Умное реле давления для насосной станции на pic контроллере

Умное реле давления для насосной станции на PIC контроллере

Хочу представить вашему вниманию умное реле давления (уровня) для насосной станции на PIC контроллере.

Основные задачи — поддержание давления в заданном диапазоне.

Для реализации поставленной задачи, с которой справлялось простое механическое реле, выбрал наиболее продвинутый PIC котроллер в шестисотой серии — PIC16F690. Поскольку это то что подходяще для этой задачи было у меня в наличии.

Так и нагрузим его максимум, функции:

  • защита насоса от сухого хода
  • защита насоса от повторно кратковременного режима работы
  • защита от длительной работы
  • контроль целостности цепи сигнала с датчика
  • счёт времени наработки часов

Вышло почти 2 килобайта. Учитывая то, что таблицы с текстом переместил на вторую страницу памяти контроллера, то на 2кб контроллера не хватило бы.

Для отображение текущего состояния, настроек и аварийных сообщений взят на вооружение LCD 16×2 hd44780.

Управление схемой двумя кнопка Up и Down двойного назначения. При кратковременном нажатии (зажигается первый сегмент на LCD) переход по меню или сброс аварии при её возникновении. Длительное удержание (более 2 сек.) в главном меню — регулирование яркости LCD, в остальных меню — конфигурация текущих настроек параметров.

Аналоговый сигнал с датчика подаётся на пин13 (АЦП 10bit от 0 до 5В) через делитель R1, R2. Рабочий диапазон устройства от 0,3 до 4,8В. Шкалированный диапазон датчика 0,5…4,5В. В качестве опорного напряжения служит питание пик контроллера.

Управление нагрузкой исполняют два дискретных выхода пин10 и пин17 (выход до 15 мА). На выходе пин17, в отличие от пин10, при включении насоса в течении 2 сек выдаёт постоянный уровень сигнала, потом сменяется шимом (программным

330Гц) с коэффициентом заполнения 2/3 периода. Т.е. выход пин10 всегда на реле подаёт номинальное напряжение, а пин17 сперва номинальное для притягивания реле, а потом пониженное для удержания реле во включенном состоянии. Данный метод применил поскольку реле у меня

12В, а источник питания для реле =7В.

ШИМ управление подсветкой LCD пин5 активный низкий уровень и пин6 активный высокий уровень (выход до 15 мА, аппаратный ШИМ

1кГц). При нажатии кнопок активируется подсветка до номинальной яркости, при бездействии в течении 2 мин снижается до минимальной яркости. В режиме «Авария» яркость подсветки мигает.

При включении питания или сбросе схемы отображается напряжение питание пика. В симуляторе значение отображает точно, в реальной схеме нет, возможно внутреннее опорное напряжение у пика неточное.

1. Главное меню — отображает напряжения сигнала с датчика, расчётное давление в барах, состояние насоса (ON или OFF) и время его работы (mm:ss). Авто возврат в главное меню через 2 минуты при бездействии кнопок.

2. Далее идут меню настроек, все настройки сохраняются в энергонезависимой памяти:

2.1 Минимальное давление включения насоса, при давлении в системе ниже заданного насос включится. Диапазон регулировок — от значения параметра 2.6 до значения параметра 2.2.

2.2 Максимальное давление отключения насоса, при достижении давления в системе выше заданного насос отключится. Диапазон — от значения параметра 2.1 до 24,0 бар.

2.3 Максимальное время работы насоса (в минутах), при достижении данного значения насос отключится с переходом в аварию по превышению времени работы. От 2 до 240 минут.

2.4 Минимальное время работы насоса (в секундах), при штатном или аварийном отключении насоса с временем работы ниже заданного, и достижении подряд циклов таких отключений параметра 2.5 насос отключится с переходом в аварию по зацикливанию, кратковременной работы насоса (мало воздуха в системе). От 2 до 60 секунд.

2.5 Максимальное количество циклов кратковременной работы насоса, при достижении заданного значения, по условию параметра 2.4, насос отключится с переходом в аварию. От 2 до 240 циклов.

2.6 Минимальное давление сухого хода, при давлении в системе ниже заданного и по истечению времени работы насоса параметр 2.7, и если не будет наблюдаться динамика роста давления, то насос отключится с переходом в аварию, защита сухого хода. От 0,2 бар до значения параметра 2.1.

