Линейные актуаторы для огурцов и помидоров или автоматизируем дачную теплицу по-взрослому
- Цена: 33,9 £ примерно $40,49
- Перейти в магазин
Опытный читатель, увидев заголовок, воскликнет: «Как? Уже всё это было: и актуаторы в теплице, и ардуина… Что, снова-здорово?».
Спешу успокоить, нет-нет, никаких повторений.
Нисколько не пытаясь принизить замечательный опыт Юрия, расскажу о своей реализации данного проекта. Справедливости ради, общего в наших с ним реализациях будет совсем немного; пожалуй, только использование актуаторов в качестве приводов форточек, использование ардуины в качестве мозга, да герметичный DS18B20 в качестве датчика температуры.
А дальше начинаются различия.
И этих различий множество.
1. Юрий, как я понимаю, используют дачу в качестве всегодичного жилья, он может себе позволить поднять там вай-файную сетку для периферии, делать веб-интерфейсы для датчиков и т.д, и прочее.
Мои условия прямо противоположны. Дача — это дача, куда приезжают, в основном, на выходные дни. Веб-интерфейсы никому не нужны — туда попросту некому смотреть, всю трудовую неделю никого в округе нет, а на выходных все или на грядках или за столом :). Управление из-под андроидов-айосов — это, конечно, понтово — но, допустим, моей тёще это определённо не надо, по известной причине. Поэтому мой проект, в смысле интерфейса, максимально прост, самодостаточен и аскетичен.
Теплица просто молча делает своё дело. Есть ЖК-дисплей и несколько кнопок, но предполагаю, что за сезон к ним никто ни разу не подойдёт кроме меня.
1а. Теплица должна не управляться с кнопок или веб-интерфейса, а сама принимать решения о поливе, проветривании, открывании окон и т.д.
2. Я, в отличие от Юрия, принципиально не согласен вести питание 220v через весь огород к теплице. Даже в гофре или в трубах. Мой вариант предполагает разделение всей начинки на две разнесённые в пространстве части: первичный блок, который будет находиться у дома под навесом, и, собственно, блок теплицы. В первичном блоке будет вся силовая часть, к теплице потянется только низковольтный кабель и водопроводный шланг. Все датчики и прочие ардуины будут работать в теплице, но сетевого напряжения там не будет.
С учётом того, что в проекте для полива будет применяться подогретая вода (я это реализую с помощью проточного водогрея), отказ от прокладки силовых кабелей на значительные расстояния по огороду (возможно, даже через грядки и борозды) становится принципиальным, учитывая токи для проточного подогрева воды.
Для себя я сформулировал следующие тезисы для реализации в проекте:
Из условий становится понятно, что актуаторов мне надо два. Дороговато, но что поделать — альтернатив я не нашёл. А проветривать только одну секцию теплицы бессмысленно.
Мне нужна была версия 12V 200mm.
Выбор именно этого лота обусловлен тем, что на момент заказа это была самая низкая цена. Порадовало, что вместе с актуаторами в комплекте идут крепёжные кронштейны, штифты и даже шплинты для фиксации штифтов; очень приятно. Продавец понравился, отправил довольно быстро, претензий нет.
На момент первого выдвижения штока мне показалось, что смазки маловато, шток был почти сухой. Литола мне не жалко, обильно смазал и вдвинул-выдвинул пару раз.
Рассмотрим актуатор чуть подробнее и измерим его габариты.
В исходном состоянии межосевое расстояние составило ~318мм
При полностью выдвинутом штоке получим ~510мм
С учётом поправок и неточностей, 200мм хода мы получили. Отлично.
Диаметр отверстия под штифт составляет 6 мм
Измеренные характеристики:
При питании напряжением 12V потребляемый ток при движении ненагруженного штока составил около 700mA.
Нагрузил шток мышечными усилиями, получил что-то около 1,2А.
Продавец говорит, что при механической нагрузке возможны значения до 3А.
Время полного выдвижения штока — 28 секунд.
Продавец говорит, что штатным будет время до 40 секунд.
Продавец заявляет класс защиты IP54. Это означает, что актуаторы пылезащищённые (при этом некоторое количество пыли может проникать внутрь, однако это не нарушает работу устройства), и что актуаторы брызгозащищённые (т.е. капли и брызги в любом направлении не помешают работе устройства). Вполне похоже на правду. Нас для автоматизации теплицы такой класс защиты вполне устроит.
Актуатор имеет два контакта для подключения. Направление движения штока (выдвигание/задвигание) осуществляется изменением полярности. С подачей напряжения начинается движение штока. Внутри актуатора стоят два концевых микропереключателя, так что в крайних положениях штока двигатель останавливается даже при подведённом питании. Алгоритм управления очевиден: для движения штока подаём напряжение нужной полярности на время, чуть превышающее время движения штока, для быстрой остановки замыкаем оба контакта двигателя. Всё управление сводится к паре переключающих реле:
Можно, конечно, сделать мост из четырёх переключающих транзистора и включить мотор в диагональ, но это будет несколько дороже и сложнее, хотя и надёжнее. Меня же способ на двух реле вполне под данные условия устраивает. С учётом того, что у нас актуаторов будет два, релюшек нам потребуется четыре. Ну, а если учитывать, что у нас будет ещё несколько шаровых кранов, то и модуля на 8 реле будет маловато. В моём проекте трудятся три шаровых крана (полив огурцов, полив помидоров, полив грядок возле дома) и два актуатора (форточка огурцов и форточка помидоров). Итого десять реле.
Данные актуаторы не имеют защиты от нештатного заклинивания. А специально конструировать её я тоже не вижу резонов:
• форточки у меня располагаются на крыше теплицы, вероятность случайного попадания в них людей или живности очень низка.
• время движения штока чуть больше двадцати пяти секунд, за это время любой мыслящий организм успеет принять меры, чтобы уйти с траектории медленно закрывающейся форточки.
• после тридцати секунд мотор всё равно будет обесточен и остановится, так что дальнейшего усилия привод создавать не будет. Кому надо — тот освободится. А форточка всё равно «зависшей» не останется надолго — алгоритм в полночь «на всякий случай» контрольно закрывает все краны и форточки.
О конструкционном внедрении приводов в конкретной теплице.
Тут, конечно, пришлось поразмыслить. Мне не хотелось применять сварку. Во-первых, качественно варить я не умею. Во-вторых, сварка нарушит цинковое покрытие (это решаемо, конечно, но пришлось бы покупать цинковый спрей-аэрозоль), в-третьих, ради сварки пришлось бы демонтировать весь поликарбонат вместе с коньком, а вторичная сборка — это риск нестыковок, потери погодной герметизации (дождевых протечек) и «увода» конька. Применение резьбового крепления, против сварки, в данном случае я считаю оправданным.
В ближайшем строительном гипермаркете была куплена алюминиевая труба квадратного сечения 25x25 мм. Под каждую форточку из данной трубы я сделал поперечную балку и, для поддержки от провисания, от середины балки вверх пустил фермовую стойку до конька.
Балка опирается на стеновые прогоны и крепится к ним уголками.
Комплектные кронштейны актуаторов крепятся к балке и к раме форточки. Штифты чуть сдобрил литолом.
В этой части обзора вполне уместным будет показать видео, на котором обозреваемый актуатор закрывает форточку теплицы.
Согласно алгоритму, это происходит на закате. Прошу прощения за не очень яркое видео.
Пожалуй, об актуаторах в рамках данного обзора я рассказал всё. Тот, кто спешит, и кому дальше не интересно, может закрывать вкладку.
Но было бы нечестным с моей стороны дальше не рассказать об автоматизации теплицы.
Я не считаю себя специалистом-огородником, я не нахожу в себе склонности к земледелию, я не могу оценить свои знания в этой области хоть сколько-нибудь высоко. Но, работая над этим проектом, я прокурил огромное количество интернет-ресурсов, перелопатил достаточное количество литературы и теперь, определённо, о выращивании огурцов и помидоров я знаю гораздо больше, чем в начале работы. :)
Вся проблема в том, что садоводы-огородники, чаще всего, свою работу(хобби) видят как некую эмоционально-творческую область. И делятся опытом, устным или письменным (в литературе, на форумах, на сайтах), чаще всего, используя ту же эмоциональную «призму»:
«Рассаду высаживаем с наступлением устойчивого тепла», «Если лето дождливое, поливаем реже», «Чтобы листва не сгорела, надо проветривать парник», «Обильность полива определяется потребностью растения» (нормально, да?), «Огурцы до цветения поливают менее активно, чем в период цветения», «Томаты в период цветения требуют больше воды, чем в период плодоношения».
Им-то хорошо. Меня же, как человека с высшим инженерским образованием, да ещё и сисадмина, такие расплывчатые формулировки просто сводили с ума: мне нужны чётко сформулированные и формализованные условия. Вы мне лучше скажите даты полива и интервалы в днях, вы мне дайте объём воды на квадратный метр или в литрах в минуту, задайте мне температуру для проветривания, привяжите эти ваши «периоды цветения-плодоношения» к датам… Эх. Никто мне такого, конечно, предоставлять не собирался. Пришлось ко всему приходить самостоятельно.
Итог длительного погружения в увлекательный мир агро-информации у меня вылился в следующий алгоритм, реализованный в контроллере теплицы:
Немного об аппаратной части проекта.
• Ардуина. Взял в конструкцию Мегу 2560 R3. У меня довольно много периферии к ней подключено. Уны не хватает по количеству ног. Заморачиваться со сдвиговыми регистрами для клавиатур-релюшек не захотелось, да и всё равно не хватает. Слушайте, ну «Ардуино-мега» нынче на Али — это всего 6 баксов. Чего там мелочиться-то…
• Часы. Я уже когда-то в одном из комментариев написал, что с давних-давних лет, ещё с первых электронных часов на К155 и К514ИД1 + АЛС304, я мечтал создать устройство, чтобы ему не надо было устанавливать каждый раз время, и чтобы оно (время) само восстанавливалось после сбоев по питанию. С появлением интернетов и NTP эта мечта стала вполне осуществимой :)
Но не для данного случая. Как я писал выше, бóльшую часть времени на даче никого нет. Поэтому ставить роутеры, коннектить 3G-модемы, поднимать внешние антенны (у нас приём неважнецкий), покупать симку, да плюс оплачивать, пусть небольшой, но тариф — и всё это заради нескольких NTP-пакетов? Нет, не в данной ситуации. Тут есть более элегантное решение. GPS. Уж где-где, а в теплице помех для приёма точно не будет. Плюс, мне всё равно нужно рассчитывать восходы/закаты. А для этих астровычислений нужно знать время (дату) и координаты на местности. Так что тут данное решение даёт фору любому другому: никаких менюшек с установками времени/дат, никаких констант в коде с координатами из гугломапсов. Вообще никакого вмешательства человека: подали питание — и коробочка сама разберётся, сколько сейчас времени, где она находится, и когда тут восходы/закаты. Справедливости ради, в скетче установить часовую зону один раз всё-таки придётся :)
Алгоритм синхронизации времени с GPS я сделал универсальным, под будущие реализации в других девайсах. На всякий случай сделал две кнопки для ручной установки часов-минут, но даже выводить наружу не стал, незачем. Синхронизированное время периодически пишу в EEPROM. Так что сразу после подачи напряжения девайс берёт время оттуда. Оно, конечно, неточное, но это лучше, чем каждый раз начинать с 00:00 01 января. А потом, по мере нахождения спутникового сигнала, это недостоверное время уточняется. Выставленное с кнопок вручную время более приоритетно по отношению к скомпрометированному, считанному из EEPROM. Полученное без ошибок время с GPS ещё более приоритетно. Мозгов ардуины вполне хватает для разбора символьного потока с GPS-приёмника, контроля ошибок и пересчёта времени под выставленную часовую зону, без ущерба для работы по основному алгоритму…
GPS модуль брал такой. *Все приводимые тут и далее ссылки имеют лишь иллюстративный характер. Вероятнее всего, сегодня можно купить аналогичный товар у другого продавца дешевле.
• Шаровые краны с приводом. Брал у этого продавца. Брал несколько раз. Брал не одну штуку. Брал в разное время. Очень доволен продавцом и товаром. Для дачной автоматизации — идеальный вариант. Цена $19.99 выглядит вполне адекватной (данная цена периодически бывает у этого продавца). Я их перебирал, смазывал силиконовой смазкой редуктор (там суховато изначально). Для квартиры, конечно, лучше, всё-таки, что-то посолиднее и понадёжнее (от того же Гидролока, например), а для дачи — отличные.Ток открытия/закрытия 30mA при 12v. Время открытия/закрытия около 5-8 секунд. Управление открытием/закрытием — такое же, как было описано выше для актуаторов.
В данной конструкции у меня их трудится три — для полива огурцов, помидоров и грядок возле дома.
• Реле. Мне в данной конструкции потребовалось 10 переключающих реле (2 актуатора+3 шаровых крана, по паре на каждый мотор). Можно сделать самому (каждая релейная ячейка — это транзисторный ключ на маломощном транзисторе + само реле, ну, для эстетов ещё +оптрон). Можно купить нужное количество модулей на нужное суммарное количество ячеек. Каждый решит для себя сам.
• LCD индикатор 1602. (16 символов, 2 строки). Русифицированный. Я не покупал (русифицированные как-то значительно дороже в Китае), нашёл старый Datavision жёлто-зелёный с подсветкой, в какой-то старой конструкции. Разумеется, подойдёт любой русифицированный индикатор на 2 строки по 16 символов, совместимый с HD44780.
