Опубликовано

Система автоматического полива

Простой таймер управления системой орошения

Эффективное использование воды для полива способствует хорошему урожаю. Из опыта обработки приусадебного участка желательно иметь комбинированную систему полива включающую: ручной полив, капельные шланги, дождевальные разбрызгиватели, форсунки типа тумана.
Всем этит хозяйством, кроме ручного шланга конечно может управлять описываемый автомат-таймер под кодовым названием ПТУСО. — простой таймер управления систетой орошения.

Таймер собран на стареньком контроллере PIC16F84(что было под рукой). количество кранов управления равно восьми
— четыре крана 1-4 для капельного полива
— четвёртый кран может использопаться как наливной для накопительного бака.
— три крана 5-7 для дождевальных разбрызгивателей
— восьмой кран для форсунок тумана (микроклимат во дворе)
Таймер работает автономно, без ПК но для программирования, просмотра состояния и управления в реальном времени предусмотрен визуальный комьютерный интерфейс на Flash.
Включать краны можно и вручную, кнопками.

В идеале нужно нарисовать конкретный объект, вернее его территорию. Обозначить логически завершённые части рисунка элементами интерфейса. Придумать интересные анимированные схемы поведения и управления частей системы.

Обобщённо пришлось оформить интерфейс абстрактной, но зато предельно информативной суточной шкалой времени. В итоге на экране компьютера можно наблюдать в реальном времени состояние эон капельного полива, работы дождевальных установок и увлажнителя воздуха на территории отдыха, наличие воды в водопроводе и уровень воды в накопительной ёмкости. Можно с клавиатуры компьютера управлять всеми видами орошения. И конечноже задавать программу таймеру, чтобы он всё делал сам в нужное вам время. Можно использовать данные внешней метеостанции для оптимизации работы системы.

Вид с развёрнутыми меню программирования.

Прошу прощения за некоторую куцость изложения материала, минутное ожидание при скачивании и возможные ошибки, которые со временем надеюсь устранить.
Большое спасибо людям, выложившим в интернет конкретные примеры различных решений, которые использованы в процессе работы над ПТУСО.

>Контроллер автоматической системы полива.

Владимир Макаров.

Введение.

Наступила весна. Журчат ручьи, распускаются листья на деревьях, поднимается зеленая трава, скворцы уже заселяются в скворечники.
Весна, это долгожданный период времени для огородников.
Полным ходом идет покупка и посадка семян в торфяные горшочки, вот уже появляются первые листочки томатов и огурцов. Природа начинает свое воспроизводство.
Самое время подумать о системе полива растений после их пересадки в теплицу или открытый грунт.
Вниманию читателей сайта vprl.ru — предлагается контроллер автоматической системы полива растений.
Устройство автоматически включает исполнительные устройства на полив растений водой из резервуара (например, из бочки) и докачку воды в резервуар до предельного уровня.
Устройство следит за одновременным наступлением четырех событий, необходимых для включения реле полива:
1. После последнего полива прошло установленное число дней.
2. Наступило установленное время полива (в часах и минутах).
3. Температура воды в резервуаре равна или превышает установленное значение.
4. В резервуаре есть вода.
Реле полива коммутирует цепи насоса полива или клапана полива (для случая самотечной системы полива).
Устройство также следит за наполненностью резервуара водой. Если резервуар не наполнен, то включается реле докачки, которое коммутирует насос докачки или клапан докачки (если наполнение резервуара осуществляется из водопровода). При этом докачка резервуара осуществляется только в период отсутствия полива.
Автор выражает глубокую признательность Щелканову Евгению, радиолюбителю из Ухты, за идею, советы и тестирование устройства.
Внешний вид устройства показан на рисунке (Рисунок 1).


Рисунок 1. Внешний вид устройства

Демонстрационный ролик

Принципиальная схема устройства.

Схема электрическая принципиальная устройства показана на рисунке (Рисунок 2).


