Автоматика для водоснабжения
Многие люди, услышав про «частный дом, без центрального водопровода» представляют себе этакую избушку, хозяева которой каждый день по нескольку раз с коромыслом ходят за водой, ну, а туалет у них, понятное дело — деревянный скворечник где-то во дворе.
На самом деле это давно уже не так, потому что много лет как придумали гидроаккумуляторы и автономные очистительные станции, поэтому современный дом в этом плане мало чем отличается от квартиры — в основном тем, что ЖКХ воду не отключают, а ее качество никак не зависит от работы местных чиновников.
Как это работает и где там нужна автоматизация?
Источник воды — скважина или колодец, вода из которого насосом закачивается в гидроаккумулятор, который позволяет поддерживать в водопроводе хорошее давление.
Когда давление воды снижается — включается насос и докачивает до нужного. И всё это происходит автоматически благодаря реле давления, которое собственно и включает насос.
Дальше — обычный водопровод, как и везде.
Но вода же не сжимается?
Внутри гидроаккумулятора — большая резиновая груша, в которую набирается вода, а вокруг нее сжатый воздух. Насос закачивает воду в грушу — давление растет, вода вытекает — давление падает, реле поддерживает средний баланс. Законы физики не нарушены.
Вообще-то реле давления обычно — штука автономная: оно само следит за давлением, само включает насос, само выключает, и вмешиваться туда без необходимости не стоит, но…
В один прекрасный день завоняло горелой пластмассой, а насос отказался работать вообще. Ехать черт знает куда за новым реле или ждать доставки в планы не входило, поэтому пришлось решать проблему на месте.
Вскрытие показало: как и в других подобных простых устройствах блок питания — обычный «нагрузочный» конденсатор, а такие конденсаторы очень любят неожиданно взрываться — именно это тут и произошло. Разумеется, вся электроника выгорела, чинить там было нечего, но можно было всё переделать.
Схема включения оказалась примитивной: простой механический датчик давления с контактами замкнуто/разомкнуто, колесико-крутилка с герконом, для контроля что вода по трубе идёт, и обычное реле, включающее насос.
Когда давление падает — контакты датчика замыкаются, должно включиться реле, насос, пойдет вода, начнет крутить колесико, а когда перестанет — либо аккумулятор заполнен, либо вода закончилась — в любом случае насос надо выключать.
Для управления была взята очередная ESP8266: тут нужно всего 3 пина, а там их свободных гораздо больше.
Один пин следит за замыканием датчика, второй считает щелчки геркона, третий включает реле через транзистор — всё достаточно примитивно для того чтобы рисовать схемы и расписывать программу. Для тех кто понимает как это работает — обьяснять незачем, а для тех кто нет — лучше тренироваться на учебных примерах)
Но это простая автоматика, а ведь ESP8266 позволяет сделать ее чуточку умнее!
Во-первых, это позволило отправлять сообщения о том, что насос включен.
Обычно эта информация не нужна примерно ни для чего. Теоретически, посчитав расход (наполняя ведро известного обьема) и количество срабатываний — можно потом достаточно точно посчитать объем потребления воды — может быть для кого-то эта информация была бы полезна, но мне она ни к чему.
С другой стороны, как-то раз это пригодилось: однажды показалось что насос срабатывает как-то чаще чем должен бы — и анализ записей это подтвердил: действительно, чаще.
Проверка показала — в одной из труб обнаружилась течь, которую внешне на раннем этапе заметить было бы очень сложно -, но благодаря графику ее удалось вовремя найти и устранить.
Во-вторых, использование ESP позволило подключить сюда же контроль температуры.
Дело в том, что подводящая труба хоть и проложена в земле -, но в холодную зиму земля может промерзнуть до такой глубины, что замерзает и вода в трубе, а разморозить ее потом — отдельное приключение.
Чтобы такого не происходило — есть специальный греющий кабель, но если включать его постоянно — это лишний расход денег на электричество, а если только в морозы — есть вероятность прозевать момент и получить ледяную пробку.
Контроль температуры эту проблему решил: несколько датчиков в проложенной рядом трубе показывают температуру в нескольких точках, и если где-то становится слишком холодно — еще одно реле включает кабель.
(о том как можно работать с несколькими датчиками на достаточно длинном проводе — уже писал раньше)
И аналоговый пин тоже пригодился — для контроля уровня воды в колодце. Дело в том, что уровень воды вообще очень нестабильная вещь, в засушливые месяцы он может сильно снижаться, и очень не хотелось повторения ситуации, когда воды внезапно почти не осталось и пришлось срочно вызывать специалистов углублять колодец.
В качестве датчика уровня использован гидростатический датчик, включенный по схеме «токовой петли»:
Он просто лежит на дне, через него протекает ток, сила которого указывает на высоту столба воды.
Соответственно, на принимающей стороне — обычный резистор, напряжение на котором пропорционально току, а напряжение это считывается аналоговым пином ESP.
Тоже довольно элементарно, самым сложным было откалибровать — какой глубине какое значение соответствует: опускать датчик на рулетке и записывать показания.
Всё работает автоматически, но в любой момент можно подойти к экрану и глянуть, как оно там…
