Дистанционный полив своими руками

Автоматический полив с управлением через Интернет.

В данной статье будет рассказано об опыте организации системы автоматического полива на дачном участке с возможностью мониторинга и управления через Интернет.

Введение

В настоящее время системы автоматики всё больше мигрируют из промышленности в бытовую среду. Сейчас вряд ли можно кого-то удивить, рассказав про систему автоматического полива, увиденную на соседском участке, — такие системы появились на рынке уже не один год назад. Однако, в процентном соотношении еще не так много людей пользуются данным чудом техники. Причин много: возможно, это скептическое отношение ко всему новому или трудности с выбором конкретной системы. В любом случае, надеюсь, что данная статья поможет развеять все сомнения и разобраться в таких системах.

Еще одним важным препятствием перед установкой автоматического полива, для тех кто живет в городе, является невозможность следить за процессом удалённо и при необходимости управлять им прямо из своей городской квартиры.

Конечно, для того чтобы сделать систему полностью автоматической, необходимо подвести силовое питание, оборудовать систему насосом, управлять им для поддержания необходимого уровня воды в поливочном резервуаре и т.д. Из-за наличия опасных факторов (силовое питание, угроза протечки воды), пользователи просто боятся оставить систему без присмотра. Но можно отбросить все переживания , если иметь возможность постоянного мониторинга состояния системы, оповещения при неисправностях и наличия защитной автоматики — всё это реализуемо, если подключить систему к Интернет. Кроме мониторинга состояния, подключение к сети позволит управлять системой. Это бывает важно когда, например, пошёл дождь и нужно отменить запланированный по расписанию полив, или менять длительность полива в зависимости от погоды.

Конечно же, далеко не на каждой даче стоит роутер для доступа в сеть. В рассматриваемом ниже примере для подключения к Интернету используется GPRS модем, позволяющий «автополивалке» выходить в сеть точно так же, как это делает обычный мобильный телефон. При этом объём передаваемых данных достаточно мал — поэтому система будет работоспособна в даже местах с очень слабым сигналом.

Думаю вступительных слов уже достаточно, перейдём непосредственно к примеру.

Проектирование системы автоматического полива

Поливальная установка состоит из двух накопительных резервуаров с поплавковыми датчиками уровня, механизма автоматического поддержания уровня воды в баке и управляемого крана блокировки долива, системы распределения воды по линиям полива с электро-управляемыми клапанами и насосом.

Накопительный резервуар

Резервуары объединены по принципу «сообщающихся сосудов» — поэтому условно можно говорить, что это одна ёмкость для накопления воды. В качестве резервуаров были применены еврокубы .

Для объединения баков в крышки их сливных отверстий были врезаны латунные сгоны с прокладками:Далее сгоны из баков были объединены с помощью полипропиленовых труб. На получившуюся общую выходную трубу установлены фильтр и кран:

Баки установлены на каркас из профильных труб и швеллеров.

Получилось следующее:

Датчики уровня воды в резервуаре

Накопительные баки оборудованы тремя поплавковыми датчиками уровня .

Сигналы от датчиков поступают в систему управления и используются для регистрации трёх различных уровней воды: «полный бак», «уровень воды менее половины» и «почти пустой бак». Эта информация передаётся на сервер для отображения уровня воды в резервуаре через веб-приложение. По двум последним сигналам сервер формирует соответственно предупредительное и аварийное события для оповещения пользователя по смс или электронной почте.

Поскольку баки — это сообщающиеся сосуды, т.е. уровень в них всегда одинаковый, — все датчики для удобства установлены в одном из них.

По той же причине система долива воды подведена только к одному из баков.

Система автоматического долива воды в резервуар

Для автоматического заполнения водой резервуар оборудован механическим поплавковым клапаном:

Этот клапан работает аналогично клапану унитазного бачка, т.е. при понижении уровня жидкости поплавок клапана опускается, открывая подачу воды.

Для блокировки долива на подающую трубу был установлен электромагнитный клапан нормально-открытого типа.Такой клапан в отсутствии напряжения питания открыт и даёт возможность системе автоматически заполнять накопительный резервуар. Когда пользователю нужно запретить системе доливать воду, он может закрыть кран, с помощью веб-приложения или переключателя на шкафу управления.

Блокировка автоматического долива нужна из-за того, что работающая поливальная установка снижает давление воды в доме. Поэтому, когда нужно помыть посуду, принять душ или включить стиральную машину, можно временно запретить «поливалке» автодолив.