• Датчик температуры DS18B20 в герметичном исполнении, типа такого.
• Управляемый клапан. Для кратковременного периодического дождевания. Шаровой вентиль тут избыточен: и дорого, и медлительно. Взял вот такой. Пока работает нормально. Реле для него использовать не стал: клапан будет довольно часто включаться/выключаться. Транзисторный ключ для данного случая гораздо надёжнее, да и тише.
• Для управления проточным водогреем просто напрашивается твердотельное реле FOTEK. Важно только, чтобы это была версия, управляемая постоянным низковольтным напряжением.
Для полива воду нет смысла греть горячее, чем «слегка тёплая вода». Поэтому в алгоритме я предусмотрел «макро-ШИМ» для выбора мощности нагревателя: в полуторасекундном цикле управляющее напряжение подаётся на определённое число полусекунд, т.е. мы имеем четыре ступени заполнения, а, значит, и регулирования мощности; инерционности нагревателя вполне хватает для сглаживания таких интервалов. Нужное значение нагрева устанавливается один раз, в зависимости от давления в системе и скорости прохода воды через капельницы.
• Дождеватель. Брал вот такой. «Дымит» хорошо при давлении от обычного водопровода. Взвесь, конечно, не такая мелкая, как после ультразвукового увлажнителя, это именно орошение, типа как из ручного пульверизатора. Но для охлаждения вполне подходит. Важный момент. Посадочная резьба не привычная 1/2", а M14x1.5. Это есть в описании товара у продавца. Так что подключить её к садовому водопроводу — задача довольно нетривиальная и творческая. Я нашёл на рынке у мужиков переходник на стандартные 1/2". Но, в принципе, были и другие варианты подключения.
• Кнопки, рокерные переключатели, разъёмы — по вкусу. Я применял свои любимые 2РМ18Б7 (со сдабриванием резьбы силиконовой смазкой) и РС4ТВ. Но это остатки с давних советских запасов, сейчас такое покупать очень дорого. Впрочем, на Али есть какие-то «авиационные» GX… Словом, эту часть каждый решит по-своему. Текста и без того довольно много, нет смысла на этом акцентироваться.
Конструктивно, как я уже говорил, вся система разделена на две разнесённые в пространстве части: первичная находится возле дома, в ней располагаются фильтр очистки воды, водогрей, силовая часть: твердотельное реле для управления водогреем, источник питания постоянного тока 12V, и, заодно, управляемый вентиль полива грядок (они возле дома). Эта часть системы оформлена в металлическом навесном электрошкафу; 3,5 киловатта и хороший напор воды, — как-то без металлического шкафа мне не «комильфо».
Вторичная часть находится внутри теплицы. Она оформлена в гермобоксе. До неё тянется шланг с водой и гибкий пятижильный кабель с максимальным напряжением 12V. Тут уже располагаются клапана и шаровые вентили для полива секции огурцов и помидоров, для дождевания, многочисленные реле для реверсивного управления актуаторами и шаровыми вентилями, вся электроника, включая ардуину.
Изюминка проекта в том, что в теплицу по одному шлангу подаются либо холодная, либо подогретая вода, ардуина по кабелю командует твердотельным реле в первичном блоке, оно либо включает, либо отключает проточный водогрей. Вода подогревается только для полива, для дождевания и в остальное время она остаётся холодной. Очевидно, что в первые секунды полива объём воды, оставшийся в шланге между первичным и вторичным блоком, не будет подогрет водогреем, но поливать им безопасно, ведь эта часть воды прогрета естественным образом.
Вот блок-схема, иллюстрирующая пространственное разделение блоков:
Алгоритм ардуины описан выше.
Электрическая принципиальная схема довольно очевидна и скучна, но, раз уж начал рассказывать, приведу и её:
Небольшая зарисовка об этапах постройки системы.
О первичном блоке рассказывать особо и нечего, там всё понятно.
Вот промежуточный этап постройки первичного блока:
Фильтр подключён гибкой подводкой, поскольку его периодически надо будет обслуживать. Всё остальное сварено из полипропиленовых водопроводных труб.
Как видно по фото, внутри шкафа уже установлен белый пластмассовый электрощиток, там уже смонтированы автоматы и установлено твердотельное реле. Обратите внимание, от реле мы видим только переднюю часть, без подложки. Всё дело в том, что задняя часть с радиатором находится за плоскостью пластмассового щитка. Я вынес радиатор, чтобы он грел не щиток, а пространство внутри металлического шкафа. Щиток отодвинут от дна металлического ящика на шпильках.
Если посмотреть от фильтра вдоль дна ящика вниз, то картинка будет вот такая:
Видны рёбра радиатора и полипропиленовая труба, закрытая на предыдущей картинке корпусом пластмассового электрощитка. Чуть позже в него установится и блок питания.
Готовый первичный блок, уже установленный на своё место под навес и введённый в эксплуатацию, выглядит так:
Обратите внимание на цвет фильтра. Он был белоснежный при покупке. Система пока отработала чуть больше месяца. Это к разговору о целесообразности фильтрования воды даже для садового полива.
Для блока теплицы я выбрал пластиковый герметичный корпус Шнайдеровского электрощитка для наружной проводки.
Вот самое начало постройки блока. Сваренную водозапорную часть я примеряю в корпус. Затем внизу просверлятся отверстия, в которые выйдут резьбы фитингов.
Шаровые вентили мне тут нужны исключительно в качестве дросселирующих элементов: когда на грядки будут установлены капельницы, вентили будут нужны при настройке объёмов полива.
Затем в этом корпусе разместится вся электроника.
По какой-то причине я не делал фоток этого этапа. Но там особых хитростей нет. Несколько плат у меня разместились выше труб на задней стенке и на «потолке» ящика. Это сделано для того, чтобы в случае протечки не залить электронные компоненты. В нижней части, помимо отверстий для резьбовых подключений, просверлены отверстия для разъёмов подключения кабеля, термодатчика, приводов форточек.
Старался, чтобы выглядело не колхозно.
Блок теплицы у меня получился вот таким:
Потом закупались шланги, капельницы в комплекте с фитингами, и всё это, вместе с первичным и тепличным блоками, вывозилось на место. Где и монтировалось. И отлаживалось. И настраивалось.
Рассказывать об этом я смысла особого не вижу. Тот, кто будет повторять данный опыт всё равно эти проблемы уже решать не будет, (они уже учтены в конструкции), а под каждую индивидуальную ситуацию всё равно будет нужно индивидуальное решение.
Однако, опишу немного граблей и подводных камней, для тех, кто пойдёт следом за мной.
Я не стесняюсь об этом говорить. Надеюсь, это кому-то поможет в будущем.
Главной моей ошибкой была идея использовать модные садовые клик-коннекторы. Мне казалось это хорошей идеей — система легко разбирается на зиму, легко масштабируется, единый «стандарт» на огороде, опять же. В первой версии всё было собрано именно так. Идея оказалась не очень хорошей, эти коннекторы совершенно не держат длительного давления стандартного водопровода. Нет, для садового полива (еврокуб, бочка на крыше, полив не больше часа-двух) — это замечательное решение, правда. Но при длительном постоянном давлении водопровода эти коннекторы начинают течь, причём, в совершенно неожиданных местах: где-то зубцы не удерживают шланг и он «уползает», хотя был зажат очень туго, где-то начинает течь между посадочной втулкой и шлангом, где-то — при незначительном движении, вроде бы, хорошо защёлкнутого коннектора, из-под резинового колечка. Я потратил несколько дней, не буду утомлять читателей подробностями, но чёткого и надёжного результата не получил. Словом, в той части, где давление присутствует всегда (между вводным краном и первичным блоком, между двумя блоками) эти коннекторы были заменены привычными всем штуцерами с обжимными хомутами. Проблема решилась моментально. Клик-коннекторы остались только в той части, которая работает на время полива.
Вторая собака оказалась зарыта там, где я её совсем не ждал, в фотековском твердотельном реле. На нём самом ясно написано, что оно управляется постоянным напряжением довольно широкого диапазона от 3V до 32V. Этого утверждения мне показалось достаточно, чтобы уверовать, что уж TTL-совместимые уровни будут им управлять вполне чётко. И, действительно, весь этап постройки и наладки «на столе», мой фотек радостно мигал красным контрольным светодиодом. В готовом изделии «в поле» мне потребовалось полдня, чтобы понять простую вещь: зажигание контрольного светодиода говорит лишь о наличии управляющего напряжения на реле, но никак не об открытии вторичной силовой цепи. Ещё раз. Контрольный диод в реле, да, действительно зажигается даже от трёх вольт. Надёжное открывание симисторной части начинается примерно вольт от девяти. Запараллеливание двух ног (я думал, что недостаточно тока), также не приводит к открыванию реле, ему банально нужно бóльшее напряжение. Поставил четырёхногий оптрон, который транзисторной частью включает фотек от двенадцати вольт, проблема решилась. Бонусом — опторазвязка всей схемы от силового элемента китайского производства, который управляет нагрузкой 3,5kW и находится недалеко от воды.
Ещё акцент, хотя и не «грабля». При настройке системы я использовал адаптер питания 12V 1,5A. Всё вполне работало. На практике же, в холодную погоду в актуаторах подгустевала смазка, токи становились существенными, наблюдались просадки напряжения. Впрочем, выше, в рассказе об актуаторах, я об этом говорил. Это надо иметь в виду. В готовой конструкции установлен блок питания на 12V 5A.
Ещё маленькая ремарочка, о которой говорят постоянно и которая уже набила оскомину. При подключении далассовских датчиков подтягивавйте линию к плюсу. Не надо надеяться, что китайцы поставят подтягивающий резистор внутри герметичной гильзы термометра. Не поставят. Я просто решил акцентировать на этом внимание, вдруг кто-то из новичков не знает.
Ещё я немного доделывал транзисторный ключ, управляющий клапаном дождевания. В первой версии это был просто n-канальный IRFZ44N; он у меня нашёлся в тумбочке, его и применил. Всё работало. Клапан уверенно открывался логической единицей и закрывался логическим нулём. Ну тут уже заговорил перфекционизм. В момент инициализации, ардуина на всех ногах устанавливает уровень, отличный он нуля. И такой ключ оказывался включённым. Т.е. при каждой инициализации или перезагрузке контроллера у меня на несколько секунд включалось дождевание. Мне не понравилось. Добавил ещё один инвертирующий каскад на биполярном npn-транзистре, найденном в той же тумбочке. Теперь дождевание включается только при низком логическом уровне на ноге, а уж его устанавливает исключительно программа.
На приведённой выше электрической схеме все перечисленные ремарки учтены.
Так смотрится готовая система в интерьере теплицы:
Чуть позже. Рассада успела подрасти:
Вот такая получилась конструкция. О выводах ещё говорить рано, система не проработала даже первый летний сезон.
Те пару недель, пока писалась и готовилась эта статья, я успел немного понаблюдать за внедрённой и отлаженной системой. В принципе, если это и не «умная» теплица (я очень осторожно отношусь к данному термину, даже не стал выносить это в заголовок), то она уже на верном пути. Дождевание себя показало с хорошей стороны, в жаркий солнечный день превышение температуры, конечно, всё равно было зафиксировано, но эффект явен и ощутим. Подогревание воды работает, но скорость потока довольно высока, макро-ШИМ, по большому счёту можно было не делать: на время полива водогрей работает постоянно. Форточки открываются/закрываются вполне адекватно, к ним вопросов нет никаких. Досветку фитолампами в этом году я и не планировал, поэтому эта часть автоматизации закончилась пока на этапе логических уровней на ноге контроллера, в следующем году, если будет потребность, дострою ей силовую часть и подключу лампы.
Дальнейшее развитие конструкции я вижу в дооснащении её датчиком ветра (направление ветра мне не так важно, важна скорость) +(программное отслеживание порывов) и датчиком дождя. Оба датчика будут работать на закрывание форточек в критических погодных условиях.
На момент публикации статьи, уже закуплен на ебее чашечный анемометрический датчик и коромысельный датчик осадков.
Так или иначе, конструкция предоставляет широкий простор для творческой фантазии.
Главное, ради чего всё это писáлось. Я искренне надеюсь, что моя статья предоставит достаточное количество идей и информационной помощи тем, кому эта сфера интересна, кто тоже увлекается дачной автоматизацией. А, возможно, кому-то послужит недостающим импульсом для начала собственного творчества и реализации собственных идей.
И последняя нота: не надо пытаться считать на калькуляторе экономический эффект и окупаемость этой системы. Понятно, что помидорина окажется золотая. Этот проект надо рассматривать как реализацию хоббийной творческой идеи, ну и утверждение «я это смог построить, было интересно», а DIY никогда не бывает дешёвым.
Именно поэтому я бы не стал отвечать на вопросы типа «А не думал ли автор запускать это в серию, я бы купил». Нет, не думал запускать. По таким ценам никто не купит, это неокупаемо в существующем виде. Но это работает, это прикольно и это радует. А, значит, результат достигнут.
PS: Никто ничего для обзора не предоставлял и не спонсировал. Всё, что описано в конструкции, покупалось в разное время за свои собственные деньги или было найдено в собственных закромах.
Добавление спустя год эксплуатации.
Проект пережил зиму, весну и половину нового лета.
Пришла пора подвести некоторые итоги и сделать выводы.
1. Первое и главное.
