Штыревые соединители и продолжение дачной автоматики, управление водой

Довольно часто приходится делать разъемное соединение плат, в обзоре рассматривается наиболее приемлемый, на мой взгляд, вариант. Рассмотрим сами соединители и применим их в системе управления водоснабжением дачи. Творчество, ардуинство, изготовление платы и тп под катом

Сам предмет обзора представляет собой две планки:

Одна планка содержит разъемы типа «мама», другая типа «папа» (у китайцев часто: мужчина и женщина). Соответственно, планка типа «мама» содержит припаиваемые к плате штырьки и отверстия для вставки разъема типа «папа». Планка типа «папа» также содержит припаиваемые к плате штырьки и штырьки вставляемые в планку типа «мама». Всего в посылке было 10 планок «мама» и 10 планок «папа», каждая планка состоит из 40 легко отделяемых секций по одному разъему. Откусывая кусачками или отламывая руками легко получить разъем на любое количество контактов.

Пришли без трека в конверте отдельно «мамы» и «папы» в своих пакетиках:

Посылка шла 2 недели летом, разъемы в ходе транспортировки не пострадали.

Довольно часто в поделках, в том числе и на этом сайте, можно увидеть вот такие их аналоги:

И если к «папе» у них обычно вопросов нет, то «мама» просто отвратительного качества. Штырьки у них квадратной формы, большинство проводков для моделирования одеваются именно на них. Я даже здесь обозревал инструмент для обжима терминалов, которые как раз надеваются на такие штырьки типа «папа». Вся беда начинается когда приходится делать разъемное соединение плат, и в игру вступает разъем «мама». Мало того, что они откусываются с потерей контакта образуя кривой слом, так они еще и плохо паяются, не образуют жесткое механическое соединение, гнутся — в общем, сплошная беда.

Соединители из обзора представляют собой вполне достойную альтернативу, если необходимо организовать разъемное соединение плат. Сравним как выглядит результат соединения:

Видно, что соединение круглых имеет меньшую высоту:


Само соединение более жесткое, отламывать можно именно нужное количество по линии, паяются отлично.
Реакция на магнит нейтральная, в отличии от их конкурентов:

Пожалуй, единственным их недостатком является несовместимость с типовыми квадратными штырьками, которые наиболее распространены. Соответственно, если нужно делать свои платы и соединять их между собой, я однозначно предпочту вариант из обзора. Например, если требуется на своей поделке сделать съемной arduino pro mini или arduino nano, то можно вместо штатных припаять такие, и соединение будет намного лучше.

Теперь о применении. Собственно, почему я решил сделать обзор этих простых деталек. Делал я очередную поделку, в которой использовалась arduino pro mini, не задумываясь впаял ее на плату… А оказалось, что она неисправна… Пришлось оплеткой выпаивать arduino. И тут то я и решил задействовать данные разъемы.

Кратко расскажу про поделку. Я уже описывал как у меня работает на даче система получения воды, например здесь. В качестве управляющей системы использовалась сборка, которую очень хотелось заменить цельным устройством. Базовые требования:
— включение и выключение погружного насоса, согласно заданным требованиям;
— распознавание отсутствия давления во внешнем водопроводе и переключение на скважину;
— мониторинг давления внутреннего и внешнего водопроводов;
— аварийное перекрытие воды;
— доступ по сети.
Устройство не сильно сложное, поэтому схему я не рисовал, а сразу разработал печатную плату в программе Sprint Layout (не делайте так — это не правильно). Получилась вот такая платка:

Логикой управляет arduino pro mini, доступ к сети обеспечивает enc28j60, питается от 12 В, которые напрямую подаются на шаровые краны и преобразуются в 5 В с помощью народной платки на cn1584. Enc28j60 нуждается в питании 3.3 В, которое формируется линейным преобразователем lm317. Схема способна управлять 4-мя шаровыми кранами с помощью 2-х микросхем l293d и регистра 74hc595, данную связку совсем недавно описывал тут. Также, на плате видно несколько 2-х и 3-х контактных клемников для подключения датчиков и реле для включения погружного насоса. Датчики планируется подключать существующие механические, рассмотренные здесь. На 3-х контактные клемники планируется подключить датчики показывающие давление, рассмотрены здесь. Датчики вкручиваются в трубы с использованием анаэробного герметика «Сантехмастер гель», рассмотренного здесь.

