Наступил дачный сезон, а с ним и время рассказать об устройстве системы полива, душа и мойки посуды. Все эти системы делались достаточно давно, лет 20 назад, часть была немного модернизирована.
Система полива.
От предыдущих владельцев достался бак на полторы тонны, скважина с колонкой глубиной 5 метров и трехфазный насос. Наибольшая сложность была с запуском этой системы. Стоило насосу хватануть немного воздуха, его работа останавливалась. С нуля система запускалась заливом воды из чайника в шланги, чтобы заполнить их и насос. Бывало, не удавалось запустить шайтан-систему больше часа, но когда система запускалась и можно было наполнить бак, то запуск мгновенно упрощался. Поэтому во время полива из бака было важно не допустить опустошения самого бака. Второй вопрос был связан с наполнением бака из скважины. Периодически его переливали, заливая все вокруг водой. Третий вопрос уровень воды в баке. Во время полива важно знать, сколько осталось воды. Простое решение пришло быстро: полоса листового алюминия и пенопластовый поплавок. Загнутый конец алюминия служил индикатором.
Решение было не лишено недостатков, полоса иногда подклинивала, застревая между крышкой и стенкой бака.
Итак, новая система полива должна была выключать насос по минимальному уровню во время полива и по максимальному во время закачки, а еще показывать уровень в баке. Можно было для индикации уровня использовать прозрачный шланг, подключив его в нижнюю точку бака.
Лишнее отверстие сверлить не хотелось, да и подходящих силиконовых шлангов тогда в продаже не было.
Решение пришло быстро: в одном из журналов мне попалась схема управления закачкой бочки. В качестве датчика уровня использовались металлические полоски или стержни опущенные в бак. В схеме используется свойство проводимости воды из-за наличия в воде растворенных солей. Схема была примерно такая:
Цифровой вход подтянут через сопротивление к плюсу питания, когда вода замыкает полоски, на входе падает напряжение, что и служит сигналом срабатывания датчика.
В конце девяностых в нашем городе можно было купить неисправные платы от игровых автоматов, поэтому почти вся элементная база, используемая мной в самоделках, была импортная, с этих плат.
Принципиальная схема блока автоматики:
В качестве входной микросхемы я использовал CD4093BE. У этой микросхемы 4 входа. Четыре датчика уровня это хорошо, но маловато. Поставил две микросхемы DD1 и DD2, получилось восемь уровней. Выходной ток у микросхемы для прямого подключения светодиодов был маловат, поэтому на выход CD4093BE поставил DD3 ULN2804A. Для ограничения тока светодиодов первый и последний раз использовал резистивную сборку RM с резисторами по 1к. Больше эти резистивные сборки нигде не пригодились. Для управления насосом используется два триггера микросхемы DD4 CD4013BE.
При включении питания сбросовая цепочка из конденсатора 1н и резистора 100к сбрасывает оба триггера входы 4 и 10. Для закачки нажимается кнопка «наполнить», которая подает сигнал с инверсного выхода нижнего триггера (12) на вход S (6) верхнего триггера. На прямом выходе верхнего триггера (1) появляется логическая единица, которая через диод развязки открывает транзистор, в коллекторной цепи которого включено герконовое реле, управляющее через тиристор пускателем.
Схема излишне сложна, но это было обусловлено имеющейся в наличии элементной базой.
Кнопка «стоп» замыкает конденсатор сбросовой цепи, что приводит к сбросу обоих триггеров. Режим «полив» работает аналогично только уже с использованием включения нижнего триггера. Для реализации автоматического выключения используются сигналы верхнего и нижнего датчика, причем сигнал верхнего уровня воды взят с 3 ножки DD1, а нижнего уровня воды взят с нижней левой ноги резистивной матрицы. Эти сигналы через диодные развязки подведены к сбросовым ножкам 4 и 10 триггеров.
В схеме была предусмотрена индикация опустошенного бака «пусто», но в конечном варианте эту индикацию я не поставил, чтобы не возникло путаницы. Погасли все индикаторы, значит, нет воды.
В случае поломки автоматики предусмотрено два режима управления «автомат» и «ручной».
В автоматическом режиме питание 220В выключателем В1 подается на схему автоматики, а в ручном это же напряжение подается на управляющую обмотку пускателя. Выключатель имеет среднее положение "Выключено".
Вид блока управления планировался таким:
Окончательный вариант:
Сверху и снизу индикатора уровня добавил два светодиода для индикации краев шкалы. Над кнопками включения полива и закачки стоят светодиоды индикации состояния.