За это время я сделал то, что публично обещал в комментариях ниже и о чём сам прекрасно знал. Удалённую часть с нагревателем, фильтром и силовой электрикой я разнёс на два независимых ящика. Теперь «вода» — отдельно и «силовое электричество» — отдельно. В новый ящик из большого я вынес автоматы, твердотельное реле с радиатором и блок питания, в старом остался только фильтр и водогрей.
Так стало гораздо правильнее.
2. В этом году я увеличил количество форточек до четырёх. Потому что той пары штук (это то, что выше в обзоре) оказалось мало. Не было достаточного движения воздуха. У томатов, таки, к осени вылез фитофтороз. :( Они любят сквозняк. Поставил ещё две. Соответственно, закупил ещё два актуатора. Теперь и в секции огурцов, и в секции помидоров по две управляемые форточки по разные стороны конька теплицы.
Алгоритм движения приводов модифицировал так, что вторая пара приводов начинает двигаться только после остановки первой пары. Всё дело в том, что все четыре привода одновременно потребляют очень большой стартовый ток, особенно на открывание, когда форточки надо тащить вверх. Разнёс это по времени, секунд на 30.
Если не хватит и четырёх форточек, в следующем году приспособлю принудительное движение воздуха у поверхности земли вентиляторами.
3. Два добавочных актуатора не потребовали увеличения числа реле в конструкции. Поскольку шаровыми приводами теперь управляют L293D. Спасибо Юрию, я и сам знал, да он ещё и подтолкнул в эту сторону. Освободившиеся от кранов реле и пошли на управление актуаторами.
4. Был ещё один фейл, серьёзный, и тоже из-за непродуманности конструкции. Я, как и писал выше, не стесняюсь писать о «граблях», по которым прошёл. Наоборот, я надеюсь, что это поможет другим, кто это будет читать после.
Я устранил главное слабое место: я разнёс по разным ящикам то, что было «удалённой частью».
Но было неправильно и внутри теплицы объединять в одном корпусе ардуину/мозги/управление и гидрозапорную арматуру. Это-то я пофиксить тогда и не успел. В середине прошлого лета прямо внутри контроллера теплицы образовался, хм.., маленький «бассейн». Один из полипропиленовых фитингов, как оказалось, имел заводской брак, он лопнул в резьбовой части. Образовался свищ. Вода внутри корпуса контроллера коротнула по питанию.
Как же хорошо, что я применил разделение в пространстве сетевой и низковольтной части! Десять раз уже порадовался этой идее. В силовом щитке от короткого по цепи 12V сгорел китайский БП (да-да, китайская защита от КЗ, верим-верим), внутри же контроллера накрылся модулёк LM2596. И это все потери. Ну. Совсем невеликая плата за хороший урок.
БП в щите поменял на другой. LM2596-модуль в контроллере поменял на KIS. Всё включилось и заработало дальше. Шаровые и клапан вынес из корпуса контроллера на поверхность земли, к грядкам и шлангам. Больше проблем никаких не было.
5. Актуаторы. Они не пережили зиму. Китайская IP54. Скажу точнее. Не пережили зиму концевики внутри актуаторов. Всё остальное: моторы, редукторы, механика — вполне. Но замена концевиков — это полностью разбор всего актуатора, поэтому, попутно по ходу работы, я и смазки набил в редуктор погуще, и герметиком стыки пролил пощедрее. Так что в нашей климатической полосе надо это учитывать. Подключил актуаторы через GX12-3, теперь буду уносить их на зиму, благо крепёж простой — достать шплинты, вынуть штифты. Да, концевики в актуаторах специфичные, кому это интересно, наши ПМ22 не подойдут по габаритам, хотя и похожи внешне, но там всё очень точно. Подходящие нашлись только на Тао и Yoycart; ни на Али, ни на Ebay в тот момент таких не находилось.
6. Запустил в эксплуатацию погодный модуль. Ураганы и дожди этого года не дадут соврать — метеомодуль для теплицы очень нужен. Без него эксплуатация совсем не та. Построй я его в том году, может, и актуаторы бы зиму пережили.
7. О конструкции в целом.
Анализируя весь прошлый сезон, могу сказать, что мне практически не пришлось бегать/прыгать вокруг теплицы, чтобы что-то презапустить/доделать. Конструкция отработала вполне стабильно и надёжно. Разочарования абсолютно не принесла. Желания «бросить эту неудачную глупость» не возникло ни разу. Как видно из самого факта написания этого дополнения, наоборот, пока она способна заинтересовывать, пока я настроен её развивать и дополнять новыми фишками.
Спешу успокоить, нет-нет, никаких повторений.
Нисколько не пытаясь принизить замечательный опыт Юрия, расскажу о своей реализации данного проекта. Справедливости ради, общего в наших с ним реализациях будет совсем немного; пожалуй, только использование актуаторов в качестве приводов форточек, использование ардуины в качестве мозга, да герметичный DS18B20 в качестве датчика температуры.
А дальше начинаются различия.
И этих различий множество.
1. Юрий, как я понимаю, используют дачу в качестве всегодичного жилья, он может себе позволить поднять там вай-файную сетку для периферии, делать веб-интерфейсы для датчиков и т.д, и прочее.
Мои условия прямо противоположны. Дача — это дача, куда приезжают, в основном, на выходные дни. Веб-интерфейсы никому не нужны — туда попросту некому смотреть, всю трудовую неделю никого в округе нет, а на выходных все или на грядках или за столом :). Управление из-под андроидов-айосов — это, конечно, понтово — но, допустим, моей тёще это определённо не надо, по известной причине. Поэтому мой проект, в смысле интерфейса, максимально прост, самодостаточен и аскетичен.
Теплица просто молча делает своё дело. Есть ЖК-дисплей и несколько кнопок, но предполагаю, что за сезон к ним никто ни разу не подойдёт кроме меня.
1а. Теплица должна не управляться с кнопок или веб-интерфейса, а сама принимать решения о поливе, проветривании, открывании окон и т.д.
2. Я, в отличие от Юрия, принципиально не согласен вести питание 220v через весь огород к теплице. Даже в гофре или в трубах. Мой вариант предполагает разделение всей начинки на две разнесённые в пространстве части: первичный блок, который будет находиться у дома под навесом, и, собственно, блок теплицы. В первичном блоке будет вся силовая часть, к теплице потянется только низковольтный кабель и водопроводный шланг. Все датчики и прочие ардуины будут работать в теплице, но сетевого напряжения там не будет.
С учётом того, что в проекте для полива будет применяться подогретая вода (я это реализую с помощью проточного водогрея), отказ от прокладки силовых кабелей на значительные расстояния по огороду (возможно, даже через грядки и борозды) становится принципиальным, учитывая токи для проточного подогрева воды.
Для себя я сформулировал следующие тезисы для реализации в проекте:
Требования
• Теплица двухсекционная (т.е. с перегородкой внутри). Помидоры и огурцы — в разных зонах. Надо обеспечить правильные условия (полив, проветривание) для каждой их двух зон.
• Полив тёплой водой. Могут быть разные взгляды на выращивание овощей, разные авторы дают разные советы. Но все, как один, словно сговорились: поливать надо тёплой водой, а не холодной из магистрали. У меня нет на огороде накопительной ёмкости. У меня нет желания её организовывать а потом бороться с органикой внутри и на стенках. У меня нет желания строить вышку для напора, её наполнять а потом периодически чистить или искать засоры в капельных шлангах. А вот официальная (со счётчиком) магистраль с холодной водой и хорошим давлением у меня есть. Автоматизации это поддаётся очень легко: хоть клапаны, хоть шаровые вентили с приводом. И у меня есть возможность позволить себе проточное подогревание на время полива.
• Максимальная автономность. Минимальное вмешательство человека. Способность восстанавливать правильную работу после случайных сбоев и просадок электричества/воды/и т.д.
• Без часов реального времени не обойтись. Мне нужно время, мне нужны даты и мне нужны восходы/закаты.
• Мне нужно следить за температурой в теплице. Снаружи теплицы мне температура не особо интересна, она никак не влияет на алгоритмы выращивания в теплице.
• Проветривание каждой из двух зон.
• В случае сильной жары даже при открытых форточках, в зоне огурцов я буду применять дождевание: периодическое опрыскивание водяной взвесью холодной воды. Это, вкупе со сквозняком от двух открытых форточек, будет эффективно снижать жару.
• Заодно можно бы поливать грядки возле дома и вокруг теплицы.
• Полив тёплой водой. Могут быть разные взгляды на выращивание овощей, разные авторы дают разные советы. Но все, как один, словно сговорились: поливать надо тёплой водой, а не холодной из магистрали. У меня нет на огороде накопительной ёмкости. У меня нет желания её организовывать а потом бороться с органикой внутри и на стенках. У меня нет желания строить вышку для напора, её наполнять а потом периодически чистить или искать засоры в капельных шлангах. А вот официальная (со счётчиком) магистраль с холодной водой и хорошим давлением у меня есть. Автоматизации это поддаётся очень легко: хоть клапаны, хоть шаровые вентили с приводом. И у меня есть возможность позволить себе проточное подогревание на время полива.
• Максимальная автономность. Минимальное вмешательство человека. Способность восстанавливать правильную работу после случайных сбоев и просадок электричества/воды/и т.д.
• Без часов реального времени не обойтись. Мне нужно время, мне нужны даты и мне нужны восходы/закаты.
• Мне нужно следить за температурой в теплице. Снаружи теплицы мне температура не особо интересна, она никак не влияет на алгоритмы выращивания в теплице.
• Проветривание каждой из двух зон.
• В случае сильной жары даже при открытых форточках, в зоне огурцов я буду применять дождевание: периодическое опрыскивание водяной взвесью холодной воды. Это, вкупе со сквозняком от двух открытых форточек, будет эффективно снижать жару.
• Заодно можно бы поливать грядки возле дома и вокруг теплицы.
Из условий становится понятно, что актуаторов мне надо два. Дороговато, но что поделать — альтернатив я не нашёл. А проветривать только одну секцию теплицы бессмысленно.
Мне нужна была версия 12V 200mm.
Выбор именно этого лота обусловлен тем, что на момент заказа это была самая низкая цена. Порадовало, что вместе с актуаторами в комплекте идут крепёжные кронштейны, штифты и даже шплинты для фиксации штифтов; очень приятно. Продавец понравился, отправил довольно быстро, претензий нет.
На момент первого выдвижения штока мне показалось, что смазки маловато, шток был почти сухой. Литола мне не жалко, обильно смазал и вдвинул-выдвинул пару раз.
Рассмотрим актуатор чуть подробнее и измерим его габариты.
В исходном состоянии межосевое расстояние составило ~318мм
При полностью выдвинутом штоке получим ~510мм
С учётом поправок и неточностей, 200мм хода мы получили. Отлично.
Диаметр отверстия под штифт составляет 6 мм
Ещё габариты
Диаметр штока:
Измеренные характеристики:
При питании напряжением 12V потребляемый ток при движении ненагруженного штока составил около 700mA.
Нагрузил шток мышечными усилиями, получил что-то около 1,2А.
Продавец говорит, что при механической нагрузке возможны значения до 3А.
Время полного выдвижения штока — 28 секунд.
Продавец говорит, что штатным будет время до 40 секунд.
Продавец заявляет класс защиты IP54. Это означает, что актуаторы пылезащищённые (при этом некоторое количество пыли может проникать внутрь, однако это не нарушает работу устройства), и что актуаторы брызгозащищённые (т.е. капли и брызги в любом направлении не помешают работе устройства). Вполне похоже на правду. Нас для автоматизации теплицы такой класс защиты вполне устроит.
Актуатор имеет два контакта для подключения. Направление движения штока (выдвигание/задвигание) осуществляется изменением полярности. С подачей напряжения начинается движение штока. Внутри актуатора стоят два концевых микропереключателя, так что в крайних положениях штока двигатель останавливается даже при подведённом питании. Алгоритм управления очевиден: для движения штока подаём напряжение нужной полярности на время, чуть превышающее время движения штока, для быстрой остановки замыкаем оба контакта двигателя. Всё управление сводится к паре переключающих реле:
Можно, конечно, сделать мост из четырёх переключающих транзистора и включить мотор в диагональ, но это будет несколько дороже и сложнее, хотя и надёжнее. Меня же способ на двух реле вполне под данные условия устраивает. С учётом того, что у нас актуаторов будет два, релюшек нам потребуется четыре. Ну, а если учитывать, что у нас будет ещё несколько шаровых кранов, то и модуля на 8 реле будет маловато. В моём проекте трудятся три шаровых крана (полив огурцов, полив помидоров, полив грядок возле дома) и два актуатора (форточка огурцов и форточка помидоров). Итого десять реле.
Данные актуаторы не имеют защиты от нештатного заклинивания. А специально конструировать её я тоже не вижу резонов:
• форточки у меня располагаются на крыше теплицы, вероятность случайного попадания в них людей или живности очень низка.
• время движения штока чуть больше двадцати пяти секунд, за это время любой мыслящий организм успеет принять меры, чтобы уйти с траектории медленно закрывающейся форточки.
• после тридцати секунд мотор всё равно будет обесточен и остановится, так что дальнейшего усилия привод создавать не будет. Кому надо — тот освободится. А форточка всё равно «зависшей» не останется надолго — алгоритм в полночь «на всякий случай» контрольно закрывает все краны и форточки.
О конструкционном внедрении приводов в конкретной теплице.