2.7 Максимальное время работы насоса до включения защиты сухого хода (в секундах), при достижении данного значения включается защита по параметру 2.6. От 2 до 60 секунд.

2.8 Сброс настроек на заводские (reset параметр 2.1-2.7 и подсветка LCD). Сброс при нажатии кнопки выполняется по переполнению WDT, в симуляторе (Proteus v7.6) WDT для этого пика работает некорректно, на порядок длительно у меня.

2.9 Настройка параметров датчика для расчётного давления согласно его спецификации, т.е. 0,5вольт = 0,0 бар(МПа), а для 4,5вольт задаём параметры по вашему датчику (по умолчанию 4,5В=12,0 бар.). Диапазон значений от 0,2 до 24,0 бар.

2.10 Время наработки часов насоса, счёт максимум до 25500 часов (hhhh:mm). Обнулить можно длительно удержав кнопку. Сохраняются в памяти лишь часы, при обесточивании минуты обнуляться.

Любая авария требует сброса для включения насоса в нормальную работу. Авария «неисправность датчика» возникает при выходе сигнала за пределы значения ниже 0,3В или выше 4,8В.

Для снижения вероятности возникновения возможной аварии по параметрам 2.3, 2.5, 2.7 задать максимальное значение; по параметрам 2.4, 2.6 задать минимальное значение.

Данная схема не критична к номиналам элементов, диоды D1 и D2 не ставил. Резистор R14 паял прямо на плате lcd. Запитал схему от зарядного для мобильного телефона, переделав его с 5 на 7 вольт.

Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот

DIL20
МК PIC 8-битPIC16F6901
VR1
Линейный регуляторLM78051
T1
Биполярный транзистор2N22221
D1, D3
Выпрямительный диод1N40072
D2
Стабилитрон5.6V1
не обязателенC1, C2, C3
Конденсатор2.2мкФ 16В3
R1
Резистор4.7 кОм2
R3, R5
Резистор150 Ом1
100 Ом на плате LCDR4
Резистор470 Ом1
R2*
Резистор250 кОм1
R12
Резистор4.7 Ом1
R13
Резистор1 Ом1
как защитныйlcd
LCD-дисплейHD447801
16*2Rel1
Реле5…12В1
Добавить все

PicHobby.lg.ua

Полезные изобретения на микроконтроллерах

Реле уровня воды на микроконтроллере PIC16F628A

  • Автор: Ерёмин Антон
  • Комментарии (40)

В этой статье хочу предложить радиолюбителям самостоятельно изготовить реле уровня воды на микроконтроллере PIC16F628A. Похожая разработка ранее рассматривалась на сайте, однако там отсутствовала возможность управления насосом (или другим исполнительным механизмом) можно было только смотреть, сколько воды в емкости. Предлагаемая мною разработка позволяет смотреть, сколько воды в емкости, а также поможет облегчить/автоматизировать процедуру наполнения емкости водой.

Реле уровня воды состоит из нескольких частей:

  1. Датчики уровня воды;
  2. Электроника, которая обрабатывает информацию, полученную от датчиков.

Повторяться не стану и если Вас заинтересует данная разработка, то об устройстве датчиков можно почитать вот эту статью – индикатор уровня воды в баке.

Что умеет делать реле уровня воды на PIC16F628A:

  1. В схему заложена возможность независимого управления двумя реле, к которым можно подключить насос/насосную станцию и электроклапан;
  2. Если нужды в одном реле нет, то можно воспользоваться прошивкой, где работа данного реле отключена. При этом из схемы можно исключить ненужные детали;
  3. Можно зрительно (по светодиодам) судить об уровне воды в баке;
  4. Когда замыкается самый верхний (по схеме) датчик, светодиод этого уровня воды начинает мерцать с частотою 2 Гц. Для привлечения внимания;
  5. Есть возможность использовать данную разработку для бережного управления насосной станцией (в которой есть реле давления и гидроаккумулятор). Функция позволяет станции включаться на 15 секунд и если есть вода в водопроводе, то срабатывает стандартное реле давления (установленное на станции), что позволяет закачивать воду в бак. Если же за 15 секунд станция «не подхватила» воду, то она отключается. Через 15 минут попытка повторяется.

