Автомат управления насосом для системы автополива с накопительной ёмкостью

Автор: ARV
Опубликовано 25.05.2022
Создано при помощи КотоРед.

Устройство предназначено для управления погружным насосом (типа «Малыш» или аналогичным) для наполнения накопительной ёмкости системы полива. Оно подключается к бытовой сети и может управлять насосом мощностью до 800 Вт.

Для контроля уровня воды в накопительной емкости применяются 2 датчика контактного типа (поплавковые), замыкающиеся соответственно при минимальном и максимальном уровне воды.

Для исключения «сухого хода» насоса (в случае, если скважина не обеспечивает достаточного дебета воды) применяется третий такой же датчик, замыкающийся при минимальном уровне воды в скважине. Этот датчик рекомендуется устанавливать несколько выше водозаборного отверстия насоса. Вибрационные насосы типа «Малыш» создают вокруг себя заметное переменное магнитное поле, а также сильную вибрацию шланга и подвесного троса, что может влиять на работу герконового/поплавкового датчика, поэтому датчик не рекомендуется крепить на корпусе такого насоса или на шланге/тросе. Конкретное положение нужно уточнять экспериментально по местным условиям.

Защита от «сухого хода» насоса работает по следующему правилу: если уровень жидкости в накопительной ёмкости не достиг верхнего уровня, насос может быть включен только если разомкнут датчик нижнего уровня воды в скважине. Поэтому, если в процессе наполнения ёмкости уровень воды в скважине снизится до недопустимого уровня, насос будет временно отключен. По мере повышения уровня воды в скважине датчик снова разомкнется, и насос снова включится, и так будет повторяться вплоть до наполнения ёмкости. Поскольку частые включения насоса нежелательны, реле имеет функцию задержки повторного включения на 15-30 минут, т.е. после размыкания датчика уровня воды в скважине насос включается не мгновенно, а спустя этот интервал времени. Если скважина имеет хороший дебет, этот датчик можно не использовать.

Через контакты любого датчика протекает ток не более 5 мА.

Реле запоминает своё состояние при потере сетевого питающего напряжения и восстанавливает режим работы насоса при восстановлении питания.

Режимы работы индицируются двумя светодиодами: зеленый - «питание» и синий - «насос». Первый светится, если сетевое питание подано, второй индицирует состояние насоса: постоянное свечение – насос включен, мигающий режим – насос временно отключен из-за низкого уровня воды в скважине, не светится – насос выключен.

Схема устройства проста:

В основе – микроконтроллер DD1 attiny13, работающий на таковой частоте 9,6 МГц от встроенного RC-генератора, включен BODLEVEL на уровне 2,7 В. Светодиод HL1 – синий, HL2 – зеленый. Все диоды, кроме VD2, могут быть любыми кремниевыми, в т.ч. Шоттки, к VD2 предъявляется только одно особое требование – допустимый импульсный ток не менее 1 А. Вместо LOGIC-LEVEL MOSFET транзистора VT1 (IRLML2402 или иной аналогичный) можно применить любой NPN биполярный транзистор средней мощности (например, КТ817Г) при увеличении сопротивления R4 примерно в 10 раз. U1 – источник питания 230VAC/5VDC любого типа, способный питать нагрузку током порядка 120 мА: основной потребитель – реле К1, катушка которого должна быть рассчитана на 5 вольт, а контакты должны позволять коммутировать сетевое напряжение и выдерживать пусковой ток насоса. Поскольку дачные электрические сети не очень надежны, рекомендуется использовать не импульсный преобразователь, а обычный трансформатор с выпрямительным мостом и линейным стабилизатором – трансформатор более устойчив к скачкам и превышениям сетевого напряжения.

Внешние подключения:

Х1 – сетевое питание 230В 50 Гц;

Х2 – насос;

Х3 – датчик верхнего уровня в баке;

Х4 – датчик нижнего уровня в баке;

Х5 – датчик отсутствия должного уровня воды в скважине.

Для управления насосом вручную можно добавить кнопки параллельно контактам соответствующих датчиков.

Других особенностей схема не имеет, в наладке не нуждается.

Печатная плата не разрабатывалась.

Фото собранного устройства «в интерьере»:

Способ размещения датчиков в баке мною выбран аналогичный показанному на видео: https://www.youtube.com/watch?v=nAm-yJzQfmY , только монтаж датчиков был не горизонтально, а вертикально, т.е. потребовалось больше уголков.

Исходник и 5 вариантов скомпилированных прошивок прилагаются. Варианты прошивок отличаются только длительностью выдержки до повторного включения насоса после восстановления уровня воды в скважине – 10, 15, 20, 25 и 30 минут.

P.S. В процессе натурных испытаний выяснилось, что реакция реле на срабатывание датчика верхнего уровня воды в баке не четкая, в некоторых случаях происходило звонковое включение/выключение насоса. Для борьбы с этим эффектом в алгоритм работы реле введена нечувствительность к изменениям состояния контактов при отключении насоса в течение 5 секунд.

P.P.S. И да, я в курсе, что нормальные люди так монтаж не делают :)))

Файлы:
Схема в PDF
Исходник
HEX на 10 минут
HEX на 15 минут
HEX на 20 минут
HEX на 25 минут
HEX на 30 минут

Все вопросы в Форум.

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Дельта-Сигма АЦП для МК на примере ATtiny2313

Универсальный AVR-программатор на Arduino.

Удобный программатор для AVR

Первичные Часы

AVR ISP MK2 - Power Mod / доработка программатора

RS-485 ATmega BootLoader

Контроллер стиралки на ATMEGA8

Простой велокомпьютер с цветным 320x240 LCD

Доработка программатора HVProg.

Шим для начинающих - аппаратный шим, практическое применение на примере Tiny13A

Термоконтроллер "Мурка"

Простые часы на микроконтроллере.

Термостат для теплых полов.

Автомобильные часы.

Часы из амперметров

"Поехали кататься!" или машинка на радиоуправлении

Одноламповые часы

Очень маленькое, но очень полезное устройство.

Часы "GadgetClock" для офисного стола

Минирадио FM

Часы-термометр на микроконтроллере ATmega8. V 2.0

Портативный FM приемник на радиомодуле RDA5807M с RDS

Миниатюрные часы на вакуумно-люминисцентном индикаторе ИВ-21

Часы на вакуумных лампах ИВ-12