Тут, конечно, пришлось поразмыслить. Мне не хотелось применять сварку. Во-первых, качественно варить я не умею. Во-вторых, сварка нарушит цинковое покрытие (это решаемо, конечно, но пришлось бы покупать цинковый спрей-аэрозоль), в-третьих, ради сварки пришлось бы демонтировать весь поликарбонат вместе с коньком, а вторичная сборка — это риск нестыковок, потери погодной герметизации (дождевых протечек) и «увода» конька. Применение резьбового крепления, против сварки, в данном случае я считаю оправданным.
В ближайшем строительном гипермаркете была куплена алюминиевая труба квадратного сечения 25x25 мм. Под каждую форточку из данной трубы я сделал поперечную балку и, для поддержки от провисания, от середины балки вверх пустил фермовую стойку до конька.
Балка опирается на стеновые прогоны и крепится к ним уголками.
Комплектные кронштейны актуаторов крепятся к балке и к раме форточки. Штифты чуть сдобрил литолом.
В этой части обзора вполне уместным будет показать видео, на котором обозреваемый актуатор закрывает форточку теплицы.
Согласно алгоритму, это происходит на закате. Прошу прощения за не очень яркое видео.
Пожалуй, об актуаторах в рамках данного обзора я рассказал всё. Тот, кто спешит, и кому дальше не интересно, может закрывать вкладку.
Но было бы нечестным с моей стороны дальше не рассказать об автоматизации теплицы.
Я не считаю себя специалистом-огородником, я не нахожу в себе склонности к земледелию, я не могу оценить свои знания в этой области хоть сколько-нибудь высоко. Но, работая над этим проектом, я прокурил огромное количество интернет-ресурсов, перелопатил достаточное количество литературы и теперь, определённо, о выращивании огурцов и помидоров я знаю гораздо больше, чем в начале работы. :)
Вся проблема в том, что садоводы-огородники, чаще всего, свою работу(хобби) видят как некую эмоционально-творческую область. И делятся опытом, устным или письменным (в литературе, на форумах, на сайтах), чаще всего, используя ту же эмоциональную «призму»:
«Рассаду высаживаем с наступлением устойчивого тепла», «Если лето дождливое, поливаем реже», «Чтобы листва не сгорела, надо проветривать парник», «Обильность полива определяется потребностью растения» (нормально, да?), «Огурцы до цветения поливают менее активно, чем в период цветения», «Томаты в период цветения требуют больше воды, чем в период плодоношения».
Им-то хорошо. Меня же, как человека с высшим инженерским образованием, да ещё и сисадмина, такие расплывчатые формулировки просто сводили с ума: мне нужны чётко сформулированные и формализованные условия. Вы мне лучше скажите даты полива и интервалы в днях, вы мне дайте объём воды на квадратный метр или в литрах в минуту, задайте мне температуру для проветривания, привяжите эти ваши «периоды цветения-плодоношения» к датам… Эх. Никто мне такого, конечно, предоставлять не собирался. Пришлось ко всему приходить самостоятельно.
Итог длительного погружения в увлекательный мир агро-информации у меня вылился в следующий алгоритм, реализованный в контроллере теплицы:
Продукт моего интеллектуального труда
Полив огурцов.
• Производится тёплой водой.
• Начинается с закатом.
• Продолжительность полива:
— до 20 мая — в течение 8 минут ( по расчёту 3 л/м2);
— с 20 мая по 10 июня — в течение 10 минут ( по расчёту 5 л/м2);
— с 10 июня по 15 сентября — в течение 16 минут ( по расчёту 9 л/м2);
— после 15 сентября — в течение 8 минут ( по расчёту 3 л/м2).
• Интервал полива огурцов – один раз в 2 дня.
Полив помидоров.
• Производится тёплой водой и при открытой форточке.
• Начинается в 17 часов
• Продолжительность полива – 20 минут (по расчёту 5л на растение).
• Интервал полива помидоров:
— до 30 мая – один раз в 7 дней;
— с 30 мая по 15 июля – один раз в 4 дня;
— с 15 июля по 15 августа – один раз в 3 дня;
— после 15 августа – один раз в 9 дней.
Для тех, кто сразу не заметил разницы.
Огурцы поливаются различным объёмом (выраженным во времени полива), в зависимости от фазы развития растения при фиксированной периодичности полива.
У помидоров же фиксирована обильность полива при различной периодичности полива, в зависимости от фазы развития.
Полив грядок возле дома и вокруг теплицы.
• Производится тёплой водой один раз в 4 дня.
• Начинается в 21-30
• Продолжительность полива – 30 минут.
Форточки.
• Открывание форточек производится при +18°C в течение светового дня.
• Закрывание форточек производится при +17°C.
• Форточки в любом случае будут закрыты с закатом.
• Форточка секции помидоров открывается на время полива помидоров для снижения риска фитофтороза.
Дождевание.
• Для понижения температуры в секции огурцов с целью предотвращения стерилизации пыльцы и подгорания листьев, предусмотрено мелкодисперсное дождевание холодной проточной водой при открытых форточках.
• Дождевание производится в течение всего светового дня при превышении температуры в теплице +35°C
• Дождевание осуществляется короткими двухсекундными импульсами с минутным интервалом. Сравнительно малое время разбрызгивания каждой порции выбрано с целью предотвращения сильного залития грядок под дождевателем и возможности испарения значительной доли распылённой порции.
Досветка.
В общем, я не планировал реализовывать это на данной стадии автоматизации теплицы. Эта функция у меня получилась сама собой, рикошетом.
Но раз уж это всё равно уже получилось в алгоритме, почему бы и не реализовать.
• Досветка фитолампами привязана к наступлению заката. Алгоритм позволяет установить фиксированное опережение или отставание включения ламп относительно точки заката. В моём случае включение досветки опережает закат на 2 часа.
• Продолжительность досветки в моём случае — 4 часа; впрочем, любая переменная легко настраивается.
• Производится тёплой водой.
• Начинается с закатом.
• Продолжительность полива:
— до 20 мая — в течение 8 минут ( по расчёту 3 л/м2);
— с 20 мая по 10 июня — в течение 10 минут ( по расчёту 5 л/м2);
— с 10 июня по 15 сентября — в течение 16 минут ( по расчёту 9 л/м2);
— после 15 сентября — в течение 8 минут ( по расчёту 3 л/м2).
• Интервал полива огурцов – один раз в 2 дня.
Полив помидоров.
• Производится тёплой водой и при открытой форточке.
• Начинается в 17 часов
• Продолжительность полива – 20 минут (по расчёту 5л на растение).
• Интервал полива помидоров:
— до 30 мая – один раз в 7 дней;
— с 30 мая по 15 июля – один раз в 4 дня;
— с 15 июля по 15 августа – один раз в 3 дня;
— после 15 августа – один раз в 9 дней.
Для тех, кто сразу не заметил разницы.
Огурцы поливаются различным объёмом (выраженным во времени полива), в зависимости от фазы развития растения при фиксированной периодичности полива.
У помидоров же фиксирована обильность полива при различной периодичности полива, в зависимости от фазы развития.
Полив грядок возле дома и вокруг теплицы.
• Производится тёплой водой один раз в 4 дня.
• Начинается в 21-30
• Продолжительность полива – 30 минут.
Форточки.
• Открывание форточек производится при +18°C в течение светового дня.
• Закрывание форточек производится при +17°C.
• Форточки в любом случае будут закрыты с закатом.
• Форточка секции помидоров открывается на время полива помидоров для снижения риска фитофтороза.
Дождевание.
• Для понижения температуры в секции огурцов с целью предотвращения стерилизации пыльцы и подгорания листьев, предусмотрено мелкодисперсное дождевание холодной проточной водой при открытых форточках.
• Дождевание производится в течение всего светового дня при превышении температуры в теплице +35°C
• Дождевание осуществляется короткими двухсекундными импульсами с минутным интервалом. Сравнительно малое время разбрызгивания каждой порции выбрано с целью предотвращения сильного залития грядок под дождевателем и возможности испарения значительной доли распылённой порции.
Досветка.
В общем, я не планировал реализовывать это на данной стадии автоматизации теплицы. Эта функция у меня получилась сама собой, рикошетом.
Но раз уж это всё равно уже получилось в алгоритме, почему бы и не реализовать.
• Досветка фитолампами привязана к наступлению заката. Алгоритм позволяет установить фиксированное опережение или отставание включения ламп относительно точки заката. В моём случае включение досветки опережает закат на 2 часа.
• Продолжительность досветки в моём случае — 4 часа; впрочем, любая переменная легко настраивается.
Немного об аппаратной части проекта.
• Ардуина. Взял в конструкцию Мегу 2560 R3. У меня довольно много периферии к ней подключено. Уны не хватает по количеству ног. Заморачиваться со сдвиговыми регистрами для клавиатур-релюшек не захотелось, да и всё равно не хватает. Слушайте, ну «Ардуино-мега» нынче на Али — это всего 6 баксов. Чего там мелочиться-то…
• Часы. Я уже когда-то в одном из комментариев написал, что с давних-давних лет, ещё с первых электронных часов на К155 и К514ИД1 + АЛС304, я мечтал создать устройство, чтобы ему не надо было устанавливать каждый раз время, и чтобы оно (время) само восстанавливалось после сбоев по питанию. С появлением интернетов и NTP эта мечта стала вполне осуществимой :)
Но не для данного случая. Как я писал выше, бóльшую часть времени на даче никого нет. Поэтому ставить роутеры, коннектить 3G-модемы, поднимать внешние антенны (у нас приём неважнецкий), покупать симку, да плюс оплачивать, пусть небольшой, но тариф — и всё это заради нескольких NTP-пакетов? Нет, не в данной ситуации. Тут есть более элегантное решение. GPS. Уж где-где, а в теплице помех для приёма точно не будет. Плюс, мне всё равно нужно рассчитывать восходы/закаты. А для этих астровычислений нужно знать время (дату) и координаты на местности. Так что тут данное решение даёт фору любому другому: никаких менюшек с установками времени/дат, никаких констант в коде с координатами из гугломапсов. Вообще никакого вмешательства человека: подали питание — и коробочка сама разберётся, сколько сейчас времени, где она находится, и когда тут восходы/закаты. Справедливости ради, в скетче установить часовую зону один раз всё-таки придётся :)
Алгоритм синхронизации времени с GPS я сделал универсальным, под будущие реализации в других девайсах. На всякий случай сделал две кнопки для ручной установки часов-минут, но даже выводить наружу не стал, незачем. Синхронизированное время периодически пишу в EEPROM. Так что сразу после подачи напряжения девайс берёт время оттуда. Оно, конечно, неточное, но это лучше, чем каждый раз начинать с 00:00 01 января. А потом, по мере нахождения спутникового сигнала, это недостоверное время уточняется. Выставленное с кнопок вручную время более приоритетно по отношению к скомпрометированному, считанному из EEPROM. Полученное без ошибок время с GPS ещё более приоритетно. Мозгов ардуины вполне хватает для разбора символьного потока с GPS-приёмника, контроля ошибок и пересчёта времени под выставленную часовую зону, без ущерба для работы по основному алгоритму…
GPS модуль брал такой. *Все приводимые тут и далее ссылки имеют лишь иллюстративный характер. Вероятнее всего, сегодня можно купить аналогичный товар у другого продавца дешевле.
• Шаровые краны с приводом. Брал у этого продавца. Брал несколько раз. Брал не одну штуку. Брал в разное время. Очень доволен продавцом и товаром. Для дачной автоматизации — идеальный вариант. Цена $19.99 выглядит вполне адекватной (данная цена периодически бывает у этого продавца). Я их перебирал, смазывал силиконовой смазкой редуктор (там суховато изначально). Для квартиры, конечно, лучше, всё-таки, что-то посолиднее и понадёжнее (от того же Гидролока, например), а для дачи — отличные.Ток открытия/закрытия 30mA при 12v. Время открытия/закрытия около 5-8 секунд. Управление открытием/закрытием — такое же, как было описано выше для актуаторов.
В данной конструкции у меня их трудится три — для полива огурцов, помидоров и грядок возле дома.
• Реле. Мне в данной конструкции потребовалось 10 переключающих реле (2 актуатора+3 шаровых крана, по паре на каждый мотор). Можно сделать самому (каждая релейная ячейка — это транзисторный ключ на маломощном транзисторе + само реле, ну, для эстетов ещё +оптрон). Можно купить нужное количество модулей на нужное суммарное количество ячеек. Каждый решит для себя сам.
• LCD индикатор 1602. (16 символов, 2 строки). Русифицированный. Я не покупал (русифицированные как-то значительно дороже в Китае), нашёл старый Datavision жёлто-зелёный с подсветкой, в какой-то старой конструкции. Разумеется, подойдёт любой русифицированный индикатор на 2 строки по 16 символов, совместимый с HD44780.
• Датчик температуры DS18B20 в герметичном исполнении, типа такого.
• Управляемый клапан. Для кратковременного периодического дождевания. Шаровой вентиль тут избыточен: и дорого, и медлительно. Взял вот такой. Пока работает нормально. Реле для него использовать не стал: клапан будет довольно часто включаться/выключаться. Транзисторный ключ для данного случая гораздо надёжнее, да и тише.
• Для управления проточным водогреем просто напрашивается твердотельное реле FOTEK. Важно только, чтобы это была версия, управляемая постоянным низковольтным напряжением.
Для полива воду нет смысла греть горячее, чем «слегка тёплая вода». Поэтому в алгоритме я предусмотрел «макро-ШИМ» для выбора мощности нагревателя: в полуторасекундном цикле управляющее напряжение подаётся на определённое число полусекунд, т.е. мы имеем четыре ступени заполнения, а, значит, и регулирования мощности; инерционности нагревателя вполне хватает для сглаживания таких интервалов. Нужное значение нагрева устанавливается один раз, в зависимости от давления в системе и скорости прохода воды через капельницы.
