Многие люди, услышав про "частный дом, без центрального водопровода" представляют себе этакую избушку, хозяева которой каждый день по нескольку раз с коромыслом ходят за водой, ну а туалет у них, понятное дело - деревянный скворечник где-то во дворе.
На самом деле это давно уже не так, потому что много лет как придумали гидроаккумуляторы и автономные очистительные станции, поэтому современный дом в этом плане мало чем отличается от квартиры - в основном тем, что ЖКХ воду не отключают, а ее качество никак не зависит от работы местных чиновников.
Как это работает и где там нужна автоматизация?
Источник воды - скважина или колодец, вода из которого насосом закачивается в гидроаккумулятор, который позволяет поддерживать в водопроводе хорошее давление.
Когда давление воды снижается - включается насос и докачивает до нужного. И всё это происходит автоматически благодаря реле давления, которое собственно и включает насос.
Дальше - обычный водопровод, как и везде.
Но вода же не сжимается?
Внутри гидроаккумулятора - большая резиновая груша, в которую набирается вода, а вокруг нее сжатый воздух. Насос закачивает воду в грушу - давление растет, вода вытекает - давление падает, реле поддерживает средний баланс. Законы физики не нарушены.
Вообще-то реле давления обычно - штука автономная: оно само следит за давлением, само включает насос, само выключает, и вмешиваться туда без необходимости не стоит, но...
В один прекрасный день завоняло горелой пластмассой, а насос отказался работать вообще. Ехать черт знает куда за новым реле или ждать доставки в планы не входило, поэтому пришлось решать проблему на месте.
Вскрытие показало: как и в других подобных простых устройствах блок питания - обычный "нагрузочный" конденсатор, а такие конденсаторы очень любят неожиданно взрываться - именно это тут и произошло. Разумеется, вся электроника выгорела, чинить там было нечего, но можно было всё переделать.
Схема включения оказалась примитивной: простой механический датчик давления с контактами замкнуто/разомкнуто, колесико-крутилка с герконом, для контроля что вода по трубе идёт, и обычное реле, включающее насос.
Когда давление падает - контакты датчика замыкаются, должно включиться реле, насос, пойдет вода, начнет крутить колесико, а когда перестанет - либо аккумулятор заполнен, либо вода закончилась - в любом случае насос надо выключать.
Для управления была взята очередная ESP8266: тут нужно всего 3 пина, а там их свободных гораздо больше.
Один пин следит за замыканием датчика, второй считает щелчки геркона, третий включает реле через транзистор - всё достаточно примитивно для того чтобы рисовать схемы и расписывать программу. Для тех кто понимает как это работает - обьяснять незачем, а для тех кто нет - лучше тренироваться на учебных примерах )
Но это простая автоматика, а ведь ESP8266 позволяет сделать ее чуточку умнее!
Во-первых, это позволило отправлять сообщения о том, что насос включен.
Обычно эта информация не нужна примерно ни для чего. Теоретически, посчитав расход (наполняя ведро известного обьема) и количество срабатываний - можно потом достаточно точно посчитать объем потребления воды - может быть для кого-то эта информация была бы полезна, но мне она ни к чему.
С другой стороны, как-то раз это пригодилось: однажды показалось что насос срабатывает как-то чаще чем должен бы - и анализ записей это подтвердил: действительно, чаще.
Проверка показала - в одной из труб обнаружилась течь, которую внешне на раннем этапе заметить было бы очень сложно - но благодаря графику ее удалось вовремя найти и устранить.
Во-вторых, использование ESP позволило подключить сюда же контроль температуры.
Дело в том, что подводящая труба хоть и проложена в земле - но в холодную зиму земля может промерзнуть до такой глубины, что замерзает и вода в трубе, а разморозить ее потом - отдельное приключение.
Чтобы такого не происходило - есть специальный греющий кабель, но если включать его постоянно - это лишний расход денег на электричество, а если только в морозы - есть вероятность прозевать момент и получить ледяную пробку.
Контроль температуры эту проблему решил: несколько датчиков в проложенной рядом трубе показывают температуру в нескольких точках, и если где-то становится слишком холодно - еще одно реле включает кабель.
(о том как можно работать с несколькими датчиками на достаточно длинном проводе - уже писал раньше)
И аналоговый пин тоже пригодился - для контроля уровня воды в колодце. Дело в том, что уровень воды вообще очень нестабильная вещь, в засушливые месяцы он может сильно снижаться, и очень не хотелось повторения ситуации, когда воды внезапно почти не осталось и пришлось срочно вызывать специалистов углублять колодец.
В качестве датчика уровня использован гидростатический датчик, включенный по схеме "токовой петли":
Он просто лежит на дне, через него протекает ток, сила которого указывает на высоту столба воды.
Соответственно, на принимающей стороне - обычный резистор, напряжение на котором пропорционально току, а напряжение это считывается аналоговым пином ESP.
Тоже довольно элементарно, самым сложным было откалибровать - какой глубине какое значение соответствует: опускать датчик на рулетке и записывать показания.
Всё работает автоматически, но в любой момент можно подойти к экрану и глянуть, как оно там...
Комментарии (18)
Buzzzzer
27.01.2025 02:13Схема включения оказалась примитивной: простой механический датчик давления с контактами замкнуто/разомкнуто, колесико-крутилка с герконом, для контроля что вода по трубе идёт, и обычное реле, включающее насос.