Логика работы реле уровня воды довольно проста. Реле клапана (узел выделен пунктирной линией на схеме) отключается только когда емкость полностью заполнена водой (замкнут самый верхний по схеме датчик) и мерцает светодиод HL1. Все остальное время — данное реле включено. Это сделано для того чтобы вода могла самотёком заполнять емкость. Данная функция отлично подходит для подключения системы к центральному водоснабжению. Если же воду необходимо закачивать с колодца, то необходимости в клапане нет. В этом случаи используем соответствующую прошивку и исключаем из схемы все детали выделенные пунктирной линией. Если воды в баке нет совсем или же замкнут только первый (нижний по схеме) датчик, то включается реле насоса, насос начинает закачивать воду в емкость. При замыкании датчиков включаются светодиоды соответствующего уровня воды. Когда замкнется самый верхний датчик, насос перестанет закачивать воду в емкость. Следующее включение насоса произойдет только когда уровень воды в баке опуститься до самого нижнего датчика. Про функцию бережного использования насосной станции уже писал.

На рисунке 1 можно увидеть эл.клапан. В моем случае использовался клапан нормально-замкнутый с катушкой, рассчитанной на 220В. Сразу замечу, что катушка очень сильно греется.

Лучше использовать клапан с катушкой, рассчитанной на более низкое напряжение. Насосная станция показана на рисунке 2.

Принципиальная схема реле уровня воды на микроконтроллере PIC16F628A показана на рисунке 3.

Рисунок 3 — Принципиальная схема реле уровня воды на микроконтроллере PIC16F628A.

Рассмотрим узлы схемы. В качестве логики используется микроконтроллер PIC16F628A фирмы Microchip, по необходимости прошивку можно адаптировать и для микроконтроллеров PIC16F648A, PIC16F84.

Важно! Для понижения напряжения использовать понижающий трансформатор, который обеспечит необходимую гальваническую развязку с опасным сетевым напряжением.

На диодном мосте VD1, интегральном стабилизаторе DA1 и конденсаторах C9, C10 собран выпрямитель напряжения.

Конденсатор С3 необходимо ставить в непосредственной близости от выводов питания микроконтроллера DD1.

Цепочка R2 и C4 необходима для надежного сброса микроконтроллера.

Узел на ZQ1, C1, C2 необходим для запуска внутреннего тактового генератора микроконтроллера.

Резисторы R4-R7 необходимы для «подтяжки» выводов микроконтроллера к +5В питания.

Резисторы R8-R11 и конденсаторы С5-С8 необходимы для подавления помех, которые могут возникать на проводах подключения датчиков.

Светодиоды подключаются к разъемам XP1 – XP4. XP4 – нижний уровень воды, XP1 – верхний уровень воды. Со всем перечнем деталей можно ознакомиться, посмотрев в таблицу 1.

Таблица 1 – Перечень компонентов для самостоятельного изготовления реле уровня воды на микроконтроллере PIC16F628А.

Позиционное обозначение Наименование Аналог/замена
С1, С2 Конденсатор керамический – 15пФх50В SMD типоразмер 0805
С3-С8 Конденсатор керамический – 0,1мкФх50В SMD типоразмер 0805
С9 Конденсатор электролитический — 470мкФх25В
С10 Конденсатор электролитический — 1000мкФх10В
С11,С12 Конденсатор пленочный высоковольтный – 0,01мкФх630В
DA1 Интегральный стабилизатор L7805
DD1 Микроконтроллер PIC16F628A PIC16F648A, PIC16F84
HL1-HL4 Светодиод 3мм
К1, К2 Реле JZC-4123 JQC-3F
R1, R3, R8-R11, R14, R15 Резистор SMD 0805 5,1 Ом
R2 Резистор SMD 0805 1 кОм
R4-R7 Резистор SMD 0805 510 кОм
R12, R13 Резистор SMD 0805 5,1 кОм
R16-R19 Резистор SMD 0805 180 Ом
R20-R21 Резистор 0,5 Вт 39 Ом
VD1 Диодный мост 1А х 1000В DB107
VD2, VD3 Диод выпрямительный 1N4007
VT1,VT2 Транзистор BC846 SOT23
XP1-XP6 Штекер платный
XT1-XT2 Клеммник на 2 контакта.
XT3-XT5 Клеммник на 3 контакта.
ZQ1 Кварц 4МГц типаразмер HC49

Попробовать работу реле уровня воды можно на упрощенной модели, построенной в протеусе. Рисунок 4.

