Клапан автозаполнения на базе Arduino своими руками

Современные инновации плотно вошли в наш повседневный обиход, и помогают человеку буквально на каждом шагу в решении бытовых и производственных задач. В связи с подорожанием энергетических и природных ресурсов многие стараются экономить их расход любым доступным способом. Одним из вариантов таких ноу-хау является применение дождевой воды взамен классическому водоснабжению. Технология достаточно проста – во время выпадения осадков вода собирается в резервуарах, а затем по мере необходимости используется для нужд взамен водопроводной.

Единственным недостатком такой системы является непостоянство заполнения резервуара с дождевой водой, из-за чего эту нехватку приходится восполнять водопроводной водой. Для этого могут применяться как ручные способы, так и автоматические, причем последние  не требуют постоянного контроля со стороны человека. Автоматический контроль уровня заполнения резервуара достаточно хорошо реализуется на базе микроконтроллера Arduino. При этом в резервуаре будет находиться минимальный уровень воды, а остальной объем остается свободным для дальнейшего наполнения дождевой водой.

Принцип действия автоматического клапана с Arduino

Схема для управления клапаном автоматического заполнения резервуара с дождевой водой включает в себя такие элементы:

  • Сервопривод – предназначенный для открытия и закрытия клапана (подходит любое устройство, работающее через обратную связь и позволяющее контролировать положение перемещаемого устройства);
  • Датчик – для измерения количества воды (рекомендуется устанавливать модели, измеряющие сопротивление воды в резервуаре);
  • Плата Arduino – для подачи управляющих сигналов на сервопривод в зависимости от получаемых данных с датчика;
  • Макетная плата – используется для удобства соединения всех элементов сети, но можно обойтись и без нее, используя классическую пайку проводов.

Для этого вам необходимо собрать  схему, как показано ниже:

Принципиальная схема подключения клапана автозаполнения
Рисунок 1: Принципиальная схема подключения клапана автозаполнения

Затем загрузите на  Arduino программное обеспечение (конкретный вариант программы предложен ниже). Данная операция производится через ПК с помощью IDE выхода на Arduino.

Принцип действия клапана автозаполнения заключается в следующем: датчик воды представляет собой два участка проводника, между которыми имеется зазор. При погружении их в воду через зазор протекает какая-то величина тока, и чем больше воды в емкости, тем большей проводимостью будет обладать все водное пространство. Соответственно, с уменьшением объема воды будет уменьшаться и величина протекающего тока. В зависимости от величины протекающего тока, с датчика будет подаваться сигнал на плату Arduino, которая в соответствии с загруженной на нее программой будет давать команду сервоприводу сузить или увеличить канал подачи воды из системы центрального водоснабжения.

Разумеется, что программа написана для определенного типа устройства со своим объемом контейнера, диаметром трубы и параметрами работы. Если вы примените ее для собственного резервуара и сервопривода, то придется немного подстроить клапан, привод и прочие элементы конструкции для корректировки работы системы автозаполнения на базе Arduino.

Для этого вам придется опытным путем отрегулировать работу автозаполнения, чтобы добиться нужного результата. Заметьте, клапан должен именно прижимать входное отверстие на системе центрального водоснабжения, если он его просто прикроет, вода все равно продолжит просачиваться.  Поэтому при монтаже системы можете устанавливать дополнительные уплотнители и крепежные детали, обеспечивающие нужную герметизацию и механическую прочность.

Пример установки датчика и его опробование

Расположение коммуникаций в резервуаре
Рисунок 2: расположение коммуникаций в резервуаре

После того  как вышеприведенная схема собрана, ее необходимо опробовать:

  • Для начала просмотрите места соединения всех проводов – в них должен обеспечиваться хороший электрический контакт.
  • Далее опробуйте датчик на любой подходящей емкости с водой, он должен обеспечивать плотное закрытие клапана.
  • Если клапан полностью не прилегает из-за недостаточного хода сервопривода или тот его через чур перегибает, то величину движения можно изменить в строке команды if (input_val <500) уменьшая или увеличивая цифровой показатель;
  • Элементы водопровода также проверяются на герметичность – вряд ли вы много сэкономите на протекающих трубах и местах их крепления к резервуару.

Корректировка программы производится на компьютере, а после ее загружают на плату Arduino повторно. Процедуру повторяют до тех пор, пока не будет достигнута нужная вам плотность прилегания.

Программа для загрузки на микроконтроллер:

  Клапан автозаполнения на базе Arduino (532 bytes, скачано: 21)

Обсудить на форуме
ОЦЕНИТЬ:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:


Комментарии и отзывы

Добавить комментарий