Надписи я сделал темноватой краской (которой обычно рисовал платы), они были слабовато видны. Родители наклеили бумажки с надписями от руки, так оно и прижилось.
В качестве датчиков уровня в первом варианте был применен изолированный алюминиевый провод. Конца проводов были зачищены на пару сантиметров от изоляции. Корпус металлического бака подключен к минусу схемы. Алюминиевый провод не самый лучший вариант датчиков, концы периодически приходилось зачищать от окислов и налета (вода с пяти метров не очень чистая), поэтому во втором варианте использована витая нихромовая проволока 0,5мм. Для изоляции датчиков друг от друга использовался алюминиевой провод от предыдущих датчиков.
Фото датчиков забыл сделать, но они такие же, как в баке для душа, на фото ниже.
Несколько лет назад хотел поменять проволоку на герконовые датчики, так как нихромовая проволока периодически покрывается налетом, который как минимум раз в году весной приходится очищать. Даже купил датчики, но так и не установил. Проволока из нихрома в принципе работает. Датчики отдал коллеге.
Для весеннего запуска системы был куплен маленький вибрационный насос «Ручеек», которым из бочки вода закачивается в бак, проливается через насос и все трубы разводки воды по участку. Это существенно облегчает запуск.
Горячий душ.
После жаркого дня, особенно после работ на земле, очень хочется обмыться. Вода в речке не всегда приемлемой температуры, да и привыкли все к горячему душу. К основному баку был добавлен дополнительный примерно на 100 литров.
Для нагрева используются три ТЭНа включенные звездой в трехфазную сеть. Три фазы на даче огромный плюс.
Для предохранения от включения нагрева без воды установлен поплавок с магнитом, который при полностью заполненном баке замыкает геркон в цепи включения. В цепи выключения установлен датчик температуры, который размыкает контакты при достижении установленной температуры.
В баке установлен восьмиуровневый датчик уровня, а в душе индикатор уровня.
Верхний светодиод постоянно горит, показывая верхнюю границу шкалы уровня.
Когда моются много человек, индикатор уровня позволяет экономить воду и не оставить последнего без горячей воды.
Первоначально индикатор был залит эпоксидной смолой, но после ремонта (замена одной входной имс) я залил индикатор силиконовым герметиком.
Управление подогревом очень простое:
Так это выглядит на практике:
Сверху слева автомат, справа в коробке трехфазный пускатель с дополнительной группой контактов блокировки кнопки включения, внизу кнопки включения и выключения нагрева. Маленький выключатель на серой коробке с пускателем это выключатель питания индикатора уровня воды. Питание взял от блока автоматики бака.
Под основным баком установлены два шаровых крана от основного бака и бака с горячей водой. На соединяющий их тройник установлена душевая лейка. В этом году решил заменить старые краны и железные трубы на пластик, поэтому фото нет. Возможно поставлю недорогой смеситель для душа со шлангом, но есть опасение, что не будет хватать давления воды для его нормальной работы.
Горячая вода для мытья посуды.
Сейчас для подогрева воды есть много вариантов, проточные нагреватели, бойлеры. Но 20 лет назад мы мыли посуду в тазике водой подогретой чайником. Это не так удобно, как водой из крана. Поэтому я смонтировал бак для подогрева воды.
В него был установлен один ТЭН и датчик температуры с мощными контактами (такой же используется на баке для душа). Из всего, что можно было, собрал трубопровод с краном и прозрачным пищевым шлангом в качестве датчика уровня. Кухня, где установлен бак не утеплена, поэтому в ранний весенний и поздний осенний период вода в баке быстро остывала и было принято решение обклеить бак пенопластом, а чтобы знать температуру воды (раньше бак просто щупали рукой), я поставил автономный температурный датчик с Алиэкспресс.
В прошлом году датчик вышел из строя, починить его не получилось. Купил на Алиэкспресс термореле.
Заодно поменял железные трубы на пластик, поставил новый шаровой кран.
Для индикации нагрева установил светодиод с резистором в параллель к ТЭНу.
Первый ТЭН используемый для подогрева был очень мощный, как минимум на 3кВт. В ту же сдвоенную розетку включали и электрочайник. Однажды я обнаружил подгоревшую скрутку проводов, идущую к этой розетке. ТЭН был заменен на менее мощный (что-то около 2кВт), а одновременное включение нагревателя и чайника было исключено. Для этого постоянно выключали нагреватель воды вытаскивая вилку из розетки, перед включением чайника. В прошлом году я купил вот такую штуку:
Теперь не нужно вытаскивать вилку нагревателя.
