идет самотеком.

Монтаж трубопровода

Начиная строительство системы, первым делом определяем оптимальный способ прокладки труб. Таких способов всего два:

1. По поверхности земли – подходит для сезонного полива (на даче). Такой способ прокладки труб позволяет полностью демонтировать систему по окончании оросительного сезона и уберечь ее элементы от повреждений (или от кражи).
2. Под землей – подходит для участков, предназначенных для постоянного проживания. Трубы в этом случае прокладываются на глубину не менее 30 см. Это делается для того, чтобы их невозможно было повредить мотоблоком, культиватором или лопатой.

Я для своего участка хочу сделать основную трубу по центральной дорожке, а от нее шланги с разбрызгивателями – в стороны. Чтобы на зиму их можно было собрать и отправить на хранение, а потом осенью и весной спокойно пахать мотоблоком.

Рытье траншей осуществляем по заранее разработанной схеме. Если магистральная трасса проходит по уже растущему газону, то вдоль будущей траншеи следует постелить целлофан, на который будет выниматься грунт.

Или вот какой вариант предлагает один из пользователей FORUMHOUSE.

Закапывал на один штык лопаты. С трех краев втыкаешь лопату, а потом этот кубик травы с землей поднимаешь, прокладываешь трубу и закрываешь обратно. Эффект потрясающий. Через неделю, после дождика, как будто ничего не было! А труба-то уже лежит – приятно смотреть.

Разводку автополива чаще всего монтируют из полимерных труб. Они не подвержены коррозии, обладают низким внутренним сопротивлением и легко монтируются. В идеале следует использовать трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД). Они устойчивы к воздействию ультрафиолета и могут соединяться посредством резьбовых компрессионных фитингов. В этом состоит их выгодное отличие от полипропиленовых труб, которые соединяются сваркой. Ведь в случае аварии работоспособность системы на основе полипропилена трудно восстановить.

Кстати, если элементы системы не спрятаны под землю, то резьбовые соединения на трубах ПНД по окончании поливочного сезона можно быстро демонтировать и убрать все комплектующие на зимнее хранение.

Для того чтобы система автополива смогла перезимовать «без потрясений», в ее нижней точке организуют сброс воды. Для этих целей можно использовать клапаны для сброса воды, которые срабатывают при понижении давления в системе ниже определенного значения. После срабатывания клапана вода из системы удаляется самотеком. Если система имеет несколько контуров полива, то клапаны целесообразно ставить на всех подающих магистралях. Если нижней точки на участке нет (если участок ровный), то она создается искусственно.

Копаю на глубину промерзания с маленьким уклоном. Самая нижняя точка – в самом колодце-приямке. На зиму почти вся вода должна туда стечь.

Сливной клапан лучше устанавливать не просто в «колодце-приямке», а в обустроенном дренажном колодце.

Законсервировать систему на зиму помогает продувка всех ее магистралей сжатым воздухом (рабочее давление 6…8 Бар), которая осуществляется без снятия дождевателей и капельниц. Во всех системах орошения, которые не предполагается демонтировать на зиму, следует использовать морозостойкое оборудование (спринклеры со сливными клапанами).

В каждой водной розетке и поливалке есть антизамерзающий клапан, так что я вот уже 5 лет, как ни разу не стравливал воду!

Монтаж соединений

Все ответвления от магистральных трубопроводов, а также периферийные соединения, краны и тройники следует располагать в специальных лючках. Ведь эти элементы системы являются наиболее проблемными (протечки возникают в местах сочленений). А если расположение проблемных мест известно, и доступ к ним открыт, то обслуживание системы становится проще.

После того, как все подземные элементы системы будут собраны и уложены на свои места, систему нужно промыть. Это поможет удалить мусор, который будет мешать нормальному функционированию автополива.

На следующем этапе к системе можно подключить капельные ленты и дождеватели. Дождеватели — стандартные изделия, приобретаемые в специализированных магазинах. Для создания капельного контура можно использовать уже готовые капельные ленты, но есть и альтернатива – обычные поливальные шланги, в которые через заданный промежуток монтируются капельницы.

Насосная станция со всеми ее элементами, блок распределения воды и программатор – все эти устройства устанавливаются в заранее запланированном месте, к которому подведены электричество и вода из основного источника.

Автополив на участке: необязательные элементы

Основную магистраль оросительной системы бывает целесообразно оснащать водяными розетками, позволяющими подключать шланг для ручного полива, для мытья машины и для других нужд. Датчики дождя и температуры позволят отключить систему, если производить полив нецелесообразно. Все эти устройства устанавливаются исключительно по желанию.

Если вас заинтересовало создание системы автополива своими силами, то вы всегда можете ознакомиться с мнением других пользователей нашего портала, имеющих практический опыт строительства подобных систем. Если вы интересуетесь схемами и проектами систем автоматического орошения, то на форуме для вас имеется соответствующая тема. Тем, кто желает создать своими руками простую систему капельного или спринклерного полива, мы рекомендуем посетить соответствующий раздел FORUMHOUSE. Также о преимуществах и об особенностях систем капельного полива вы можете узнать из нашего видео.

Источник