Реле требует некоторой обвязки, я использовал n-p-n транзистор 2n2222a, резистор на 10 КОм (кстати, в данном случае, я использовал все резисторы номиналом 10 КОм) и диод 1N4007. Большей частью, выбор был сделан в пользу того что имелось под руками. Светодиод возле разъема питания используется для индикации наличия напряжения на входе. Также, задействованы 3 электролитических конденсатора номиналом 470 мкФ, 25В — в цепях питания.

Большая часть ссылок на компоненты имеется в недавнем моем обзоре про полив.

Плату изготавливал с помощью лазерного утюга :) (ЛУТ), в прошлых обзорах я уже описывал как я это делаю, здесь кратко фотки покажу:

Распечатал 3 штучки на желтой китайской бумаге.

Прошелся насадкой в виде щеточки металлической на гравер Дремель.

Перенес рисунок на медь.

Результат травления в хлорном железе.

Смыл тонер и залудил.

Сверлим на балконе (свет и прочее совсем недавно описывал тут), не забывая про средства индивидуальной защиты.

Результат сверления.


Напаиваем компоненты.

Смываем флюс.

В процессе пайки использовал недавно обозреваемый мной жаропрочный коврик, он не подвел. Подключаем питание, проводком сделанным в этом обзоре. И тут нас ждет разочарование… arduino pro mini не подает признаков жизни, хотя питание в норме… Я заказал большое количество данных платок, и до текущего момента они не подводили, поэтому я начал смело впаивать их без тестов… Приходится ее выпаивать медной оплеткой, вот виновник данного обзора:


Пока не разбирался что с ней, просто взял новую.
Впаиваем штыревые соединители на изготовленную плату и на новую pro mini. Выглядит это так:

Блинк загрузился, это радует. Желающие изготовить такую плату себе, могут скачать файл с платой тут.

Пишем программное обеспечение для нового устройства, интерфейс контроллера выглядит так:

Кратко интерфейс:
D: f-ни один шаровый кран не движется, b-один из кранов движется.
E — есть или нет давление во внешнем водопроводе.
I — есть или нет давление во внутреннем водопроводе.
P — включен или нет погружной насос, с возможностью его включить и выключить в ручном режиме.
M — включение и выключение ручного режима (контроллер перестанет реагировать на датчики — используется для отладки или в аварийных случаях)
M0-M3 — 4 шаровых крана, с показом текущего состояния и возможностью открыть или закрыть (c-закрыть, o-открыть).

Программа пока тестовая, очень сырая, желающие скачать могут ее взять тут. Работает управление 4-мя шаровыми кранами, Первый кран переключает забор воды на скважину при отсутствии давления во внешнем водопроводе. Включение насоса по срабатыванию реле и при нажатии ссылки в интерфейсе также работает. Необходимо еще все отладить и предусмотреть защиты насоса (например, с таким контроллером, при порыве трубы насос может быть отключен по таймеру его работы, даже при нехватке давления внутри водопровода).

Демонстрация работы:

При открытии 4-го крана, на соответствующем разъеме присутствует одна полярность.

При закрытии другая.

В состоянии покоя, напряжение на выходе отсутствует.

Демонстрация работы реле погружного насоса:

В обычном режиме реле разомкнуто.

При его включении, в интерфейсе (в ручном режиме) реле замыкается.

Также, реле замыкается при установке перемычки в соответствующий клемник (сигнал от реле давления).

К сожалению, в полевых условиях смогу все это испытать только весной. Данное устройство будет интегрировано в общую систему управления дачей, с, примерно, таким интерфейсом:


В целом, штыревые соединители (предмет обзора :) ) — меня устраивают, соединение надежно, хорошо паяются, нет особых проблем.

На этом заканчиваю. У меня есть планы по модернизации и других дачных процессов, если будет интересно — обязательно опишу. Спасибо всем, кто дочитал до конца! Надеюсь, что кому-то приведенная информация окажется полезной.