• Дождеватель. Брал вот такой. «Дымит» хорошо при давлении от обычного водопровода. Взвесь, конечно, не такая мелкая, как после ультразвукового увлажнителя, это именно орошение, типа как из ручного пульверизатора. Но для охлаждения вполне подходит. Важный момент. Посадочная резьба не привычная 1/2", а M14x1.5. Это есть в описании товара у продавца. Так что подключить её к садовому водопроводу — задача довольно нетривиальная и творческая. Я нашёл на рынке у мужиков переходник на стандартные 1/2". Но, в принципе, были и другие варианты подключения.
• Кнопки, рокерные переключатели, разъёмы — по вкусу. Я применял свои любимые 2РМ18Б7 (со сдабриванием резьбы силиконовой смазкой) и РС4ТВ. Но это остатки с давних советских запасов, сейчас такое покупать очень дорого. Впрочем, на Али есть какие-то «авиационные» GX… Словом, эту часть каждый решит по-своему. Текста и без того довольно много, нет смысла на этом акцентироваться.
Конструктивно, как я уже говорил, вся система разделена на две разнесённые в пространстве части: первичная находится возле дома, в ней располагаются фильтр очистки воды, водогрей, силовая часть: твердотельное реле для управления водогреем, источник питания постоянного тока 12V, и, заодно, управляемый вентиль полива грядок (они возле дома). Эта часть системы оформлена в металлическом навесном электрошкафу; 3,5 киловатта и хороший напор воды, — как-то без металлического шкафа мне не «комильфо».
Вторичная часть находится внутри теплицы. Она оформлена в гермобоксе. До неё тянется шланг с водой и гибкий пятижильный кабель с максимальным напряжением 12V. Тут уже располагаются клапана и шаровые вентили для полива секции огурцов и помидоров, для дождевания, многочисленные реле для реверсивного управления актуаторами и шаровыми вентилями, вся электроника, включая ардуину.
Изюминка проекта в том, что в теплицу по одному шлангу подаются либо холодная, либо подогретая вода, ардуина по кабелю командует твердотельным реле в первичном блоке, оно либо включает, либо отключает проточный водогрей. Вода подогревается только для полива, для дождевания и в остальное время она остаётся холодной. Очевидно, что в первые секунды полива объём воды, оставшийся в шланге между первичным и вторичным блоком, не будет подогрет водогреем, но поливать им безопасно, ведь эта часть воды прогрета естественным образом.
Вот блок-схема, иллюстрирующая пространственное разделение блоков:
Алгоритм ардуины описан выше.
Электрическая принципиальная схема довольно очевидна и скучна, но, раз уж начал рассказывать, приведу и её:
Небольшая зарисовка об этапах постройки системы.
О первичном блоке рассказывать особо и нечего, там всё понятно.
Вот промежуточный этап постройки первичного блока:
Фильтр подключён гибкой подводкой, поскольку его периодически надо будет обслуживать. Всё остальное сварено из полипропиленовых водопроводных труб.
Как видно по фото, внутри шкафа уже установлен белый пластмассовый электрощиток, там уже смонтированы автоматы и установлено твердотельное реле. Обратите внимание, от реле мы видим только переднюю часть, без подложки. Всё дело в том, что задняя часть с радиатором находится за плоскостью пластмассового щитка. Я вынес радиатор, чтобы он грел не щиток, а пространство внутри металлического шкафа. Щиток отодвинут от дна металлического ящика на шпильках.
Если посмотреть от фильтра вдоль дна ящика вниз, то картинка будет вот такая:
Видны рёбра радиатора и полипропиленовая труба, закрытая на предыдущей картинке корпусом пластмассового электрощитка. Чуть позже в него установится и блок питания.
Готовый первичный блок, уже установленный на своё место под навес и введённый в эксплуатацию, выглядит так:
Обратите внимание на цвет фильтра. Он был белоснежный при покупке. Система пока отработала чуть больше месяца. Это к разговору о целесообразности фильтрования воды даже для садового полива.
Для блока теплицы я выбрал пластиковый герметичный корпус Шнайдеровского электрощитка для наружной проводки.
Вот самое начало постройки блока. Сваренную водозапорную часть я примеряю в корпус. Затем внизу просверлятся отверстия, в которые выйдут резьбы фитингов.
Шаровые вентили мне тут нужны исключительно в качестве дросселирующих элементов: когда на грядки будут установлены капельницы, вентили будут нужны при настройке объёмов полива.
Затем в этом корпусе разместится вся электроника.
По какой-то причине я не делал фоток этого этапа. Но там особых хитростей нет. Несколько плат у меня разместились выше труб на задней стенке и на «потолке» ящика. Это сделано для того, чтобы в случае протечки не залить электронные компоненты. В нижней части, помимо отверстий для резьбовых подключений, просверлены отверстия для разъёмов подключения кабеля, термодатчика, приводов форточек.
Старался, чтобы выглядело не колхозно.
Блок теплицы у меня получился вот таким:
Потом закупались шланги, капельницы в комплекте с фитингами, и всё это, вместе с первичным и тепличным блоками, вывозилось на место. Где и монтировалось. И отлаживалось. И настраивалось.
Рассказывать об этом я смысла особого не вижу. Тот, кто будет повторять данный опыт всё равно эти проблемы уже решать не будет, (они уже учтены в конструкции), а под каждую индивидуальную ситуацию всё равно будет нужно индивидуальное решение.
Однако, опишу немного граблей и подводных камней, для тех, кто пойдёт следом за мной.
Я не стесняюсь об этом говорить. Надеюсь, это кому-то поможет в будущем.
Главной моей ошибкой была идея использовать модные садовые клик-коннекторы. Мне казалось это хорошей идеей — система легко разбирается на зиму, легко масштабируется, единый «стандарт» на огороде, опять же. В первой версии всё было собрано именно так. Идея оказалась не очень хорошей, эти коннекторы совершенно не держат длительного давления стандартного водопровода. Нет, для садового полива (еврокуб, бочка на крыше, полив не больше часа-двух) — это замечательное решение, правда. Но при длительном постоянном давлении водопровода эти коннекторы начинают течь, причём, в совершенно неожиданных местах: где-то зубцы не удерживают шланг и он «уползает», хотя был зажат очень туго, где-то начинает течь между посадочной втулкой и шлангом, где-то — при незначительном движении, вроде бы, хорошо защёлкнутого коннектора, из-под резинового колечка. Я потратил несколько дней, не буду утомлять читателей подробностями, но чёткого и надёжного результата не получил. Словом, в той части, где давление присутствует всегда (между вводным краном и первичным блоком, между двумя блоками) эти коннекторы были заменены привычными всем штуцерами с обжимными хомутами. Проблема решилась моментально. Клик-коннекторы остались только в той части, которая работает на время полива.
Вторая собака оказалась зарыта там, где я её совсем не ждал, в фотековском твердотельном реле. На нём самом ясно написано, что оно управляется постоянным напряжением довольно широкого диапазона от 3V до 32V. Этого утверждения мне показалось достаточно, чтобы уверовать, что уж TTL-совместимые уровни будут им управлять вполне чётко. И, действительно, весь этап постройки и наладки «на столе», мой фотек радостно мигал красным контрольным светодиодом. В готовом изделии «в поле» мне потребовалось полдня, чтобы понять простую вещь: зажигание контрольного светодиода говорит лишь о наличии управляющего напряжения на реле, но никак не об открытии вторичной силовой цепи. Ещё раз. Контрольный диод в реле, да, действительно зажигается даже от трёх вольт. Надёжное открывание симисторной части начинается примерно вольт от девяти. Запараллеливание двух ног (я думал, что недостаточно тока), также не приводит к открыванию реле, ему банально нужно бóльшее напряжение. Поставил четырёхногий оптрон, который транзисторной частью включает фотек от двенадцати вольт, проблема решилась. Бонусом — опторазвязка всей схемы от силового элемента китайского производства, который управляет нагрузкой 3,5kW и находится недалеко от воды.
Ещё акцент, хотя и не «грабля». При настройке системы я использовал адаптер питания 12V 1,5A. Всё вполне работало. На практике же, в холодную погоду в актуаторах подгустевала смазка, токи становились существенными, наблюдались просадки напряжения. Впрочем, выше, в рассказе об актуаторах, я об этом говорил. Это надо иметь в виду. В готовой конструкции установлен блок питания на 12V 5A.
Ещё маленькая ремарочка, о которой говорят постоянно и которая уже набила оскомину. При подключении далассовских датчиков подтягивавйте линию к плюсу. Не надо надеяться, что китайцы поставят подтягивающий резистор внутри герметичной гильзы термометра. Не поставят. Я просто решил акцентировать на этом внимание, вдруг кто-то из новичков не знает.
Ещё я немного доделывал транзисторный ключ, управляющий клапаном дождевания. В первой версии это был просто n-канальный IRFZ44N; он у меня нашёлся в тумбочке, его и применил. Всё работало. Клапан уверенно открывался логической единицей и закрывался логическим нулём. Ну тут уже заговорил перфекционизм. В момент инициализации, ардуина на всех ногах устанавливает уровень, отличный он нуля. И такой ключ оказывался включённым. Т.е. при каждой инициализации или перезагрузке контроллера у меня на несколько секунд включалось дождевание. Мне не понравилось. Добавил ещё один инвертирующий каскад на биполярном npn-транзистре, найденном в той же тумбочке. Теперь дождевание включается только при низком логическом уровне на ноге, а уж его устанавливает исключительно программа.
На приведённой выше электрической схеме все перечисленные ремарки учтены.
Так смотрится готовая система в интерьере теплицы:
Чуть позже. Рассада успела подрасти:
Вот такая получилась конструкция. О выводах ещё говорить рано, система не проработала даже первый летний сезон.
Те пару недель, пока писалась и готовилась эта статья, я успел немного понаблюдать за внедрённой и отлаженной системой. В принципе, если это и не «умная» теплица (я очень осторожно отношусь к данному термину, даже не стал выносить это в заголовок), то она уже на верном пути. Дождевание себя показало с хорошей стороны, в жаркий солнечный день превышение температуры, конечно, всё равно было зафиксировано, но эффект явен и ощутим. Подогревание воды работает, но скорость потока довольно высока, макро-ШИМ, по большому счёту можно было не делать: на время полива водогрей работает постоянно. Форточки открываются/закрываются вполне адекватно, к ним вопросов нет никаких. Досветку фитолампами в этом году я и не планировал, поэтому эта часть автоматизации закончилась пока на этапе логических уровней на ноге контроллера, в следующем году, если будет потребность, дострою ей силовую часть и подключу лампы.
Дальнейшее развитие конструкции я вижу в дооснащении её датчиком ветра (направление ветра мне не так важно, важна скорость) +(программное отслеживание порывов) и датчиком дождя. Оба датчика будут работать на закрывание форточек в критических погодных условиях.
На момент публикации статьи, уже закуплен на ебее чашечный анемометрический датчик и коромысельный датчик осадков.
Так или иначе, конструкция предоставляет широкий простор для творческой фантазии.
Главное, ради чего всё это писáлось. Я искренне надеюсь, что моя статья предоставит достаточное количество идей и информационной помощи тем, кому эта сфера интересна, кто тоже увлекается дачной автоматизацией. А, возможно, кому-то послужит недостающим импульсом для начала собственного творчества и реализации собственных идей.
И последняя нота: не надо пытаться считать на калькуляторе экономический эффект и окупаемость этой системы. Понятно, что помидорина окажется золотая. Этот проект надо рассматривать как реализацию хоббийной творческой идеи, ну и утверждение «я это смог построить, было интересно», а DIY никогда не бывает дешёвым.
Именно поэтому я бы не стал отвечать на вопросы типа «А не думал ли автор запускать это в серию, я бы купил». Нет, не думал запускать. По таким ценам никто не купит, это неокупаемо в существующем виде. Но это работает, это прикольно и это радует. А, значит, результат достигнут.
PS: Никто ничего для обзора не предоставлял и не спонсировал. Всё, что описано в конструкции, покупалось в разное время за свои собственные деньги или было найдено в собственных закромах.
Добавление спустя год эксплуатации.
Проект пережил зиму, весну и половину нового лета.
Пришла пора подвести некоторые итоги и сделать выводы.
1. Первое и главное.
За это время я сделал то, что публично обещал в комментариях ниже и о чём сам прекрасно знал. Удалённую часть с нагревателем, фильтром и силовой электрикой я разнёс на два независимых ящика. Теперь «вода» — отдельно и «силовое электричество» — отдельно. В новый ящик из большого я вынес автоматы, твердотельное реле с радиатором и блок питания, в старом остался только фильтр и водогрей.
Так стало гораздо правильнее.
2. В этом году я увеличил количество форточек до четырёх. Потому что той пары штук (это то, что выше в обзоре) оказалось мало. Не было достаточного движения воздуха. У томатов, таки, к осени вылез фитофтороз. :( Они любят сквозняк. Поставил ещё две. Соответственно, закупил ещё два актуатора. Теперь и в секции огурцов, и в секции помидоров по две управляемые форточки по разные стороны конька теплицы.
Алгоритм движения приводов модифицировал так, что вторая пара приводов начинает двигаться только после остановки первой пары. Всё дело в том, что все четыре привода одновременно потребляют очень большой стартовый ток, особенно на открывание, когда форточки надо тащить вверх. Разнёс это по времени, секунд на 30.
