Конструкция дачного водоснабжения на конкретном примере (дачная автоматика — с колхозингом и контроллерами :)

Немало обсуждений и дебатов было в комментариях к моим обзорам устройств дачной автоматики. Решил описать конкретную реализацию дачного водопровода, где вода подается по расписанию и хотелось иметь в нескольких точках как горячую, так и холодную воду, вдобавок иметь ряд защит и визуализацию. Я понимаю, что не сезон, но впереди зима и к следующему сезону вполне можно готовиться сейчас (готовим сани летом ...). Подробнее под катом…

Первым делом расскажу про цели. Требуется иметь душ с горячей и холодной водой, пригодной для умывания, раковину на улице для мытья рук и прочего, а также горячую и холодную воду в доме для посуды и прочих хозяйственных нужд.

Исходный расклад: имеется вода, подаваемая по расписанию для полива (сомнительного качества), септики (водой в бане пользовались и раковина тоже была с умывальником, в который наливалась вода), на даче имеется круглосуточное относительно стабильное электричество.

Для размещения оборудования водоснабжения (бочка, насос, бойлер и электроника) был выбран чердак бани, так как это помещение относительно защищенное, близко расположено к распределительной трубе и в бане имеется электричество. К тому же, баня расположена так, что ее видно практически со всех мест участка, это позволит удобно расположить индикацию.

Общая схема дачного водопровода:

Темно синим показано движение неочищенной воды из водопровода, голубым холодная очищенная вода после фильтров, красным горячая вода. Базовым элементом является насос, он предназначен для повышения давления (с самотека до приемлемых 2 атмосфер). Ввиду кризисной ситуации выбран недорогой китайский насос из Леруа мощностью всего 190 Вт, зато работает тихо и обеспечивает необходимое давление. В качестве резервуара воды (для компенсации отсутствия воды в неполивные часы) используется пластиковая бочка 227 литров. Нагреватель используется накопительный на 85 литров. В качестве фильтров задействованы две колбы: механическая очистка с ячейкой 5 мкм и угольный для устранения органических примесей. На выходе централизованного водопровода стоит сетчатый фильтр (грязевой) механической очистки. В системе предусмотрено множество шаровых кранов для удобного обслуживания и слива воды на зимний период. Для набора воды в емкость принято решение использовать унитазный поплавковый клапан, ввиду его надежности и неприхотливости к электричеству (при отсутствии электричества и наличии воды в центральном водопроводе — емкость все равно будет набрана и помыться вполне получится). На входе насоса установлен обратный клапан, который необходим для его правильной работы. Для индикации количества воды в емкости и режима работы системы запланировано использовать трехцветный светодиод. Для возможности отключения насоса принято решение задействовать твердотельное реле. Отключение возможно в 3-х случаях: по таймеру (насос работает нехарактерно долго, что является косвенным признаком обрыва трубы или шланга), по достижению низкого уровня в бочке (чтобы защитить насос от сухого хода) и при обнаружении протечки в наиболее уязвимых местах.
Далее будет описание процесса реализации. В Леруа выбрана подходящая новенькая бочка:


Сверху лежит новенький поплавковый клапан унитазного типа, причем современные отличаются низким уровнем шума (за это приходится платить низкой скоростью набора воды), поэтому выбран был олдскульный (с реальным гвоздем для крепления подвижной части) — такие еще продаются в магазинах.

Для определения количества воды в емкости было решено использовать поплавковые герконовые датчики. Да, в тот момент у меня еще не было бесконтактных датчиков из этого обзора, поэтому пришлось дырявить бочку в 3-х местах. Датчики брал тут. Принцип их работы простой — на стержне движется поплавковая часть с магнитом, когда вода поднимает поплавок — контакт замыкается. Датчики комплектуются силиконовой прокладкой, но все равно требуется место стыковки обработать санитарным силиконовым герметиком перед скручиванием, иначе возможны сюрпризы в виде протечек. Эти датчики себя хорошо зарекомендовали.

На санитарный силиконовый герметик также посадил унитазный механизм:

В крышку бочки вставляем шланг забора воды и шланг забора воздуха (совместно этот шланг будет использоваться для защиты чердака бани от перелива при отказе унитазного механизма), отверстия вокруг шланга герметизируем, результат:

Далее необходимо припаять провода к датчикам и упорядочить все соединения (на этом этапе было задействовано 2 датчика). Зачищаем провода удобным стриппером для тонких проводов:

Для возможности демонтажа бочки ставим автомобильные клеммы на провода:


Припаиваем провода к датчикам, предварительно надев термоусадку как на отдельные проводки, так и на весь провод (ШВВП 2х0.5):

Использовал флюс ЛТИ-120

Закрываем темоусадкой пайку:

Паял газовым паяльником, удобно при мобильных работах, им же усаживал термоусадку. Итог:

Клеим крепления проводов на бочку:

Итог:

Вид изнутри:

Проверяем работу датчиков:


Бочка готова:

Готовим подключение шланга к насосу. Для соединения труб использовал отечественный анаэробный герметик Сантехмастергель от «Регион Спецтехно». Обзор этого замечательного герметика я делал тут:

Салфеткой удаляем излишки:

Итог:

Кран на входе насоса позволит заполнять шланг водой при запуске насоса весной.

В качестве контроллера я использовал свою платку, в основе которой используется arduino pro mini, с блоком питания от 220 В:


вот ее фотовид из программы Sprint Layout:


Платка простая, обеспечивает питание контроллеру, удобный вывод пинов и возможность подключения сетевого модуля. Также плата содержит передатчик 433 МГц и может передавать свое состояние внешним устройствам.

Пишем нехитрый код по реализации пунктов из задания (отслеживание времени работы насоса, определение уровня воды в бочке и индикацию состояний, также обеспечиваем возможность отключения насоса). Процесс отладки:




Итоговая схема работы:

Для коммутации используется симистор, с помощью оптической пары распознается состояние насоса. S1, S2, S3 — датчики уровня воды в бочке. LED3, LED4, LED5 — это один трехцветный светодиод с общим катодом, используется только один токоограничивающий резистор в катоде, так как не допускается логикой работы одновременное свечение нескольких цветов.

Монтаж начался с душевой системы:

Далее снаружи бани монтируются трубы. Выбраны пропиленовые трубы из-за удобства монтажа и долговечности. Фильтры вынесены на улицу для удобной замены картриджей — на чердак стационарная лестница отсутствует:

Подключение к водопроводу:

Первое заполнение бочки:

Тестовый монтаж контроллера:

Вид сверху:

Для критиков повторюсь, что помещение чердака никак не используется, поэтому делалось больше с точки зрения удобства монтажа. Реле я поместил в отдельную коробку.

Трубы заведены в дом:

Красное — утеплитель горячей воды.
Далее траншея засыпана:

Кран на кухне:


После пробной эксплуатации было принято несколько поправочных решений:
— установлен еще один датчик уровня воды в бочке (средний), соответственно, изменена индикация
— из-за частого включения насоса был приобретен гидроаккумулятор

Индикатор работает следующим образом: мигает синим при полной бочке, горит синим если количество воды превышает половину, горит зеленым при количестве воды меньше половины, горит красным при достижении нижнего датчика и мигает красным в аварийных случаях.

Так как гидроаккумулятор требовалось установить без долгого перерыва в работе, использовал герметизирующую синтетическую нить Sprint от «Регион Спецтехно» из этого обзора:


Далее система исправна работает и радует хозяев. В настоящее время вода слита и система подверглась консервации на зимний период.

Спасибо тем кто дочитал до конца! Надеюсь быть полезным!