Рисунок 2. Схема электрическая принципиальная

Устройство собрано на микроконтроллере ATmega8.
Реальное время (часы и минуты) обеспечивается микросхемой DS1307N, которая управляется микроконтроллером по шине TWI (аналог шины I2C).
По шине TWI (сигналы SDA и SCL) осуществляется установка текущего времени – часов и минут – в DS1307N, а также считывание в программу текущего времени из DS1307N.
Кроме того, задействован выход SQW/OUT в режиме меандра с периодом 1 секунда, для прерывания МК. По этому прерыванию МК обращается каждую секунду к DS1307N и считывает текущее время.
Точность хода часов обеспечивается использованием кварцевого резонатора Y1 на 32768Гц.
Гальванический элемент GB1 поддерживает непрерывный ход часов во время отсутствия основного питания +5V.
Линии SDA, SCL и SQW/OUT подтянуты к источнику питания через резисторы R10, R11 и R12.
Измерение температуры воды в резервуаре осуществляется датчиком DS18B20, подключенным к МК в однопроводном режиме.
Применен датчик DS18B20 в герметичном исполнении. Линия датчика DO подтянута к источнику питания резистором R5.
Датчики уровня воды, устанавливаемые в нижней и верхней частях резервуара, в герметичном исполнении, на герконах.
Внешний вид датчика показан на рисунке (Рисунок 3).
Поплавок датчика имеет встроенный постоянный магнит. Датчики устанавливаются поплавком вниз.
При поднятии уровня воды до уровня датчика поплавок всплывает, магнит действует на геркон, контакты геркона замыкаются.
Замыкание/размыкание контакта верхнего датчика передается в МК по линии H_BAR, нижнего – по линии L_BAR.
При обнаружении замкнутого контакта верхнего датчика включается светодиод VD2 (1 на линии LED_H_BAR). При обнаружении замкнутого контакта нижнего датчика включается светодиод VD3 (1 на линии LED_L_BAR).


Рисунок 3. Датчик уровня воды

Управление реле насоса (клапана) докачки осуществляется сигналом МК по линии PUMP_IN.
Сигнал 1 поступает от МК по линии PUMP_IN на транзисторный ключ VT1 (КТ815А), транзистор открывается и срабатывает реле K1.
Контакты K1.2 замыкают цепь включения насоса (клапана) докачки. Одновременно включается светодиод VD4 («Докачка»).
При поступлении 0 по линии PUMP_IN транзистор VT1 закрывается, реле K1 обесточивается, контакты К1.2 размыкаются, светодиод VD4 выключается.
Управление реле насоса (клапана) полива осуществляется сигналом МК по линии PUMP_OUT.
Сигнал 1 поступает от МК по линии PUMP_OUT на транзисторный ключ VT2 (КТ815А), транзистор открывается и срабатывает реле K2.
Контакты K2.2 замыкают цепь включения насоса (клапана) полива. Одновременно включается светодиод VD5 («Полив»).
При поступлении 0 по линии PUMP_OUT транзистор VT2 закрывается, реле K2 обесточивается, контакты К2.2 размыкаются, светодиод VD5 выключается.
В устройстве применены реле типа TAINBO 05VDC HJR-3FF-S-Z. Внешний вид реле показан на рисунке (Рисунок 4).


Рисунок 4. Внешний вид реле

Отображение информации о введенных параметрах устройства, текущих значениях дня, времени, температуры и сообщения о состоянии устройства и резервуара — осуществляется на жидкокристаллическом дисплее LCD1 типа WH-1602.
Дисплей включен в режиме приема данных полубайтами (4 линии LCD_DB4…7). Резистором R2 регулируется контрастность изображения на дисплее.
Одновременно с визуальной индикацией устройство обеспечивает звуковую сигнализацию по линии BEEP.
Сигнал таймера-счетчика № 1 в виде меандра частотой 2000Гц поступает на транзисторный ключ VT3 (BC547B), нагрузкой которого является пьезоизлучатель без встроенного генератора.
Звуковая сигнализация осуществляется при нажатии кнопок настройки, при поливе, накачке или ожидании полива. Устройство постоянно изредка «попискивает» разными последовательностями импульсов в зависимости от состояния устройства.
Управление устройством осуществляется кнопками S1 («Установка»), S2 («Увеличение»), S3 («Уменьшение»).
При нажатии на кнопку «Установка» — курсор на экране LCD перемещается к очередному настраиваемому параметру.
Нажатие кнопок «Увеличение» и «Уменьшение» (на панели обозначены как «+» и «-» соответственно) происходит увеличение или уменьшение значения настраиваемого параметра.
RC-цепь R1C1 обеспечивает сброс (!RESET) МК при включении устройства.
В устройстве предусмотрено внутрисхемное программирование по интерфейсу ISP. Для этого на плате имеется разъем XP1 (ISP программатор).
Светодиод VD1 включается при подаче питания на устройство.
Питается устройство от блока питания 5V/1A.
Фьюзы МК ATmega8: High-0xD9, Low-0xE4.