Когда пользователь даёт команду блокировки долива, система управления запитывает клапан управляющим напряжением 220 В и он закрывается — только в этом состоянии клапан потребляет энергию. Большую часть времени (от общего времени работы системы) клапан находится в открытом состоянии и не тратит энергию, именно поэтому был выбран нормально-открытый тип клапана.

Система распределения воды

Система распределения воды по поливочным контурам представляет собой распределительный коллектор с 8-ю отводами, на 7 из которых установлены электромагнитные клапаны, для того чтобы можно было включать/выключать полив электрическим сигналом от системы управления. На 8-ой отвод без клапана установлен быстросъёмный разъём для подключения шланга и полива в ручном режиме.

Используемые электромагнитные клапаны SMART SP61355 управляются подачей на них сигнала 220 В.Данные клапаны нормально-закрытые. Это означает, что в отсутствие сигнала управления они закрыты. Такое состояние наиболее безопасное, т.к. в случае пропадания питания установки клапаны будут закрыты. В противном случае произошло бы вытекание воды из резервуара и затопление участка.

При тестовом опробовании системы выяснилось, что существенным недостатком этих клапанов является узкое внутреннее пропускное отверстие (всего 2,5 мм), поэтому при том давлении, которое создаёт вода, вытекая из резервуара самотёком, расход воды через клапан составляет всего 40 л/час. Согласно паспорту на клапан, для того чтобы обеспечить расход воды 250 л/час нужно создать на нём давление в 1 бар — поэтому в систему был добавлен насос увеличения давления Ksitex CL15GRS-15.О том как он работает и как его правильно выбрать написано в этой статье .

Система управления

Система управления поливальной установкой «собирает» сигналы с датчиков и отправляет из на сервер, а от него получает команды для исполнительных устройств: клапанов и насоса.

Шкаф управления выглядит так:

На передней панели шкафа есть переключатель для аварийного закрытия всех клапанов на случай неисправности контроллера и переключатель для включения клапана блокировки долива.

Кроме рассмотренных выше датчиков, контроллер ещё принимает сигнал от термодатчика, измеряющего уличную температуру.

Подробнее про устройство системы управления мы расскажем в отдельной статье .

Определение количества поливочных контуров

Как известно, разные растения нужно поливать с различной частотой и обильностью. Необходимая температура воды так же может отличаться для разных культур. Поэтому, для того, чтобы система полива была гибкой, — все растения на садовом участке были разделены на группы по режиму полива. Также в отдельные группы были выделены растения с большой площадью посадки, например картофельное поле.

В нашем системе растения были разбиты на следующие группы:

1. Лук, морковь, зелень (укроп, петрушка, салат), горох, баклажаны и кабачки — все эти культуры умещются на трёх 10-ти метровых грядках и одном 2-х метровом парнике.
2. Помидоры (в теплице)
3. Огурцы и перец — тоже тепличные
4. Картофель
5. Клубника
6. Цветы

На следующем рисунке приведён примерный план участка с расположением групп растений:

Капельный полив своими руками

В настоящее время существует множество способов орошения- это всевозможные разбрызгиватели, дождеватели и т.д. Для реализации данного проекта был выбран капельный способ полива. Этот вид орошения отличается существенной экономией воды и не требует высокого давления жидкости в подающей магистрали. Можно установить поливочный резервуар на высоте 2-3 метра, и этого будет достаточно для создания необходимого давления в системе, даже если вода будет вытекать «самотёком».

Существует два основных вида капельного полива: капельная лента и точечные капельницы.

Капельная лента

Представляет собой тонкостенную трубку со специальными устройствами — капельницами. Капельницы обеспечивают постепенное вытекание воды с определённым постоянным расходом (например 1,6 л/час). Использовать капельную ленту удобно тогда, когда необходимо увлажнить определённую площадь почвы, растения на которой расположены достаточно кучно, рядами.

Капельной лентой «опутаны» грядки и картофель

Присоединение капельной ленты к магистральной трубе

Такой способ хорошо подойдёт для полива грядок с луком, морковью, зеленью, рядов картошки и т.п.

Точечные капельницы

Система полива с точечными капельницами представляет собой магистральный шланг с отходящими от него «усиками» — тонкими трубочками, имеющими капельницы на конце. По своему принципу действия точечные капельницы похожи на капельницы, из которых состоит капельная лента — они так же дозируют воду, поступающую к корням растений.

Такой способ капельного полива хорош тогда, когда растения крупные, посажены на сравнительно большом расстоянии друг от друга и не обязательно рядами (например, томаты, клубника и т.п.).