Вместо этих технологий древних у меня стоит частотный преобразователь, который поддерживает давление регулируя обороты двигателя. Гидроаккумулятор тоже нужен, но совсем небольшой, в отличие от "классической" схемы, где он обычно на 50+ литров.
Roman_shvbsk
27.01.2025 02:13Да, частотник туда напрашивается. Или что то попроще типа устройства плавного пуска. В относительно гламурном доме на Алтае с водоснабжением от своей скважины, при сработке насоса с баком он подпрыгивал и бился об пол, сообщая каждый раз характерным ударом "я включилсо". Он конечно согласно строительным традициям данного региона был плохо закреплен, но тем не менее.
randomsimplenumber
27.01.2025 02:13В относительно гламурном доме на Алтае с водоснабжением от своей скважины
Скважинный насос - его не видно и не слышно.
согласно строительным традициям данного региона был плохо закреплен
Тогда ой, конечно;) Но насосная станция сама по себе очень громкая. Напрасно ее в доме поставили Хотя, я догадываюсь.. гостевой домик?
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Бак прыгает когда давление скважинного насоса слишком большое. Поставят "хороший, мощный насос" на 10 атмосфер в скважину глубиной 10 метров - он и лупит со всей дури.
kuzzdra
27.01.2025 02:13К мощному дорогому насосу положено ставить большой дорогой гидроаккумулятор. Если кто-то делает иначе - ну, не знаю зачем.
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Имхо штука избыточная. Дорогой и относительно сложный прибор, потенциальная точка отказа, который в случае выхода из строя будет сложно отремонтировать быстро - значит, нужно держать второй в резерве.
Из преимуществ - разве что плавный пуск и маленький гидроаккумулятор.
Buzzzzer
27.01.2025 02:13Безусловно есть и плюсы и минусы.
Для меня плюсы: это экономия места, ресурс насоса потенциально больше за счёт отсутствия тактования. напор воды постоянен.
Цены на частотники за последние два года упали 2.5 раза. Доступность и выбор намного больше, чем раньше.
За счёт экономии на гидроаккуме и потенциально увеличеном сроке жизни самого насоса вроде и не дорого получается.
Jury_78
27.01.2025 02:13Вскрытие показало: как и в других подобных простых устройствах блок питания - обычный "нагрузочный" конденсатор
Есть более простые реле давления без электроники. Давление упало - реле включилось, давление достигло установленного уровня - выключилось.
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Тут есть потенциальная проблема: не всегда и не везде колодец или скважина дают столько воды сколько ее может выкачать насос, и если не повезло с местом - в какой-то момент воды не хватит, она уйдет ниже насоса - а такое просто реле этого не заметит: давления нет - качай давай! В результате насос сгорит.
Такие реле подходят для наружных насосов, которые наверху стоят, им все равно есть вода или нет.
vit496
27.01.2025 02:13Греющий кабель вроде сам регулирует свое потребление, то есть не греет (и не потребляет), когда не нужно.
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Не совсем. У него своя температура значительно выше 0, поэтому греть он будет примерно всегда - просто не перегреется. Сначала так и было. Но греть выше 2 градусов смысла нет, достаточно чтобы вода не думала замерзать.
shadrap
27.01.2025 02:13поздравляю , вы заменили надежную систему на экспериментально-ненадежную. Из около 10-летнего опыта эксплуатации автоматизированных систем загородного дома моя статистика поломок: насос (скважинный джилекс с автоматикой плавного пуска) - 0 раз, реле давления Danfoss - 0 раз , гидробак - 0 раз , датчик давления с али - 4 раза ( от дешевых до дорогих) , автоматизация обратного слива в колодец (есп8266+реле+водный клапан + D18B20) - 2 раза , датчик потока с али - 3 раза. (выкинут на... в итоге)
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Дата создания этого - 2013 год...
(кроме доработки с датчиком глубины, эта новая, год назад)Так что насчет "надежности" и "статистики поломок" - большой-пребольшой вопрос...
shadrap
27.01.2025 02:13Уважаю Вас, но не верю , уж простите ) Имея парк из примерно 80 шт 8266-х устройств и опыт более 10 лет в их приручении ... К тому же датчики давления вот эти , с Али , я тут публиковал фото своих ... за два года зарастают нафиг при относительно мягкой и чистой воде. Эксплуатация круглосуточная ? не сливаете на зиму ?
А из колодца поливать - плохая затея , холодная вода ведет к развитию патогенной микрофлоры , грибковой инфекции и тп ... Советую перейти на внешнюю бочку , которая греется от солнышка. Температура воды для полива должна иметь с почвой разброс не более 5С.
empenoso
А где подробности?
(минус не я поставил)
Javian
На Хабре есть несколько статей на эту тему, например, https://habr.com/ru/articles/581288/
Принципиально новое я здесь увидел про "гидростатический датчик" - вот этого не было и интересно узнать о нем подробнее.
JBFW Автор
Их бывает два типа - датчик напряжения и токовая петля: в первом случае трехпроводной, напряжение на контрольном выводе зависит от давления, во втором случае - всего два провода, от давления зависит ток.
С напряжением сложнее - оно зависит от длины кабеля, надо согласовывать с низковольтным входом микроконтроллера. Ток от длины не зависит, изменяется в пределах 4-20 мА.
JBFW Автор
Слишком там примитивно, уровня "на gpio13 0 - на gpio16 1" - это кому-нибудь может быть интересно? )
Можно конечно счетч сюда выложить но надо ли?
Тут важнее в комплексе: "добавил это - получил выгоду такую-то".