Конструкция.

Печатная плата устройства показана на рисунках (Рисунок 5) и (Рисунок 6). Печатная плата разработана в программе DipTrace. Оригинальные файлы с разметкой печатной платы приведены в приложении к статье.


Рисунок 5. Печатная плата (верхняя сторона)


Рисунок 6. Печатная плата (нижняя сторона)

Светодиоды VD2..5 установлены на плате. При желании можно установить их на передней панели устройства.
Внешний вид печатной платы показан на рисунке (Рисунок 7).


Рисунок 7. Внешний вид печатной платы

Удобно использовать в качестве корпуса пластиковый распределительный щиток фирмы Viko или другой подобный корпус подходящего размера. Для примера приведен снимок размещения устройства в корпусе отслужившего 3-хфазного счетчика (Рисунок 8).


Рисунок 8. Пример размещения устройства в корпусе 3-хфазного счетчика

Рядом с платой контроллера размещен импульсный блок питания на 5V/1A.
Приложение:
AutoIrrigation2.dch Схема электрическая в формате DipTrace
AutoIrrigation2.dip Печатная плата в формате DipTrace
AutoIrrigation2.c Исходный код программы на Си (Atmel Studio 7)
AutoIrrigation2.hex Загрузочный файл
Удачи Вам в творчестве и всего наилучшего!
Скачать архив.

Автополив цветов — довольно удобная система, которая позволяет заботиться о растениях даже во время отсутствия хозяев дома. На сегодняшний день во многих специализированных магазинах можно найти такое устройство. Оно подходит для комнатных растений, обеспечивает необходимую влагу и предотвращает гибель цветов.

Приспособление можно сделать своими руками. Для этого понадобятся некоторые подручные предметы.

Уход за комнатными растениями

Иногда человеку необходимо на некоторое время отлучиться, что же тогда делать с комнатными растениями? Чтобы цветы не погибли, нужно обеспечить все оптимальные условия, в том числе и полив. В магазинах можно встретить специальные приспособления. Например, горшки, состоящие из двух частей. Такие варианты называют самооорошающимися. В качестве прослойки для емкости используется дренажный субстрат. Верхняя часть служит местом для высаживания цветов, вторая — резервуаром для воды. Чтобы растение получало воду, в горшке установлены специальные веревочки. Особенностью является индикатор, который показывает оставшееся количество воды.

Основным недостатком можно назвать то, что емкость не подходит для молодых растений, которые не пустили корни. Корни должны быть достаточно длинными, чтобы вода могла нормально поступать в верхнюю часть.

Существует готовая система полива. Такое приспособление представлено в виде емкости с водой, основными элементами которой являются трубочки и программное управление. С помощью этих составляющих обеспечивается нормальное поступление воды.

Еще одним устройством для автополива являются шары. Они представляют собой колбу с пипеткой для полива, куда наполняется вода. После этого устройство нужно вставить в горшок. Когда земля будет сухой, кислород, поступивший в ножку колбы, вытолкнет нужное количество воды. Такие шары изготавливают из пластика или стекла.

Периодическая подача воды

Существует система полива цветов с периодической подачей. Устройство также можно изготовить своими руками, для этого потребуется насос и таймер. Можно использовать погружные или же наружные виды насосов. В качестве источника питания для постоянного тока подойдет старый блок от компьютера. Чтобы контролировать работу насоса, понадобится таймер (шаг не должен превышать 1 минуту).

В некоторых случаях вместо насоса применяется электромагнитный клапан. Подача воды будет открыта на некоторое время, после чего с помощью таймера система отключается. Емкость нужно устанавливать выше горшков.

К блоку питания нужно присоединить таймер, после чего настроить на время включения. Например, полив будет работать 2 минуты в заданное время. Затем устанавливается насос. При креплении шлангов нужно уделить внимание прочности, так как под большим давлением их может сорвать. В местах крепления лучше установить хомуты.

После этого автоматический полив цветов будет обеспечен за счет подачи воды с помощью насоса.