Если не хватит и четырёх форточек, в следующем году приспособлю принудительное движение воздуха у поверхности земли вентиляторами.
3. Два добавочных актуатора не потребовали увеличения числа реле в конструкции. Поскольку шаровыми приводами теперь управляют L293D. Спасибо Юрию, я и сам знал, да он ещё и подтолкнул в эту сторону. Освободившиеся от кранов реле и пошли на управление актуаторами.
4. Был ещё один фейл, серьёзный, и тоже из-за непродуманности конструкции. Я, как и писал выше, не стесняюсь писать о «граблях», по которым прошёл. Наоборот, я надеюсь, что это поможет другим, кто это будет читать после.
Я устранил главное слабое место: я разнёс по разным ящикам то, что было «удалённой частью».
Но было неправильно и внутри теплицы объединять в одном корпусе ардуину/мозги/управление и гидрозапорную арматуру. Это-то я пофиксить тогда и не успел. В середине прошлого лета прямо внутри контроллера теплицы образовался, хм.., маленький «бассейн». Один из полипропиленовых фитингов, как оказалось, имел заводской брак, он лопнул в резьбовой части. Образовался свищ. Вода внутри корпуса контроллера коротнула по питанию.
Как же хорошо, что я применил разделение в пространстве сетевой и низковольтной части! Десять раз уже порадовался этой идее. В силовом щитке от короткого по цепи 12V сгорел китайский БП (да-да, китайская защита от КЗ, верим-верим), внутри же контроллера накрылся модулёк LM2596. И это все потери. Ну. Совсем невеликая плата за хороший урок.
БП в щите поменял на другой. LM2596-модуль в контроллере поменял на KIS. Всё включилось и заработало дальше. Шаровые и клапан вынес из корпуса контроллера на поверхность земли, к грядкам и шлангам. Больше проблем никаких не было.
5. Актуаторы. Они не пережили зиму. Китайская IP54. Скажу точнее. Не пережили зиму концевики внутри актуаторов. Всё остальное: моторы, редукторы, механика — вполне. Но замена концевиков — это полностью разбор всего актуатора, поэтому, попутно по ходу работы, я и смазки набил в редуктор погуще, и герметиком стыки пролил пощедрее. Так что в нашей климатической полосе надо это учитывать. Подключил актуаторы через GX12-3, теперь буду уносить их на зиму, благо крепёж простой — достать шплинты, вынуть штифты. Да, концевики в актуаторах специфичные, кому это интересно, наши ПМ22 не подойдут по габаритам, хотя и похожи внешне, но там всё очень точно. Подходящие нашлись только на Тао и Yoycart; ни на Али, ни на Ebay в тот момент таких не находилось.
6. Запустил в эксплуатацию погодный модуль. Ураганы и дожди этого года не дадут соврать — метеомодуль для теплицы очень нужен. Без него эксплуатация совсем не та. Построй я его в том году, может, и актуаторы бы зиму пережили.
7. О конструкции в целом.
Анализируя весь прошлый сезон, могу сказать, что мне практически не пришлось бегать/прыгать вокруг теплицы, чтобы что-то презапустить/доделать. Конструкция отработала вполне стабильно и надёжно. Разочарования абсолютно не принесла. Желания «бросить эту неудачную глупость» не возникло ни разу. Как видно из самого факта написания этого дополнения, наоборот, пока она способна заинтересовывать, пока я настроен её развивать и дополнять новыми фишками.
Самые обсуждаемые обзоры
| +66 |
2871
116
|
| +49 |
3161
64
|
| +27 |
1983
33
|
| +50 |
1862
34
|
Нормы электробезопасности? А что это? Какие 60 см от электрики до ближайшей трубы? Не не слышали.
А потом меня уже поджимали бюджет и сроки — надо было запустить проект вместе с рассадой или близко после высадки. Согласитесь, какой бы навороченный не спроектируй проект, запущенный в октябре он никому не нужен.
Перед лицом общественности торжественно обещаю: Силовую часть вынесу в отдельный щиток. Я сам всё знаю, как положено :)
PS: Не я минусил.
Последный абзац, тот, который выше посткриптума.
1. Сколько часов вы проводите на работе вдали от теплицы, и сколько часов вы на участке?
2. Сколько для вас стóит проезд от места жительства до участка с теплицей?
Ок, ладно. Проехали. Без вопросов.
На очередной виток я не готов. Прошу прощения.
Про бак. Откройте спойлер «Требования». Я там изложил свои соображения по поводу бака. Сорри, такая автоматизация не для меня.
Да и тёща с тестем, судя по контексту вашей реплики, присутствуют на огороде. Мой проект, как и было сказано в тексте, изначально проектировался под автопилот. На даче в рабочие дни никого нет.
Дорогое хобби)
Для уменьшения себестоимости помидорины, запланируйте увеличение размеров теплицы, раз в двадцать. Чет она у вас маленькая. :0)
Первый сезон пока.
А то будет, как у Юрия :)))
Кстати вполне актуален становиться табак! За последние пол года сигареты примерно на 25% подорожали! Народ в селе пока единицы уже начали табак выращивать -а с таким ростом цен думаю выращивание табака скоро станет более массовым.
На самом деле, конечно, если смотреть исключительно с позиции экономики, то выгоднее купить готовые помидоры и огурцы. Я прекрасно понимаю и разделяю эту точку зрения. Найти хорошего поставщика, и купить осенью сразу столько, сколько надо.
А в данном же случае, значительная доля проекта — это именно хобби и DIY. Ну и, при всём прочем, я нисколько не жалею потраченных собственных денег. Мне реально это было интересно строить. А оно, в добавок, ещё и работает, да ещё и прикольно работает. И радует.
А это и есть результат, по большому счёту.
Накачиваться пивом по выходным гораздо дороже и вреднее и ментальность разрушает…
Правда я бы не стал размещать в одном корпусе силовую электрику и водопроводную арматуру. Вдруг протечка и зальет всю электрику.
Максимально значение времени полива: 133 минуты в неделю. Это из алгоритма, он описан в тексте.
Ровно столько же работает нагреватель.
За летний сезон, с мая по сентябрь, грубо 18 недель.
Это 40 часов максимум.
Киловатт/час стóит 5 рублей.
40*3.5*5 = 700 рублей за весь летний сезон.
На самом деле, конечно, меньше.
Как я и написал в тексте, я могу себе это позволить.
или это придурь у окружающих, а у вас с зп все нормуль?
Но агрессивный стиль удивляет.
Я дал какой-то повод?
встречал таких персонажей в реальной жизни неоднократно
Просто если рассматривать в плане увеличения масштаба, и применимости вашего решения в более крупных хозяйствах, то цена нагрева станет портить картину. надо придумывать откуда взять тепло нахаляву.
Тут, наверное, хорошо сыграют зелёные технологии.
ПНД длинной змейкой пустить снаружи по крыше теплицы. Только фермы укрепить мощнее. А оставшееся, по необходимости, догревать.
Можно еще сделать бак, пусть цветёт, хрен бы с ним, Но не из него воду брать, а пропустить трубы сквозь него, слелав теплообменник.
Вот такой на дно, вот такой на стенку, по верхнему уровню.
Работают отлично, они герконовые, причём поплавок с магнитом внутри бака (в воде), а геркон с проводами снаружи.
Но для наполнения бака электроника вообще не нужна. Достаточно взять узел от туалетного бачка старой конструкции (с боковым вводом и полиэтиленовым поплавком на рычаге). Это известный способ.
Другое дело, что я в своей конструкции не стал заморачиваться с накопительными ёмкостями: мне нужно хорошее давление, я не хочу постоянно бороться с органикой внутри бака, я не хочу заморачиваться с подъёмом ёмкостей на высоту для напора и, плюс к тому, мне жалко места. Для меня проточник наиболее удобен по всем параметрам, включая экономические.
2. так ты нагреваешь воду еще отдельно? молоток — за день бак нагревался бы сам по себе
3. зачем фильтры для полива растений?
4. а где нормальные датчики на температуру/влажность? столько затрат, а колхох колхозом в плане автоматизации
PS тебе по себестоимости во сколько обойдется теплица? ну и зачем она тебе?
Механическая открывалка имеет ресурс, и он невелик.
Механическая открывалка ничего не знает о поливе внутри, а помидоры поливают при открытых окнах, бо фитофтороз.
Механическая открывалка ничего не знает про ветер, ураган, дождь. Бывает, что и форточки вырывает, и рассаду заливает.
Механическую открывалку надо уносить на зиму
Фильтры для полива — затем, чтобы капельницы не забились после третьего полива. Фотки в тексте есть, инфы в интернете валом.
Про бак читайте спойлер «требования»
Нормальный датчик температуры в проекте есть. И на схеме и в описании. Просто прочтите.
Про себестоимость читайте предпоследний абзац.
2) Фитофтора (или фитофтороз) – самое распространенное грибковое заболевание томатов и других пасленовых (картофеля, баклажанов), которое проявляет себя чаще всего в пасмурную сырую и прохладную погоду.
Ну если мех. открывалка при низкой температуре закрывается и удерживает тепло, то чего тебе не хватает? может ты нагреваешь температуру при низких температурах? она так же ночью закроет окошко
3) электронную тоже надо уносить — не позорься, механизм идентичен. не забудь еще выкрутить на зиму фильтр, осушить систему водопроводную.
Электро открывалка может на время полива отркрыть форточки, а механическая нет. У самого пока механические, но хоче переделать на электро. При сильном ветре чтобы закрывались, а то уже пару раз сворачивало крепления.
все, готова тепличка на на андруино?))
При температуре снаружи около +28...+30 внутри получилось чуть выше +37. Это тоже много, но могло бы быть все 55-60 легко.
Но это исключительно с холодной магистралью и давлением водопровода работает. Из бака/куба такой дождеватель работать не станет, он будет не распылять, а именно «поливать», мелкого дробления не произойдёт. А туману испариться проще, чем лужице на земле. Отсюда понижение температуры.
И вручную это очень муторно: постоянно мелкими порциями распылять, это работа очень подходящая для электроники. А большими порциями лить тоже бесполезно — всё равно много не испарится, будет просто сыро.
Значит, после бака неминуемо надо фильтрование. И не всякая помпа справится, через фильтры-то продавливать.
Да, и из бака вода уже тёплая будет. Для дождевания холодная значительно результативнее.
Мне же блокировать доступ кислорода к растениям совсем не требуется.
Увы, проголосовать не могу — здесь минусуют за любое инакомыслие и выражение своего мнения/отношения.
Я, конечно, писал это долго, не один день. И много раз вычитывал, прежде, чем опубликовать. Мне кажется, в грамотном тексте и проработанности как раз и заключается уважение к читающим.
PS: Поправил, по возможности.
Это неокупаемо в существующем виде.
Только пара приводов форточек — это без малого 7 тыс. Плюс шланги/капельницы/электроника/вентили. Вы согласитесь купить подобный девайс?
У гардены есть и более навороченные системы, но, я думаю, что и их мало кто покупает — простой дачник цену в 200 тыс. за «систему под ключ» даже рассматривать не станет, а кому газоны под гольф-поле поливать — у того садовник для этого есть.
С 37 минуты.
За масштабность и обстоятельность большой плюс!
По поводу шаровых кранов на регулировку потока. На сколько я знаю, у шаровых кранов всего два режима работы: полностью открыт, либо полностью закрыт. В промежуточных положениях шар может обрастать всякой дрянью и со временем клинить, подтекать. Вроде как ставят обычные барашковые.
А ещё его от солнца прятать надо.
ПНД рвёт, как грелку, если внутри плохо слито. Раскрывается длинным швом длиной в пару см :)
Но это после второго года эксплуатации. В первый год всё было отлично.
Но я так думаю, что пока он новый — он достаточно эластичен даже зимой.
Первое-второе лето его посветит солнышко (у меня ПНД не в тени), плюс одна зима у него уже за плечами. Потом он уже былую эластичность теряет и лопается.
PS: Нда, полгода борьбы с климатом, позавидуешь жарким странам…
Механическая открывалка ничего не знает о поливе внутри, а помидоры поливают при открытых окнах, из соображений профилактики фитофтороза.
Механическая открывалка ничего не знает про ветер, ураган, дождь. Бывает, что и форточки вырывает, и рассаду заливает.
Механическую открывалку надо уносить на зиму.
Это да, но я готов.
Отдельное спасибо за отсутствие ошибок!
И такой вопрос — а если температура снаружи внезапно станет 10-15 градусов, будет пасмурно и дожди — как будет работать ваша автоматика?
Я знаю только то, что прочёл на форумах.
Про температуру воды у меня такая информация: для полива достаточно иметь на выходе температуру воды в 20-22°C. В идеале, чем ближе к температуре грунта, тем лучше.
Но тут всё хитро: проточный водогрей не даст фиксированную температуру на выходе, он даст «прирост» к температуре на входе. Величина «прироста» определяется его мощностью и скоростью протекания воды. Поэтому воду из горного ручья, с температурой градусов 5, проточником греть бесполезно. Нормативы холодной воды достаточно вольготны: холодная вода в магистрали может, в зависимости от сезона, от района местности и внешних условий, колебаться в диапазоне +4°C… +22°C и, при этом соответствовать нормам.
В моей магистрали в начале лета температура воды составляла около 15 градусов, сейчас, наверное, и больше. Вот с такого значения водогрей вполне догревает.
Про рассаду не скажу. Но логика подсказывает (возможно я не прав, пусть меня поправят). Если вся весенняя влага к лету уходит, какая разница для растения, сколько воды было «до» — сейчас же ему сухо.