В данном проекте мы использовали наборы капельного полива «Жук».

Заключение

В этой статье мы рассмотрели общее устройство системы автополива, а уже в следующей мы подробно расскажем о том, что представляет из себя система управления, из каких компонентов она состоит и как работает, а также покажем как выглядит веб-приложение для удалённого управления поливом и мониторинга состояния системы.

Надеемся, что было интересно! До новых встреч на LAZY SMART ! Чтобы не пропустить новую статью, вступай в нашу группу Вконтакте , а также подписывайся на наш канал YouTube .

Источник

Автополив своими руками

Уход за участком возле дома — огородом, теплицей, садом, газоном, клумбами — отнимает массу времени и сил, причем немало хлопот доставляет полив. Если его автоматизировать и сил, и времени уходить будет меньше, а результат будет лучше: меньше будет уходить воды, урожайность и внешний вид растений станет лучше. Все дело в регулярности и равномерности полива. Разрабатывают такие системы специализированные фирмы, но автоматический полив можно сделать своими руками.

Виды систем автополива

Поливать в автоматическом режиме можно насаждения, высаженные любым способом: на открытом грунте, в теплице, даже на балконе или на подоконнике. Просто масштабы и способы будут разные. Воду можно подавать несколькими способами:

Дождевателями. Через специальные устройства вода разбрызгивается по поверхности, имитируя дождь. Такой способ автоматического полива чаще всего применяют для орошения газонов. Трава хорошо реагирует на поверхностное внесение воды. Применение для других насаждений может быть ограничено из-за возможности развития болезней.

Один из способов автоматического полива растений — разбрызгивание воды
Капельный прикорневой полив. В этом случае вода подводится к зоне высадки растения и подается каплями, иногда — тонкими струйками, в зону расположения корневой системы растения. Такой способ автоматического полива используется для огородных и ягодных культур, деревьев, кустарников, цветов. Его часто монтируют в теплицах, на огородах, в цветниках. Миниатюрные системы можно сделать на балконе или для домашних цветов. Потому что вода подается именно туда, куда нужно, такой полив называют «точечный».

Более экономно расходуется вода при капельной подаче
Подземное внесение воды. Подземная подача воды в основном организовано по капельной технологии. Отличаются шланги — они должны быть более прочными, имеют особенности капельницы: в состав материала, из которого они изготавливаются, вводят гербициды, которые не дают корням растений забивать выходные отверстия. Во всем остальном строение аналогично.

Подземное подведение воды делают по капельной технологии, но объем земляных работ большой

Несмотря на разные способы подачи воды, сама система автоматизированного полива строится одинаково по одним и тем же принципам. Отличаются они рабочим давлением: капельная подача воды может работать даже в самотечных системах с низким давлением — от 0,2 атм, для разбрызгивателей-дождевателей напор должен быть больше. Соответственно и компоненты оросительной системы и ее соединения должны быть рассчитаны на разное рабочее давление. Других отличий нет: компоновка одинаковая.

Принципы построения

Принципиальная схема автоматического полива вкратце такая. Имеется источник воды, от него по участку к зонам полива разводится магистральный трубопровод. Далее при помощи тройников, крестовин, трубок небольшого диаметра и устройств подачи воды создается система полива. Для нормальной работы узлов выпуска воды необходимы фильтры их ставят на магистральном водопроводе. Вот и все. Все остальное — частности. Даже насос или система управления может быть, а можно обойтись и без них

Система автополива своими руками — реальная задача

Как управляется

Управлять поливом может контроллер (блок автоматики) или человек поворотом крана. Если установлен контролер, система практически полностью автоматизирована: она в заданное время включает и выключает подачу воды. Есть устройства с очень высокой степенью автоматизации — они следят за погодой, влажностью почвы и в соответствии с этими данными корректируют работу оборудования. В простейшем варианте автоматика полива в заданное время подает воду, через определенный промежуток времени (задается в настройках) ее отключает.

Если контроллера полива нет, открывать подачу воды и прекращать ее нужно человеку. Но это все, что от вас потребуется, все остальное сделает оросительная система.