>Автополив цветов (видео)

Преимущества установок для растений

Системы с режимом авто обладают массой преимуществ в сравнении с другими вариантами. Можно выделить следующие особенности:

  • равномерная поливка растений в течение длительного времени;
  • отсутствие грязи и разводов, так как вода поступает в горшок;
  • простота в использовании;
  • нет необходимости часто обращаться к поливке, постоянно контролировать процесс.

Создав автополив своими руками или же приобретя готовый вариант в магазине, можно не беспокоиться о цветах и комнатных растениях.

Подача необходимого количества воды будет обеспечена в течение продолжительного времени. Если же нет желания собирать устройство самостоятельно, можно обратиться к самым обычным моделям в специализированных магазинах.

Однією з глобальних проблем компаній, що займаються вантажоперевезеннями, є необхідність контролю витрат палива. Це цілком логічно, якщо врахувати, що 50% витрат, необхідних на утримання парку автомобілів, припадає саме на ПММ. У той же час паливо — це «валюта», скористатися якою у власних цілях хотіло б абсолютна більшість співробітників.
Водійська кмітливість завжди дозволить знайти спосіб «обійти» контроль з боку керівництва і скористатися ситуацією з найбільшою вигодою для себе. GPS моніторинг дозволяє налагодити ефективний контроль, який дозволить підвищити якість обліку, дисципліни, безпеки. Система контролю витрат палива дозволяє отримувати об’єктивні дані, з яких можна зробити висновок про витрату палива, пробіг автомобіля, скоєних рейсах, відповідно пройденого маршруту одержаному завданням, кількість, місце та час заправок і зливів палива.
З часом практично всі компанії, що займаються вантажоперевезеннями, приходять до необхідності впровадження на своєму підприємстві системи GPS контролю витрат палива. Це пояснюється тим, що при невеликому терміні окупності (1-4 місяці) підприємство отримує досить багато переваг, які дозволяють підвищити його рентабельність і конкурентоспроможність.

Чому GPS моніторинг

Контроль витрати палива без системи GPS виробляється або за допомогою власної заправної станції або через мережу партнерських заправок, які працюють з використанням чеків. У першому випадку власник підприємства може повністю контролювати кількість палива, яке потрапляє в бак автомобіля. Але про можливі відпливи пального або несанкціонованих рейсах в цьому випадку дізнатися не вдасться. У другому — додається ще й проблема з переведенням у готівку чеків.
Розрахунок витрати палива проводиться виходячи з норми споживання пального конкретним транспортним засобом і тої відстані, яку було пройдено. Якщо не використовувати GPS моніторинг транспорту, то виходить, що розрахунок будується на параметрах, величина яких точно не відома. Це означає, що контролю витрат палива фактично немає.
GPS система дає можливість в реальному часі контролювати рівень палива в баку і швидкість, з якою він змінюється. За цими параметрами можна зробити висновки про те, скільки і коли було залито палива в бак, чи були відливи, яка фактична норма витрати палива за одиницю часу даним транспортним засобом. В результаті впровадження GPS системи контролю витрати палива транспортне підприємство отримує можливість ефективно планувати свої витрати і не допускати зловживань і шахрайства.

Вантажоперевезення та GPS моніторинг

Перевезення вантажів передбачає часті рейси на значні відстані, в ході яких контролювати дії водіїв без застосування системи GPS моніторингу неможливо. Відсутність контролю призвело до того, що махінації з паливом і пробігом стали практично нормою. Саме тому впровадження GPS системи у водійського складу не викликає захоплення.
Але якщо не брати до уваги виключення можливостей для різного роду махінацій, то для водіїв система моніторингу також принесе користь. Вона значно підвищує рівень безпеки як самого водія, так і перевезеного ним вантажу.
GPS навігація дозволяє водіям швидко і безпомилково вибирати правильний шлях. Це дозволить не порушувати графік руху, економити час, пальне, зменшити пробіг автомобіля.
При впровадженні у виробництво системи супутникового моніторингу у диспетчера є можливість контролювати місцезнаходження автомобіля, дотримання графіка, точність проходження маршруту, швидкість руху транспортного засобу. Керівництво компанії, що займається вантажоперевезеннями, може при необхідності надати повну інформацію про місцезнаходження вантажу в будь-який момент свого клієнта.
Не варто також скидати з рахунків і те, що з’являються конкурентні переваги перед іншими компаніями. Адже клієнти набагато охочіше довірять свій вантаж тієї організації, яка може поручитися за його збереження та своєчасну доставку, підкріпивши свої слова наявністю інструментів для ефективного контролю та відповідного обладнання.
Що дає система контролю палива
Розглядаючи це питання не можна привести точні цифри, але середньостатистичні дані такі:
• економія пального становить 25%;
• зниження витрат на амортизацію — 25%;
• пробіг автомобілів скоротився на 20%;
• час простою зменшився на 10%;
• оборотність транспорту збільшилася на 15%;
• вартість страхування знижується на 10%.
В результаті за рахунок цих показників впровадження системи GPS моніторингу окупається з протягом 1-4 місяців.

