В нашем огороде под разные овощи (кроме картошки) и под цветы выделено примерно две с половиной сотки. Территориально получилось как бы два участка - один вдоль дома, там в основном многолетники, и второй перед домом как часть большого участка - там садим обычно овощи.
Раньше поливали обычно из лейки (ну и садили гораздо меньше), потом я стал применять полив из шланга, приобрел дождевалку, прикрепил ее на шест длиной около полутора метров и стал переставлять с грядки на грядку. Пока поливается одно место, можно заняться делом в теплице или полить лейкой еще что-нибудь.
А прошлый год поставил много дождевалок, подключил их через пластиковые садовые краны и только открывал нужный кран. Вот эта работа мне совсем не понравилась. Надо все время держать в голове необходимость переключения. Пришлось зимой заняться конструированием автоматической системы полива огорода.
Полностью покрыть поливом всю площадь грядок под овощи и цветы получилось с помощью десяти брызгалок (с перекрытием, чтобы не было сухих секторов). Давление воды в системе от водопровода и от скважины примерно одинаковое, полторы -две атмосферы, расхода воды хватает только на одну брызгалку. Поэтому решил применить последовательное переключение брызгалок с помощью электромагнитных клапанов.
Выписал на алиэкспресс десять пластиковых электромагнитных клапанов. Пластиковые клапана недорогие в отличие от латунных. О долговечности не знаю, еще ненаработано. Клапана бывают на 220, 24 и 12 Вольт. Выбрал на 24 Вольта (неопасно и ток поменьше, чем в 12-ти вольтовых).
Для двух территориальных участков собрал два распределителя по пять клапанов в каждом (я их назвал "пауками"). Клапана соединил сантехническими тройниками и муфтами, вход воды предусмотрел для трубы ПНД 20 мм.
К выходам клапанов прикручены штуцера под садовый шланг 16 мм.
Электронную схему управления клапанами решил собрать на транзисторах и цифровых микросхемах средней степени интеграции типа К561. Эта техника мне знакома и микросхемы были в наличии.
Применение микропроцессоров и ARDUINO отмел сразу, мне это менее знакомо, надо что-то приобретать, да и алгоритм для работы совсем простой.
Управление клапанами хорошо реализуется на транзисторах. Очень хорошо работают на такую нагрузку МОП транзисторы, но мне удобней ставить транзисторы на один радиатор без прокладок, поэтому применил КТ835 и схему с общим коллектором.
Чтобы получить последовательные минутные импульсы длы открывания транзисторных ключей, применил микросхему счетчика К561ИЕ8, она имеет десять выходов, на которых последовательно появляются импульсы и работает по кругу. Количество выходов можно легко сокращать, перключая обратные связи.
Задающий генератор 2-20 Герц собрал на микросхеме К561ЛА7. На этой частоте генератор работает стабильно и надежно и импульсы хорошо видны на светодиодном индикаторе. Далее последовательно включены три микросхемы К561ИЕ8, чтобы уменьшить частоту в 1000 раз.
В итоге на выходах последней микросхемы получил (подстроил) импульсы длительностью от 30 секунд до 10 минут. Длительность регулируется плавно потенциометром.
Для выбора количества интервалов от 1 до 10 поставил пакетный переключатель.
Для удобной работы с системой поставил цепи сброса и ручного переключения интервалов и предусмотрел коммутатор, где каждый выходной интервал соединен намоткой проволочки с соответствуюшим входом транзисторного ключа. Такой коммутатор позволит при работе системы подавать два, три интервала на один ключ (на брызгалку) и вообще дает возможность маневра в порядке полива.
Естественно поставил светодиодные индикаторы на выхода микросхемы и на выхода ключей.
Блок питания стандартный на трансформаторе с двумя напряжениями: 30 Вольт нестабилизированное (для ключей), и 12 Вольт через стабилизатор 7812.
Защита по высокой стороне - два автоматических выключателя (сблокированы) на 1 Ампер, по низкой стороне плавкий предохранитель.
По схеме после входной защиты поставлена обычная электрическая розетка - в нее включается электронный таймер для включения системы в определенное время на определенный срок. Блок питания подключается к таймеру с помощью вилки. В блоке питания предусмотрен тумблер обхода таймера (для проверки).
При проверке работы электромагнитных клапанов оказалось, что при длительной работе в штатном режиме (24 Вольта) они очень сильно нагреваются. Но, как любое электромагнитное устройство, они имеют свойство удерживать открытое состояние при понижении напряжения питания до 16 Вольт, при этом ток уменьшается до 160 мА и нагрева почти нет.
Поэтому в базовых цепях транзисторных ключей были поставлены токоограничительные резисторы (подобраны под каждый ключ), зашунтированные праллельными конденсаторами по 470 мкФ.
Такая цепочка дает в коллекторной цепи полный выброс тока (на секунду) за счет заряда конденсатора, затем ток спадает до значения, обусловленного резистором.
Естественно, встал вопрос: как запретить полив, если был дождь и полив не нужен. Для этой цели сделано реле влажности.
Схема представляет собой триггер Шмитта с датчиком влажности в базовой цепи и регулировочным потенциометром. На выходе триггера включено реле, отключающее питание клапанов.
В качестве датчика влажности применен обычный деревянный брусок с закрченными в него саморезами на расстоянии 1 см. Такой брусок расположен на улице (прикреплен к стене) и намокает под дождем и сохнет почти точно так же как земля.
Остается удостовериться, что земля достаточно промокла и выставить порог срабатывания реле при необходимой влажности.
Монтаж устройства сделан блочно в пластиковых корпусах для электрических автоматов и все смонтировано на доске.
Потом встал вопрос - устройство я расположу в предбаннике, там удобно и близко к огороду и есть электричество, а хорошо бы иметь на улице пульт дистанционного управления. Режимы пульта - принудительный ручной полив (один интервал постоянно), принудительный автоматический полив (с переключением интервалов) и кнопка для ручного переключения интервалов.
Сказано - сделано. Схема получилась хитрая, потому что не стал подключать к пульту ДУ 220 Вольт (это опасно). Поэтому пришлось поставить в блоке питания дополнительное реле, которое включается от отдельной батареи (8 пальчиковых батареек), которые работают только в момент включения реле, потом реле блокируется от сетевого питания. Также пришлось предусмотреть принудительную работу системы от блока ДУ даже при влажном датчике.
Для присоединения кабелей поставлены электрические клеммники под резьбу.
Для соединения устройства с распределителями воды применен кабель витой пары UTP. Кабель на улице помещен в садовый гофрированный шланг и проложен вместе с трубой ПНД до каждого распределителя.
К штуцерам распределителя присоединены садовые шланги 16 мм примерно по 1,2 метра, на концах которых закреплены соединительные муфты.
Концы шлангов от дождевалок тоже заканчиваются муфтами. Муты соединаются через переходники. Это позволяет производить быстрое отключение и подключение шлангов.
Система отработала на огороде уже почти все лето. Что сказать, даже забываешь совсем, что огород надо поливать, все работает само по времени. Время для полива на каждую брызгалку я выбрал около двух минут, а общее время полива регулируется таймером.