Расход воды и интенсивность полива

Так как расход воды через точки раздачи в основном нормированный, с достаточно большой точностью можно определить, сколько времени должен длиться полив, чтобы воды было не много, и не мало. Если все поливаемые растения требуют одинакового количества воды, никаких сложностей не возникает, но такое бывает не всегда. Так дело обстоит с газоном, иногда бывают обширные посадки одинаковых насаждений в огороде или в саду. Но чаще встречается ситуация, когда одни растения более влаголюбивы, другие — менее. Решить эту проблему можно несколькими способами:

• Поставить капельницы или брызгалки с регулируемым расходом воды. С их помощью для каждого участка или растения выставить необходимое количество влаги за один полив.
• Использовать многозональные контроллеры. Они могут независимо управлять несколькими зонами полива. Это удобно на огороде, в саду или теплице, где есть обширные посадки растений, требующих разного увлажнения.

Иногда выгоднее сделать две автономных системы полива

Сделать несколько независимых систем. Порой это выгоднее, чем тянуть от одного участка к другому длинный трубопровод или покупать сложное управление.

Вот потому автоматический полив своими руками и можно сделать: у вас есть масса возможностей добиться желаемого результата.

Откуда брать воду

Источником воды для автоматической системы полива может быть водопровод, емкость с закачанной водой, скважина, колодец, река, озеро. Во всех случаях на магистральном трубопроводе устанавливаются фильтры. Просто для разных источников требуются разное оборудование. Если воду качать из открытого источника (река, озеро), обязательно ставят сначала фильтр грубой очистки, потом тонкой. Во всех других (кроме питьевого водопровода) ставят только оборудование для тонкой очистки.

Полив участка своими руками можно сделать от любого источника воды

Если речь идет об автоматическом поливе огорода или теплицы, то однозначно лучше сначала воду закачивать в емкость, где она нагреется, а потом ее распределять по участку. Для дач и приусадебных участков есть целый ряд систем, которые работают практически самотеком. Им необходимо минимальное давление, которое создается подъемом емкости на высоту порядка 1-2 метров. Есть системы, которые могут работать, если емкость поднята на 10-40 см над землей (это системы капельного полива АкваДуся, Водомерка и другие, о них можете почитать тут).

При такой организации — с емкостью для воды — насос для автоматической системы полива можно выбирать любой. Лишь бы он мог периодически закачивать воду в бак. Уровень воды в емкости чаще всего контролируется поплавковым механизмом (типа того, что в туалетном бачке). В этом случае не забудьте предусмотреть аварийный перелив и выведите его в какой-то источник, иначе ваш участок может превратиться в болото.

Если в качестве источника используется водопровод — централизованный или нет, а полив выбран капельный, необходим редуктор, понижающий и стабилизирующий давление в системе, так как большая часть этого оборудования работать может при давлении не выше 2 атм.

Схемы автоматического полива

Вариантов и вариаций схем множество. Они очень мобильны и позволяют учесть все особенности участков и насаждений. Рассмотрим случай, когда вода подается из источника при помощи насосной станции сразу для полива растений. Такой вариант автоматического полива показан на фото ниже.

Вода к растениям может подаваться каплями или с использованием разбрызгивателей. Есть узел внесения удобрений. Он пригодится в системе автополива огорода, теплицы или сада, хотя и для газона и сада тоже лишним не будет. Количество линий полива определяется в зависимости от необходимости, потом рассчитывается давление. Капельницы или брызгалки подбираются по количеству воды, необходимому для растений.

Схема системы автоматического орошения с использованием разбрызгивателей показана на фото ниже. У этих устройств есть несколько названий: дождеватели и спринклеры, из-за чего полив называют «спринклерный».

Спринклерная система полива подходит для полива газона или насаждений небольшой высоты — до 10-15 см

Основное отличие систем полива газонов в том, что трубопроводы чаще укладываются под землю. Чтобы разбрызгиватели не мешали при стрижке газона, они тоже должны прятаться в землю. Есть и такие модели.

Схема автоматического полива огорода, теплицы и сада показана на рисунке ниже. Вода сначала закачивается в емкость. Оттуда может подаваться самотеком, если подача воды капельная (она и нарисована). Для обеспечения требуемого давления для разбрызгивателей нужна будет установка насоса или насосной станции.

Система полива на даче из емкости

Если в обеспечении влагой нуждается огород, сад или теплица, устроить все можно как на рисунке ниже. От того, что верху она отличается наличием насосной станции, которая подает воду на фильтры, после которых трубопровод уже расходится к грядкам.

Автоматический полив огорода своими руками можно собрать из комплектующих или купить готовые наборы для полива

Порядок действий при разработке поливной системы своими руками

Сначала берете план участка в масштабе. Если его нет готового, рисуете на миллиметровке или большом листке в клетку. Наносите все постройки, грядки, крупные растения.