Сейчас в таких условиях автоматика просто закроет окна и не будет их открывать. Полив не изменится, поскольку внутри всё равно будет сухо, окна-то закрыты. Принудительно греть воздух я не планировал, в наших широтах это нелогично — такие похолодания быстро закончатся, это аномалия для лета. Полив капельный, поэтому разница в скорости испарения для изменений температуры в ± 10°C незначительная, алгоритм это никак не корректирует.
Это так, но вот объем воды для маленького растения и для большого — разный. А у вас полив привязан к дате, а не к содержанию влаги в земле парника и возрасту рассады.
Так вроде растения влагу тоже испаряют. Да и при дожде вода может поступать в парник снизу, по земле… (хотя это от географии парника зависит конечно)
У вас написано что " Форточка секции помидоров открывается на время полива помидоров для снижения риска фитофтороза." — то есть, ее открытие не зависит от внешней температуры?
Согласен, это не точно.
Возможно, дальше я сделаю менюшки с чекбоксами, типа «высадили рассаду», «зацвели огурцы». Пока же именно так: обильность полива — через дату.
Содержание влаги в земле, конечно, важный параметр. Но в «штыри» с измерением сопротивления я, простите, не верю. Они зацветают, они окисляются и показания у них ±километр. Но я подумаю над этим, у меня есть идеи.
Да, секция помидоров на время полива открывается всегда. Сквозняк мне гораздо важнее вероятности за 20 минут застудить растение. Как было сказано, томаты вообще любят небольшие сквознякии.
Так что если после полива будет жарко — окно останется открытое. Если на улице холодно, то открыли-полили-чуть подождали-закрыли.
С зеленью бороться не так сложно как кажется. Водоросли развиваются при участии света, так что берем черные бочки и черные капиллярные шланги и нет проблем. Для особой уверенности можно черные бочки снаружи покрасить светоотражающей (серебристой) краской, но тогда они будут плохо аккумулировать тепло (если они для этого стоят в парнике, естественно)
По влажности — пока не готов давать советы, но там тоже надо сначала изучать поведение, а потом уже формировать управляющие воздействия.
Вот, например, как «гуляет» кривая влажности воздуха на балконе…
У меня, кстати, была такая идея: первый год поставить в теплицу исключительно датчики: температуры, влажности воздуха, влажности почвы, ну и снаружи температуру/влажность померить.
И тупо весь сезон собирать логи.
И зимой уже думать над алгоритмом.
С фундаментальной точки зрения, это правильно. И для коммерческого продукта я бы так и поступил. Но в семье мне не дали целого сезона на статистику :)
Пришлось начинать «по наитию». Но алгоритм же корректируется. Проект живой, развивается.
Вот уже со следующей недели начну курить датчик ветра и датчик осадков (они ко мне уже приехали), тоже прикручу сюда.
Но без проблем дам любому желающему при условии некоммерческого применения :)
Вам прислать?
На самом деле, если честно, на всеобщий обзор я не выкладываю совсем по другой причине.
Кто-то возьмёт мой кусок кода себе в проект. Мне не жалко. Но вдруг потом, по моей вине, что-то у кого-то глюкнет или ещё что-то. Будут потом меня плохим словом вспоминать…
> Кто-то возьмёт мой кусок кода себе в проект. Мне не жалко. Но вдруг потом, по моей вине, что-то у кого-то глюкнет или ещё что-то. Будут потом меня плохим словом вспоминать…
Всегда думал, что это вина того, кто взял код и не проверил.
Марсианин?
Одно реле с двумя группами контактов, да.
И что?
Как будете осуществлять пуск-стоп-реверсирование? :)
Схемку изобразить сможете, хотя бы от руки? :)
Без шуток: Яндекс.ру. И дальше «полив томатов», «высадка рассады» и т.д. Именно так я и добывал информацию.
После пяти разных форумов начинает появляться «среднее арифметическое».
Именно «погружение в мир», как оно есть :)
Вот перед кем мне было бы стыдно и робко, если бы я таки решился варить :)))
Успехов!
Тоже наступал на грабли с управляющим напряженмем Fotek. На столе светодиод твердотельного реле предательски мигал, но боевых условиях было лишь несколько срабатываний. Полдня потратил пока понял, что нужно минимум 7вольт (для моего экземпляра).
Хороший обзор.
С ебея уже получены чашечный анемометр и коромысельный датчик осадков.
На неделе начну ковырять новое для себя поле.
Проект продолжается…
Ура
столько раз меня упомянули :)
и все-таки я провел по забору 220 в теплицу и там все сделал в герметичном ящике — такие у многих на столбах стоят, даже не знаю во сколько раз это безопаснее расположения щитка в ящике с водой…
кстати, я не живу круглый год на даче :) летом только — а веб-интерфейс доступен ото всюду, а автоматические режимы конечно же я запустил у себя… там очень просто — но я это сделал на роутере…
респект в общем — последователям, я рад что кому то моя инфа пригодилась
блок с электроникой у вас находится внутри теплицы, а это не сильно хорошо — влажность в ней не сильно благоприятно влияет. Из блока электроники выходят разъемы для воды: считаю очень важно разделить воду и электронику — у меня это все разделено.
Использовать 2!!! реле на один шаровый кран — считаю очень много места — микросхема L293D копеечная отлично справляется с двумя кранами, у меня на них весь полив организован. Для актуаторов я описал схему: как управлять двумя реле — только из-за потенциально возможных больших токов — так у меня и трудятся 4 релюшки. Еще один момент, по целому ряду причин, считаю, что нужно ручные краны ставить до автоматических.
В остальном отличия между нашими проектами:
— у меня нет кнопок и экрана — сеть отлично с этим справляется
— в качестве основного думающего модуля у меня роутер (иная производительность и возможности — в том числе и по автоматическим режимам)
— я сделал мониторинг и ручное управление через сеть (в том числе и видео наблюдение)
— у меня жестко разделены вода и электрика/электроника
— я вынес блок управления теплицей за пределы теплицы в защищенный ящик
— воду греть мне не требуется — дачный водопровод идет по улице и вода теплая
— я использовал более компактные решения по управлению кранами
— 220 я подвел к теплице в трубе по забору, чтобы избежать лишних потерь
— у меня используется датчик света, влажности почвы, 2 датчика температуры (внутри и снаружи)
— все управление интегрировано в общую систему управления дачной автоматикой
в остальном реализации очень похожи… Еще бы фотку того что внутри ящика в теплице
Без шуток. Я всегда вдумчиво и адекватно к этому отношусь.
Именно поэтому вашу реплику процитирую частями. Не ради «чтобы прицепиться». А ради того, что у вас богатый опыт в этой сфере, у кого ещё спрашивать-то…
У меня вторичный блок герметичен, и это действительно так, я проверял. Влажность в помидорной секции (а блок расположен там) сравнительно небольшая, собственно, кроме капельниц там ничего влажность не повышает, а это мизер. Я прикинул — с дождями и ветрами снаружи для блока у меня получится более агрессивная и мокрая среда. Поэтому поставил внутрь. По итогам сезона гляну.
Да, я её применял в других конструкциях. Мне не понравилось, что они изрядно грелись. Возможно, тут, с минимальными периодами работы, это будет не так. Я гляну.
Кстати, ещё могу посоветовать посмотреть на FAN8082 (они же KA3082N). Тоже прикольные драйверы для движков постоянного тока. Для шунта я брал резистор 10 Ом. Всё работает.
Угу. Впрочем, этого-то, как раз, из вашего обзора я, как-то и не упомнил. Наверное, вылетело сразу, как прочёл. :)
Да схема-то очевидная, мы ещё в 80-х в радиокружке модели танков так оживляли. А реле у меня тут именно ради больших токов. В пике до 3A, по словам продавца.
У меня на входе стоит вентиль. Он тут не показан, он остался «за рамками обзора». Поставлен именно по соображениям аварийной безопасности. Просто так положено. А два шаровых после автоматических — исключительно для дросселирования, для подбора скорости течения через капельницы. У меня к ним и доступа-то свободного нет, они внутри корпуса. Один раз подстроил и закрыл корпус. Аварийной функции они нести не могут. Хотя выше подсказали, что в качестве дросселирующих, таки, на резиновых прокладках лучше. Это резонно, я учту на будущее.
Очень хотел с вами поговорить об этом. В ваших обзорах алгоритмическая сторона вообще оставлена за скобками. Как у вас реализованы алгоритмы полива, проветривания, досветки? Даже если это таблица в кроне — расскажите. Правда, интересно. Для чего нужны бóльшие вычислительные мощности? Сможете расписать алгоритмы? Если это не секрет, конечно.
Ну смотрите. Я уже тут «растекался мыслью» по этому поводу.
Весь проект сделан для того, чтобы именно «не вникать» в этот процесс. Чтобы быть свободным от теплицы. Мне не нужен мониторинг и ручной рулёж. Именно в этом суть полной автоматизации. Я хочу уехать в отпуск на месяц и выкинуть вообще это из головы. Этот проект — попытка автоматизации (вплоть до автономности) отдельного участка деятельности человека (обслуживание теплицы). Это и есть «лень — двигатель прогресса». Друзья зовут в гости на выходные или на рыбалку с ночёвкой — да без проблем, я «не привязан» к огороду.
И, кроме меня, никому мониторинг вообще не интересен. Ну не будут и меня жена или тёща смотреть в веб-интерфейсы или в аппликухи на мобильниках. Так что мне нужен конкретный автопилот.
Сама реализация проекта — она именно потому, что я нифига не огородник и тяги к земле у меня нет :) А иначе тут был бы обзор на десять страниц о том, как я из леечки любовно поливаю помидоры :)
Я на этом тоже акцентировался.
У меня магистраль. Подогрев мне нужен без вариантов (либо отстаиванием, либо зелёными технологиями, либо проточным водогреем). Про отстаивание я писал много, — я, по ряду личных причин, это отмёл. До зелёных технологий я пока не дошёл. Водогрей для меня на данном этапе оптимален, как по конструкции, так и по бюджету. Я (именно в моём личном случае) не захотел и не стал тянуть до теплицы провод, по которому будет для подогрева бежать 16 ампер (водогрей 3,5 kW). Согласитесь, в этом есть резон. Да и заборов рядом у меня нет :)
Вот, это к моему вопросу выше. Они только для мониторинга? Мне очень интересно, как эти датчики вплетены в алгоритм? Без шуток, правда. Ну не нашёл я в интернете об этом хороших и содержательных статей.
Про датчик почвы отдельно. Штыри зацветают? Насколько плавает сопротивление? Ему вообще можно верить? Как долго он в эксплуатации? У меня есть кой-какие наработки по этому поводу. Но в данном проекте даже внедрять не стал.
Воду и силу, как я и пообещал выше, я разнесу в следующей версии. Я и сам понимаю, что так не положено.
Во вторичном блоке меня всё устраивает, вода и низковольтка вместе меня не смущают, а вот компактность, отсутствие проводов, монолитность в одном корпусе всего — для меня довольно выигрышный фактор.
В любом случае, мой обзор, равно как и ваш, имеет конечной целью дать информацию и импульс кому-то ещё. Надеюсь, будут и ещё чьи-то конструкции.
герметичность тоже не всегда хорошо… конденсат, в общем, я исследовал это дело и поставил снаружи — полет норм второй год
mysku.club/blog/aliexpress/31402.html — во тут мой обзор шарового крана, ток заявлен до 100 мА, на практике 30-40. Микросхема не греется вообще на таких токах. FAN8082 — пробовал глюкавые они очень оказались… да и только на один двигатель, может мне такие попались конечно. У Вас получается 30 мА коммутируют 2 реле — по моему нелогично.
Я как раз имел ввиду, что на актуаторы я воткнул реле из-за токов, на остальное L293D.
Дросселировать и правда шаровым краном плохо. Обслуживать и тестировать проще когда кран доступен и он до автоматического… ну мне по крайней мере. А общий и у меня есть.
Просто когда пишу обзор, обычно только сделал и как попало накидал управление — поэтому там все очень просто. Все собираюсь написать обзоры по опыту эксплуатации разных железок — там и расскажу.
У меня жена в качестве эксперта выступает по алгоритмам, она все находит да и правит в интерфейсе многое. Просто если возникла какая-то мысль по алгаритмам, я могу сразу зайти по ssh в теплицу и внедрить, а потом по датчикам и камере отладить — мне так удобнее.
У меня интерфейс пользуется спросом, коррекции вносятся и прочее. Да и интересно. Опять же информация о нештатных ситуациях — например о пропаже электричества или воды…
Я бы при такой ситуации погрел воду рядом с домом, а все остальное уже в теплице… Но тут каждый сам решает. Причем по потреблению воды грелку включал — без контроллера.
Как нибудь соберусь и опишу то, что я насочинял за это время. Конечно же не только для мониторинга.
В целом, я написал то что я бы сделал иначе — а решение в любом случае каждый сам принимает. Еще раз спасибо за материал
Хотелось бы посмотреть на золотые огурцы.
Продолжайте совершенствовать систему и делиться своими наработками в этой области.
P.S.
Моё личное мнение. От полива помидоров в вечернее время (на закате) я отказался категорически. Только утром! На горьком примере своей теплицы с автоматическим открыванием дверей, подогревом, дополнительным проветриванием, капельным поливом, но слабыми знаниями агрономии, я практически погубил томаты. После полива в вечернее время, земля не успела выветриться и к ночи, когда теплица автоматически закрылась, создалась повышенная губительная влага, так любима фитофторе…
Спасибо за ценный опыт! Ну и за слова поддержки тоже :)
PS: А дополнительное проветривание — это вы принудительную вентиляцию делали? Поделитесь опытом, а?