Печатная плата показана на рисунках 5-7

Важно! Рисунки плат приводятся для ознакомления. Платы не в масштабе. Для изготовления плат необходимо использовать заготовки из архива.

Читайте также  Многоканальное радиоуправление из готовых модулей

Рисунок 5 – Плата печатная реле уровня воды на микроконтроллере PIC16F628A (верх)

Рисунок 6 – Плата печатная реле уровня воды на микроконтроллере PIC16F628A (низ детали).

Рисунок 7 – Плата печатная реле уровня воды на микроконтроллере PIC16F628A (низ).

Рабочая программа для PIC-микроконтроллера была написана на языке ассемблер и отлажена в программе MPLab 8.8

Реле уровня воды, собранное из заведомо рабочих деталей, начинает работать сразу и в наладке не нуждается.

Умное реле давления для насосной станции на PIC контроллере

Хочу представить вашему вниманию умное реле давления (уровня) для насосной станции на PIC контроллере.

Основные задачи — поддержание давления в заданном диапазоне.

Для реализации поставленной задачи, с которой справлялось простое механическое реле, выбрал наиболее продвинутый PIC котроллер в шестисотой серии — PIC16F690. Поскольку это то что подходяще для этой задачи было у меня в наличии.

Так и нагрузим его максимум, функции:

  • защита насоса от сухого хода
  • защита насоса от повторно кратковременного режима работы
  • защита от длительной работы
  • контроль целостности цепи сигнала с датчика
  • счёт времени наработки часов

Вышло почти 2 килобайта. Учитывая то, что таблицы с текстом переместил на вторую страницу памяти контроллера, то на 2кб контроллера не хватило бы.

Для отображение текущего состояния, настроек и аварийных сообщений взят на вооружение LCD 16×2 hd44780.

Управление схемой двумя кнопка Up и Down двойного назначения. При кратковременном нажатии (зажигается первый сегмент на LCD) переход по меню или сброс аварии при её возникновении. Длительное удержание (более 2 сек.) в главном меню — регулирование яркости LCD, в остальных меню — конфигурация текущих настроек параметров.

Аналоговый сигнал с датчика подаётся на пин13 (АЦП 10bit от 0 до 5В) через делитель R1, R2. Рабочий диапазон устройства от 0,3 до 4,8В. Шкалированный диапазон датчика 0,5. 4,5В. В качестве опорного напряжения служит питание пик контроллера.

Управление нагрузкой исполняют два дискретных выхода пин10 и пин17 (выход до 15 мА). На выходе пин17, в отличие от пин10, при включении насоса в течении 2 сек выдаёт постоянный уровень сигнала, потом сменяется шимом (программным

330Гц) с коэффициентом заполнения 2/3 периода. Т.е. выход пин10 всегда на реле подаёт номинальное напряжение, а пин17 сперва номинальное для притягивания реле, а потом пониженное для удержания реле во включенном состоянии. Данный метод применил поскольку реле у меня

12В, а источник питания для реле =7В.

ШИМ управление подсветкой LCD пин5 активный низкий уровень и пин6 активный высокий уровень (выход до 15 мА, аппаратный ШИМ

1кГц). При нажатии кнопок активируется подсветка до номинальной яркости, при бездействии в течении 2 мин снижается до минимальной яркости. В режиме «Авария» яркость подсветки мигает.

При включении питания или сбросе схемы отображается напряжение питание пика. В симуляторе значение отображает точно, в реальной схеме нет, возможно внутреннее опорное напряжение у пика неточное.

1. Главное меню — отображает напряжения сигнала с датчика, расчётное давление в барах, состояние насоса (ON или OFF) и время его работы (mm:ss). Авто возврат в главное меню через 2 минуты при бездействии кнопок.

2. Далее идут меню настроек, все настройки сохраняются в энергонезависимой памяти:

2.1 Минимальное давление включения насоса, при давлении в системе ниже заданного насос включится. Диапазон регулировок — от значения параметра 2.6 до значения параметра 2.2.

2.2 Максимальное давление отключения насоса, при достижении давления в системе выше заданного насос отключится. Диапазон — от значения параметра 2.1 до 24,0 бар.