Разработка конфигурации

На плане рисуете зоны полива, источник воды, его расположение. Попутно прорисовываете ка будет проходить магистральный трубопровод. Если собираетесь обрызгивать дождевателями, нарисуйте зоны их действия. Они должны перекрываться и неполитых участков быть не должно.

Если насаждения высажены рядами, использовать рациональнее капельный полив: расход воды намного меньше, как и стоимость оборудования. При разработке схемы с капельным орошением количество линий полива зависит от расстояния между рядами. На ряды, между которыми расстояние больше 40 см необходимо по одной линии на каждый. Если ряды расположены ближе 40 см, полив веду в междурядье и линий получается на одну меньше.

Разработка поливной системы своими руками

После того, как все участки нарисованы, определяетесь с длинной требуемых трубопроводов, считаете, сколько и каких точек раздачи воды у вас получилось, определяетесь с оборудованием — количеством труб, шлангов, тройников, капельниц, брызгалок, нужен или нет вам насос и редуктор, будет установлена емкость или нет, какая автоматика должна стоять и где. Вот после того, как все это уже продумано, вплоть до диаметров труб, фитингов и переходников, наступает практический этап. Оросительная система, нарисованная на бумаге начинает воплощаться на вашем участке.

Начинаем строить

Далее уже идут работы по строительству. И первое что нужно — определиться с тем, как прокладывать будете трубы. Есть два способа: проложить трубопровод поверху или закопать в траншею. По земле обычно укладывают на даче: тут полив сезонный и осенью его разбирают. Очень редко поливные системы на дачах оставляют на зиму: даже если оборудование выдержит зиму, могут ее попросту сломать или украсть.

При создании системы автоматического полива участка дома постоянного проживания, стараются все сделать как можно более незаметным, потому трубы закапывают. В этом случае выкапываются траншеи глубиной не менее 30 см. Этой глубины достаточно, чтобы трубы не повредились при земляных работах. Только не забудьте, что трубы, фитинги и другое оборудование, которое остается зимовать, должно переносить заморозку.

Один из этапов создания автоматического полива своими руками — земельные работы и укладка магистральных шлангов

От магистральных водопроводов отходят ответвления на полив. Все узлы и соединения желательно делать в лючках с крышками: именно в соединениях, тройниках и т.п. чаще всего происходят течи. Раскапывать всю траншею, чтобы найти место течи — не самое веселое занятие, а если все «проблемные места» заранее известны и относительно доступны, обслуживание становится легкой задачей.

При подземной прокладке магистральных трубопроводов места соединений устанавливайте в специальных боксах

Последний этап — в зависимости от выбранного способа полива в шланги устанавливаются устройства раздачи воды, все соединяется и тестируется.

Комплектующие

Разводку трубопровода по участку делают из полимерных труб. Они устойчивы к коррозии, не реагируют на большинство удобрений, надежны, легко монтируются (есть способы монтажа без каких-либо специальных устройств). Чаще всего используют трубы ПНД (полиэтилена низкого давления). Ко всем описанным ранее плюсам добавляется еще стойкость к ультрафиолету: их можно прокладывать по поверхности. Подходят также ПВД (полиэтилен высокого давления), ПВХ (поливинилхлорид, но он боится ультрафиолета) и ППР (полипропилен, его недостаток — нужно соединять сваркой и разобрать невозможно).

Чаще всего собираются системы автоматического полива своими руками из труб ПНД на компрессионных фитингах

Для автоматических систем полива на дачи, теплицы и огороды берут в основном трубу 32 мм в диаметра. Если собираетесь поливать большое количество грядок, лучше взять размер на шаг больше — до 40 мм.

Трубы ПНД собираются при помощи компрессионных фитингов (с прокладками на резьбе). Они выдерживают давление в водопроводах многоэтажек, так что давление для полива выдержат точно. Их плюс: по окончании сезона их можно раскрутить, все демонтировать, и на следующий год использовать снова.

Если выбрана капельное орошение, к магистрали могут подключаться капельные шланги или ленты, можно на обычные шланги монтировать капельницы (делают дырочку и туда вставляют небольшое по размерам устройство). При орошении дождеванием устанавливаются разбрызгиватели. Они имеют разное строение и покрывают зоны разной формы и размера — круглые, сектора, прямоугольные.

О типах и видах комплектующих для автоматического полива хорошо рассказано в видео от одного из лидеров рынка систем полива немецкой фирмы Gardena (Гардена). Оборудование у них высококлассное, но и цены очень высокие.

Источник