Методи контролю палива

Існує два методи контролю палива: контроль витрати палива і контроль рівня палива в баку. Вони застосовуються для вирішення однієї і тієї ж задачі, але шляхи реалізації при цьому у них абсолютно різні, як різні і можливості, що з’являються при їх застосуванні.
Метод контролю витрат палива може відповісти на питання про кількість палива, споживаної даним транспортним засобом за певний час. Для цього на борту автомобіля встановлюють витратомір (датчик витрати палива). GPS система контролю палива передасть сигнал від цього датчика на диспетчерський пункт з інформацією про отримані дані. При використанні методу контролю витрат палива потрібно враховувати той факт, що у диспетчера не буде можливості проконтролювати час, місце і кількість заправок, скоєних протягом заданого періоду, а також можливі зливи палива. Але, виходячи з заданого маршруту, можна зробити висновок про те, чи виконав водій всі рейси і чи не зробив несанкціонованих поїздок.
Метод контролю рівня палива більше підійде для того, щоб не допускати зловживань з боку водіїв автомобілів. На паливний бак встановлюється датчик рівня палива, який буде передавати сигнали про рівень пального в баку і швидкості, з якою обсяг цього пального буде змінюватися. GPS система контролю палива буде передавати сигнали на диспетчерський пункт або на сервер центру моніторингу. Ця інформація буде візуалізувати за допомогою графіка зміни рівня палива на борту транспортного засобу з плином часу. На цьому графіку будуть відображені всі заправки, їх обсяг, місце і час. Також буде видно різке збільшення швидкості витрати палива у разі його зливу (як під час руху, так і на зупинках).
При необхідності впровадження всебічного контролю є можливість застосування одночасно двох цих методів.
Види датчиків для контролю палива
• Штатні датчики можуть показати приблизну витрату пального, місце і час заправки чи відливів. Вони мають істотний недолік: велика похибка у вимірах, зростаюча із зносом датчика. Це найдешевший метод з усіх. При його використанні немає необхідності втручатися в роботу паливної системи, не потрібно купувати контролер.
• Електронні датчики рівня палива (ємнісні і ультразвукові) дають найбільш повну і точну інформацію про час і місце заправки автомобіля, зливі пального, про витрату палива в процесі руху. Ємнісні датчики набули найбільшого поширення, завдяки поєднанню прийнятної ціни і високої якості вимірювань. Але у них також є недолік: вони працюють стабільно і без похибок тільки за умови стабільності якості палива і відсутності різких змін метеоумов. Ультразвукові датчики працюють безвідмовно в будь-яких умовах, але коштують вони на порядок дорожче ємнісних. Тільки з цієї причини їх використовують тільки там, де інші датчики застосовувати не можна. Наприклад, при перевезенні вибухонебезпечних або хімічно нестабільних рідин, коли безпосередній контакт може призвести до детонації.
• Високоточні датчики витрати палива зафіксують витрату палива, але не дадуть інформації про сливи і заправки, їх місце і час. Для забезпечення стабільної роботи цього виду датчиків необхідна систематичне їх розбирання і чищення фільтрів.
Доводити керівництву транспортних компаній необхідність контролю витрат палива абсолютно не потрібно. Цю проблему не було можливості вирішити з тих пір, як з’явилися перші транспортні компанії. Сучасна технологія GPS контролю витрат палива — єдиний на сьогоднішній день ефективний, надійний і об’єктивний метод вирішення даного питання. Невеликий термін окупності і значне підвищення прибутковості підприємства, роблять впровадження системи GPS моніторингу необхідністю для успішного розвитку бізнесу.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *