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 (52)
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.
smagluk
27.01.2025 02:13Частотник для поддержания давления в водопроводе, а это он изобрел вкл-выкл. Можно было и двумя реле обойтись. Ну у нас же все кругом программисты, проще еспешку притушить, чем головой подумать.
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Для того чтобы понимать решение задачи - надо понимать не только в работе реле, но и представлять себе предметную область.
С "двумя реле" очень запросто можно получить сгоревший насос и замерзшие трубы )kuzzdra
27.01.2025 02:13Реле давления - достаточно надежная вещь. Бывает с защитой от сухого хода.
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Вот та коробочка, которая изначально стояла - как раз и называется "реле давления с защитой от сухого хода". Которое сгорело.
kuzzdra
27.01.2025 02:13Правильная коробочка - там нечему гореть ;) Контактная группа разве что. Да и то сгорает не сразу; подгоревший контакт можно зачистить и дотянуть до нормальной замены. У вас была электронаая, не знаю с какой целью выпущенная.
В насосной станции сложно чего-то улучшить. Плавный пуск разве что, да и то это мало кому необходимо.
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Механика сама по себе, вот это "зачистить и подкрутить" - тоже штука ненадежная, а механика, искрящая контактами - тем более.
Насос в момент запуска берет ток в несколько раз больше чем в рабочем режиме, а при отключении идет искра. Искру можно пытаться гасить, а вот с потреблением - как раз плавный пуск борется.Контроль сухого хода необходим не только потому что вода может закончится, но и потому что труба может лопнуть (было), штуцер, крепящий трубу к насосу, может треснуть (тоже было).
Если перемерз ввод - тоже не будет тока воды, и тоже надо выключать насос, пока что-нибудь еще не полопалось.Не всё так легко и просто )
kuzzdra
27.01.2025 02:13Насос в момент запуска берет ток в несколько раз больше чем в рабочем режиме
Его таким создали ;) Ну, берет. Если он питается не от мелкого генератора - не проблема.
Не всё так легко и просто )
Но и сложного ничего нет :) Одна из составляющих секрета - не жлобиться на фурнитуру.
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Ох уж эта вера "а дам магазину больше денег и поставлю Самое Лучшее!" )
А потом у них бочка от гидроударов прыгает, потому что Самый Лучший насос лупит в нее 10 атмосфер вместо 2...
randomsimplenumber
27.01.2025 02:13А зачем они решили сэкономить именно на гидро аккумуляторе? ;) Оборудование должно быть сбалансировано.
ЗЫ: как делаю я
-- мне нужна хреновина
-- подешевле, подороже?
-- нормальная.
-- (тут продавец уточняет, что я подразумеваю под нормальной)
Сравниваете пару предложений.
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.
Jury_78
27.01.2025 02:13Если говорить про колодец, то погружной насос имеет поплавок, который его выключит. Для скважных не знаю.
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Это совсем не про это )
Насос - это как раз скваженный, он и в колодце прекрасно работает. Для водопровода именно он нужен, чтобы давление в системе создавать.
А который с поплавком - дренажный, у него давление никакое, зато поток хороший. Это когда в бочку наливать надо много.
Jury_78
27.01.2025 02:13Вы не правы. То что вы думаете это дренажный насос- там давления крохи.
А этот создает давление 3,5Атм. Кроме того даже классический вибронасос "Ручеёк" дает 3,5Атм.
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Ну так это конструктивно тот же скваженник (см. металлический корпус) доработанный для использования в "широком" месте (решетчатый стакан + лягушка). И да, такие за все время ни разу нигде не попадались, видимо кто-то сообразил сделать доработку именно для колодцев.
Вибрационные - это порнография: мало того что шумят, так они ещё и вибрацией портят и скважины и колодцы, уплотняют грунт.
Jury_78
27.01.2025 02:13Я таким лет 5 пользуюсь, при поиске выскакивает с прочими... Вибро пользовался лет 10, шум небольшой если вешать правильно, но производительность низкая.
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.
Traveller0968
27.01.2025 02:13Но греть выше 2 градусов смысла нет, достаточно чтобы вода не думала замерзать.
Все зависит от уровня отрицательной температуры и от того где этот водопровод с кабелем проложен, если он в земле или пусть даже на земле в сугробе, то все ОК, он не замерзнет, а если вы это поднимите над землей и оставите на открытом воздухе, то при -20, -30, вас этот кабель не спасет...
JBFW Автор
27.01.2025 02:13На всякий случай, кому потом по жизни надо будет - прекрасно замерзает труба в земле, есть даже норматив - глубина промерзания грунта. У нас она около метра, и не всегда можно закопаться ниже. И есть ещё ввод, где труба поднимается.
Без подогрева или постоянного потока воды такая конструкция вполне себе может перемерзнуть, причем обычно где-то в конце зимы, когда морозы уже уходят, а холод в грунте только опускается. У многих и перемерзает.
Поэтому нужен грев. Но греть выше 2 градусов смысла и нет, это только для стоячей воды в покое, когда она идёт из источника у нее уже температура около 4.
А вот в такую зиму как сейчас - греть незачем. Но пусть этим автоматика занимается
randomsimplenumber
27.01.2025 02:13Если дом жилой, то проток воды есть постоянно. А для дачи.. как насчёт при сильных морозах сливать по расписанию немного воды в канализацию?
JBFW Автор
27.01.2025 02:13У вас есть личный опыт? ) Краснодарский край не считается.
Чтобы труба замерзла при промерзшем грунте - достаточно ночью спать. Стоячая вода замерзает к утру.
Постоянно сливать тоже вариант так себе - а куда именно ее сливать? Если стоит обычный септик - он не бездонный, он заполняется, если стоит ЛОС - уже лучше, но тоже постоянно гонять воду не стоит, зимой на сливе болото будет.
Делать обратный слив из трубы - не замерзает, но потом накачивает воздуха в систему.
Делать гребенку воздухоуловителей - это уже масштабы, куча труб, много места...Это всё уже на профильных форумах по сто раз разбирали, а тут всё-таки больше по технике вопросы.
Traveller0968
27.01.2025 02:13Вот тут точность градусов роли не имеет, вообще то в таких системах применяется саморегулирущийся кабель, который чем холоднее тем сильнее греет, но даже это не всегда помогает, как я писал выше, лежит под снегом, все норм, подняли шланг на металлическую крышу, перемерз, не хватает ему мощности, если его при -30 "обдувает" со всех сторон, я это пишу не потому что так думаю, а потому что мы уже с этим сталкивались, а то что промерзает на всяких заводах и фитингах, ну так тут ежу понятно, поэтому и делать нужно так , что бы все вводы и выводы находились в местах с положительной температурой... :)
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.
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Круглосуточная и круглогодичная, конечно, возможно потому и не зарастают.
Это еще те самые датчики, из оригинального реле - я их не менял, просто подключил внешнюю схему.Имея парк из примерно 80 шт 8266-х устройств и опыт более 10 лет в их приручении ..
и какие же с ними были проблемы? Я пару спалил сам, но там по недомыслию, и сдохла ESP12 впаянная в Wemos, использовавшаяся для отладки - перепаял на новую - в остальном проблем не было...
shadrap
27.01.2025 02:13Ну да, согласен , с круглогодичной наверное все легче происходит. Я после слива воды , даже масло заливал в датчики давления , один хрен ржавеют. И даже не там куда масло лил , а где-то внутри , на поршнях...
и какие же с ними были проблемы?
Да с самими 8266 конечно же проблем не было , периферия - БП , особенно во влажной зоне. Реле , - пока я не начал полностью паять всю схемотехнику сам , использовал китайские платки с реле - что в них происходило , одному богу известно , один раз поменял все компоненты , а они все равно не работали.... Но самая распространенная причина - это отвал wifi сигнала .. вдруг не с того ни с сего раз и ушло устройство из сети , потом приезжаешь , подключаешься через 232й - смотришь , 4way handshake problem или еще что-то ... Я использовал и ардуиновские библиотеки и еспшные - все одно было , не часто конечно , но в ответственные моменты бывало.