P.S. Согласен с высказыванием Strannikk, что без человеческого участия на одной автоматике положительного результата можно и не добиться, особенно с поливом. Я как то сразу решил не автоматизировать капельный полив и решил делать эти процедуры самостоятельно по месту. Палец в земле — самый надежный датчик влажности.
По поводу человеческого участия, я думаю, это вопрос технологического прогресса, а, стало быть, лишь вопрос времени. Роботы телеприсутствия уже даже не диковинка, любители их сами делают. Придёт время, и машинный интеллект будет пасынковать помидоры лучше человека, точно выискивая пазухи листьев, рассчитывая будущую вегетацию и планируя крону растения.
У Гарри Гаррисона ещё двадцать пять лет назад (четверть века!) в «Turing Option» машинный интеллект боролся с насекомыми-врелителями растений: выискивал в листве, ловил, определял, что за вид, находил голову и делал секир-башка каждой букашке.
Нам же пока придётся по-старинке, ухаживать самостояятельно… Такой автоматизации, увы, я пока не потяну…
А что вы имеете в виду под «перекрытым выходом»? Что у него присутствует давление магистрали на входе и, при этом, перекрыт выход?
Я ничего не делал.
У меня же не сразу на выходе из водогрея перекрывается. У меня от водогрея ещё 10 метров резинового шланга идёт до теплицы, а уж там шаровые краны и клапаны воду перекрывают. Думаю, в случае сильного гидроудара первыми не выдержат концы шланга в штуцерах, потом, сама резина шланга — какой-никакой, а демпфер.
Я разбирал этот водогрей. Там одна единая камера из высокотемпературного пластика, с двумя отлитыми фитингами на вход и выход. (фото не моё)
Явно не она самое слабое звено в гидросистеме.
Не думаю, что водогрею мой режим эксплуатации сильно навредит.
Видимо даже не столько гидроударов боится, сколько просто не дружит с постоянным давлением. Есть, кстати, сейчас модели именно для врезки в магистраль. (У атмора серия инлайн)
+ узо и тп не знаю нужно ли нет, но страшновато пользовать его. в итоге забил и валяется в сарае. если насчет защиты подскажете, может установлю.
2)самодельный фильтр из муфты 50ки сантехнической и пары заглушек 50. внутри несколько слоев губки или поролона отрезаной кругом на см+ больше диаметром. и 2 выхода на 1/2 и 3/4. с двух сторон выходы на трубу с резьбой. не капало даже. но я проволокой закрепил, чтобы не вылетало, и фум лентой резьбу. а давление в саду от речной воды 1+ атмосфер, еле течет) не 6+ как на чистой воде с оплатой по счетчикуза кубометры. www.youtube.com/watch?v=Cz25mvWtGN8 гайд по фильтрам.
собственно что беспокоит. помидоры поливать только в вкопанную баклашку-бутылку литров 5, обильно и чтобы земля сверху сухая была. иначе фитофтороз и тп уничтожит и без того золотые помидорки. а у меня простая капельная лента через 30см заливает почву. плохо. надо микротрубку 3-5 с непрозрачными стенками и дюбели пластиковые www.youtube.com/watch?v=PluTFjoZCAI гайд по капельницам. или аналогичные части капельного полива с краниками редукторами и капельницами с отводами под каждый куст. оные в моём мухосранске не продаются( как и микротрубку пока не нашел(
а чистая вода не всегда есть. и если раз в неделю или 4 дня не полил, то помидорки пропали. тут нужен микроконтроллер с нормальной прошивкой. типо не было воды, то полил как появилась и аларм на мобилу и тп. просто таймер реле с клапаном не пойдёт. (
+проветривание обязательно. но его вообще пока нет. ибо форточки переделывать, двери косые немного и тяжело открываются закрываются. гидроцилиндры видел у китайцев за 600р. но не вдохновило. + боюсь, что порывом ветра выломает нафиг все. лучшим вариантом видется сдвижная форточка + подъем спуск оной чем-то вроде стеклоподьемника с машины. может даже надежнее получится. да и дверь сдвижную поставил бы. ибо эта если слетит с защелки раздолбается от ветра(
огурцы неплохо и на улице растут, там можно поливать той же водой с реки таймером с клапаном или с пруда насосом и простым таймером. +фильтр саодельный.
+ найти бы как напечатать на 3д принтере или тп diy или отдельно тот клапан с фиксацией. батареек ааа на сезон хватает. классно.
+ к этому таймер реле плату заряда от света или аккум побольше
задачи решены не рационально и затратно.
Как практик даю информацию к размышлению.
Проветривание теплицы великолепно решаются устанокой термоприводов на форточки и двери ( в инете куча автопроветриватель форточки )
Полив — частота и кол-во зависит от остаточной влажности почвы, а она зависит
от возраста растений, температуры в теплице и на улице.
Не мудрствуя — проверяется влажность почвы — на глубине указательного пальца — визуально видно сухая слегка увлажненная или хорошо влажная.
Грунт должен хорошо впитывать влагу.Норма полива при сухой или слегка увлажненной
огурцы 10л\м2 помидоры 8л\м2. Причем огурцы в жаркую погоду получается поливать максимум через день, помидоры — раз в 5- 7 дней. Если Вы хотите автоматизировать сей процесс, т.к. сказать на рациональной агротехнологии — то вам потребуется не частота дней часов и т.д, а потребуется почвенный влагомер с электро или электронным выводом, который и будет Вам контрольно задающим инструментом.
Но самая большая проблема в том, что агротехника выращивания тепличных помидор и огурцов предполагает:
а) Выращивание на шпалере
б) выгонка в 1 ствол огурцов и максимум 2 ствола помидор
При такой технологии огурцы требуют обработки минимум 1 раз в 2 дня с момента укоренения рассады, помидоры
принципе на разных этапах вегитации — подход от 1раз в три дня до 1 подхода в 7 дней.
Ежели Вы будете соблюдать олимпийский принцип- то и урожай будет плачевный.
Много обиходе разговоров- Да мы и не ухаживаем и поливаем через пень колоду, а урожай — мама дорогая! Так сколько с куста? Да мы не считали, да всем хватало, и закрутили и раздавали! Так сколько? Подсчитали б — прослезились ( касается затрат — против дохода ).Ну и флаг им в руки.
Опыт показывает, что когда рассада в теплице укоренилась — вполне можно обходиться и поливом без подогрева ( Атмор весьма прожорлив и проточный электроподогрев не рационален)
Вывод: За счет автоматизации проветривания и полива не решается вопрос длительного отсутствия человека в теплице ( от выходных до выходных )
Чтобы нагреть 1 литр воды на N градусов — нужно в эту воду «затолкать» M джоулей тепла.
Варианты:
1) просто нагрев, сколько электрической энергии потребили, столько воде и передали.
2) тепловой насос, «кондиционер наоборот», там «псевдо-КПД» может быть больше 100%, т.е. затратили на работу насоса 1 мегаджоуль, а он «откачал» из окружающей среды в нагреваемую воду 2-2.5 мегаджоуля.
3) ещё неоткрытые принципы работы с энергией и материей. «Энергия вакуума». «квантовая пена», «тёмная материя», «холодный синтез», «ментальная энергия» и прочее колдовство.
Девайс на вашей картинке по какому варианту работает?
Речь шла о том, что таким нагревателем можно управлять по своему желанию, тогда как проточный пытается в начале применить всю свою мощь на прогрев стакана воды, а уж потом соображает сколько скинуть этой мощности.
На даче где каждый ампер жестко лимитирован (у большинства мне кажется), такой подход не практичен.
Пробовал проточный ставить в душ последовательно с накопительным, но пару раз оставшись мокрым и без света решил больше не экспериментировать.
Собственно поэтому проточные нагреватели имеют мощность более 2 КВт.
А там где есть ограничения на максимальный ток — используются накопительные нагреватели, которые потребляют свои 300-500 Ватт постоянно, медленно нагревая 10-30-100 литров воды, которые используются с нормальным (привычным) расходом несколько минут, а потом новая порция греется несколько часов.
Ставьте накопительный и выводите показометр температуры в удобное место, чтобы не оказаться «мокрым и холодным».
Местность солнечная? Чёрную бочку на уличный душ — не поможет? С южной стороны чёрную, с северной — утеплённую…
Ведро воды на хорошем примусе закипает за 30 минут, проверено (примус «Шмель»).
nagrev24.ru/voda/?t1=10&t2=20&vol=1&eff=80&power=0.5&price=4.68
Кроме того монтаж на порядок проще, безопасность и надежность выше.
А если хочется принудительно управлять таким гидроцилидром, так для этого есть элементы Пельтье. https://aliexpress.com/item/item/2x-TEC1-12706-91-2W-TEC-Thermoelectric-Cooler-Peltier/1702547591.html
А управлять гидроцилиндрами через пельтье — это вообще за гранью :) Упорно тянете на Нобелевку!
Вы тогда уж к форточкам теплицы привяжите верёвочки и через систему роликов, тросиков и блоков протяните в дом — и то эффективнее и надёжнее будет.
PS: Старые добрые верёвочки никакими алгоритмами не заменить!
Всё ещё хотите купить «без копания с ардуинами и самостроя»? :)
Дешевле нанять садовника. Или соседке Марьиванне доплачивать 1/400 часть этого бюджета.
Хочу реализовать схему, в которой, шток линейного актуатора (правда на 24V), будет перемещаться до крайних точек после одномоментного нажатия на обычную кнопку (кнопка без фиксации), например такая: https://aliexpress.com/item/item/1pcs-12mm-L27-Spherical-Stainless-Steel-Metal-Push-Button-Switch-Great-Quality-250V-2A-IP67-Free/32655868360.html. Так же для этого у меня есть источник питания имеющий на выходе 29 вольт, при токе 2А.
Решил остановиться на построении схемы на базе ардуино, т.к. предполагается защита и освещение на LED ленте 12V.
Для управления актуатором, сигналы с ардуино будут приходить на входы такого модуля вместо штатных кнопок: https://aliexpress.com/item/item/6V-24V-DC-Motor-PWM-Controller-Electric-Drive-Pusher-Linear-Actuator-Motor-Speed-Regulator-with-Button/32752807131.html (но у данного модуля проблема в том, что шток актуатора двигается только при постоянном нажатии на кнопку, что для меня неприемлемо).
Необходима также защита, возможно, от силы тока — при достижении определенного значения тока, шток начинает движение в обратном направлении до конца.
Одновременно с движением штока актуатора включается лампа из LED ленты на 12V. Также есть отдельная кнопка на включение подсветки независимо от работы актуатора.
Это задача и возможные пути ее реализации в теории. На практике же я, ввиду гуманитарного образования, совершенно нуждаюсь в помощи. Какой использовать ардуино? Как это реализовать? Я так далек от этого, но мне необходимо сделать это.
Буду благодарен любым подсказонькам и советам. Спасибо! Всем мир!)
Согласен, что сложная задача, много непонятных слов, но я прожую, схватываю на лету:)
Светодиодная лента: длина 1.5 метра, 120 pcs/m SMD 3528, мощность 7.64 W/m.
Остановлюсь на ардуине Nano, а для его питания закажу предложенный тобой вариант модуля на базе LM2596. И датчик тока тоже закажу.
Данный контроллер актуатора попался мне на глаза при поиске решения для его управления (про ардуино я еще не думал). Если возможна реализация схемы без него — прекрасно, тем более в регулировке скорости движения штока нет необходимости, достаточно максимальной расчетной скорости.
Для работы актуатора, предполагается наличие двух кнопок: одна на открытие, другая на закрытие. Одномоментное нажатие — шток пошел. Но когда шток в движении, при повторном нажатии на кнопку шток должен остановиться в любой точке.
Для реализации защиты может эта инфа понадобится из описания актуатора:
Актуатор, кстати этот: https://aliexpress.com/item/item/Free-DC-12V-24V-10inch-250mm-linear-actuator-with-mounting-brackets-1000N-100kgs-load-linear-actuators/32603649647.html
Сам хочу систему полива сделать этим летом для мамы своей (живет в 5к км от меня), поэтому собираю информацию, и Ваша статья — это просто золото! Зная ее понимание IT-технологий, мне необходимо сделать, насколько это возможно, полное удаленное управление подобной системой. Если возможно, прошу поделиться скетчем для понимания, как это все управляется у Вас (даже больше логику скетча, не спец в программировании, но на делфи лет нцать что-то ваял), но, насколько понимаю, будет «проще» реализовывать на MegaD-2561 с малинкой (пока ничерта настройку мажордомо понять не могу :)). Хотя у меня с реализацией полегче будет: просто огород в Волгоградской области, там и без теплиц тепло, даже очень тепло, поэтому распылители — это мое все, хотя этих кранов/клапанов чую будет порядком, да и «централизованное» водоснабжение позволит обойтись без насосов и, возможно, фильтра (но это не факт) + полный полипропилен и все провода для кранов во второй трубе видимо, дабы не порвали кошки/собаки/тяпки и прочие форс-мажоры.
Кстати позвольте и вторую просьбу: ссыль на клапан у вас умерла, не сможете показать аналог Вашего? И не пойму, насколько клапан через реле включать будет недолговечнее? Насколько велик риск отказа? Не настолько силен в радиотехнике…
Ну и желаю не останавливаться на достигнутом, совершенству нет пределов!