Когда я сделал свою библиотеку и первое устройство на esp32+Ethernet и когда оно целый год провисело ни разу не отвалившись и не сбойнувши- я понял , если хочешь не иметь проблем - не надо вифи ..
randomsimplenumber
27.01.2025 02:13Я делал пепяку на 8266, которая просыпается, передает данные и обратно засыпает, работает достаточно стабильно.
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Ну это легко лечится, от самопроверки "а есть ли у меня сеть?" до пинг-понга.
С самоперезагрузкой, соответственно, если связь потеряна.Там какая-то проблема именно с неактивными висящими сессиями, то ли роутер их оптимизирует, то ли сама ESP
shadrap
27.01.2025 02:13там много проблем, конкретно эта- это некорректный дисконнект и висящий логин, а плюс к этому - криво писанные библиотеки в том числе, о да проверка на Ip и перезагрузка это маст хэв, только вот он и перегружается с той же ошибкой. Помогает перезагрузка роутера, но ведь перегружать роутер из-за каждой точки это шикарная идея. Есть несколько проблем в самом протоколе 802.11 которые в принципе мешают ему быть надёжным средством связи.
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Поэтому и переделывал на PainlessMesh - вроде бы тоже Wifi, только между собой, но работает не в пример надежнее чем с роутером.
Guestishe
27.01.2025 02:13Пару раз видел пластиковые датчики потока(крутилка с герконом) которые проточила вода и залило плату. Так что на заводские решения сильно не надейтесь. Если бы делал самоделку в качестве основы взял старый водомер.
JBFW Автор
27.01.2025 02:13Вот такие - еще и гудят мерзко, если скорость большая.
Лучше действительно взять какой-нибудь водяной счетчик.Бывают еще датчики на шторке - они не считают поток, они просто сигнализируют, есть-нет.
200sx_Pilot
27.01.2025 02:13+
а датчик - индуктивный, магниты на крыльчатке уже есть.
Бонусом примерно известно количество воды на тысячу оборотов.
smagluk
27.01.2025 02:13Поздравляю , вы хорошо отрекламировались. В частном доме грундфус скала2 поломка 2 раза и на свалку, заменил на гидробак + насос + накопительный бак +китайский частотник = работа в течении 8 лет .
JoshMil
27.01.2025 02:13Очень сложно. Чтобы сделать приемлемого качества водопровод можно использовать одно механическое реле давления. Можно добавить похожего устройства реле сухого хода (но не обязательно так как добиться сухого хода насоса весьма проблематично. Особенно если дом для постоянного проживания.). Электроника в системах жизнеобеспечения в данном случае это переусложнение, имхо.
У механических решений тоже есть недостаток, например 99 процентов решений не позволяют снизить гистерезис менее чем в 1кг/см2, но у электронных версий тоже не все хорошо в этом смысле.
Но в целом наиболее простой вариант хорош тем что позволяет забыть про то как все это хозяйство работает.
Хотя безусловно если автоматизация это хобби, то дело другое.
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.
Javian
Посмотрел что это такое. Дорого ( и непонятно насколько надёжно) в сравнении с классической трехпроводной схемой контроля уровня в ёмкости. Например https://habr.com/ru/articles/204156/
JBFW Автор
Надежно, это промышленное оборудование.
А вот схема с контактами - не особо, да и мне нужна была глубина, а не уровень1, уровень2.
Есть еще вариант с емкостным датчиком, но вживую не пробовал
Javian
Давление столба для определения объема запасенной воды? Скважина пересыхающая?
JBFW Автор
Это колодец, вода в нем ходит в пределах 5 метров в зависимости от года и сезона. Один раз уже пришлось углублять - вот во избежание, чтобы заранее увидеть.
А так-то подземная водяная жила, похоже, родники, ее нереально насосами откачать.
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".