2.3 Максимальное время работы насоса (в минутах), при достижении данного значения насос отключится с переходом в аварию по превышению времени работы. От 2 до 240 минут.

2.4 Минимальное время работы насоса (в секундах), при штатном или аварийном отключении насоса с временем работы ниже заданного, и достижении подряд циклов таких отключений параметра 2.5 насос отключится с переходом в аварию по зацикливанию, кратковременной работы насоса (мало воздуха в системе). От 2 до 60 секунд.

2.5 Максимальное количество циклов кратковременной работы насоса, при достижении заданного значения, по условию параметра 2.4, насос отключится с переходом в аварию. От 2 до 240 циклов.

2.6 Минимальное давление сухого хода, при давлении в системе ниже заданного и по истечению времени работы насоса параметр 2.7, и если не будет наблюдаться динамика роста давления, то насос отключится с переходом в аварию, защита сухого хода. От 0,2 бар до значения параметра 2.1.

2.7 Максимальное время работы насоса до включения защиты сухого хода (в секундах), при достижении данного значения включается защита по параметру 2.6. От 2 до 60 секунд.

2.8 Сброс настроек на заводские (reset параметр 2.1-2.7 и подсветка LCD). Сброс при нажатии кнопки выполняется по переполнению WDT, в симуляторе (Proteus v7.6) WDT для этого пика работает некорректно, на порядок длительно у меня.

2.9 Настройка параметров датчика для расчётного давления согласно его спецификации, т.е. 0,5вольт = 0,0 бар(МПа), а для 4,5вольт задаём параметры по вашему датчику (по умолчанию 4,5В=12,0 бар.). Диапазон значений от 0,2 до 24,0 бар.

2.10 Время наработки часов насоса, счёт максимум до 25500 часов (hhhh:mm). Обнулить можно длительно удержав кнопку. Сохраняются в памяти только часы, при обесточивании минуты обнуляться.

Любая авария требует сброса для включения насоса в нормальную работу. Авария «неисправность датчика» возникает при выходе сигнала за пределы значения ниже 0,3В или выше 4,8В.

Для снижения вероятности возникновения возможной аварии по параметрам 2.3, 2.5, 2.7 задать максимальное значение; по параметрам 2.4, 2.6 задать минимальное значение.

Данная схема не критична к номиналам элементов, диоды D1 и D2 не ставил. Резистор R14 паял прямо на плате lcd. Запитал схему от зарядного для мобильного телефона, переделав его с 5 на 7 вольт.

Замена механического реле давления на цифровое (обладателям скважин)

Когда я первый раз столкнулся с тем, чтобы отрегулировать механическое реле давления с пружинками, я понял, что мне нужен звонок другу, а точнее — отцу, так как механизм хоть и хорошо продуманный и отказоустойчивость на высоком уровне, но недостаток даже разовой регулировки на лицо.

Прошу под кат, там интересней 😉

Я как бы разобрался и у меня даже получилось отрегулировать, но на это я затратил время и нервы. Тогда то я и понял, что цифровое реле было бы здорово, просто нажал на кнопки и выставил нужное. Конечно меня могут многие осудить по нескольким статьям:

— ты дурак, что не можешь разобраться с простейшим реле давления и двумя пружинками.
— механика рулит, она будет работать вечно.
— зачем там что то регулировать: один раз выставил сантехник за XX*(курс страны) рублей и все

Без проблем, можно список продолжать долго, но по натуре своей инженерской, хотелось бы развиваться и улучшать все вокруг себя, а не крутить пружинки и думать, когда там подгорят контакты механического реле и начнет срабатывать тепловое реле защиты насоса, когда вы весь в мыле :D, а ещё лучше Ваша жена 🙂

Надо отдать должное, механическое реле у меня работает уже 4-ый год и с ним (тьфу тьфу тьфу) Серьёзного пока ничего не случалось, только приходилось перестраивать, очищать контакты, начало искрить и эти “ЩЕЛК!” в гараже немного напрягали и… пугали моего мышонка, так, что ему пришлось убежать.

Так как я увлекаюсь автоматизацией и прошел путь от 1-wire до arduino через esp, могу и делаю разные поделки в доме, точнее устройства, для облегчения быта. Круг друзей знает о списке проектов, которые я стараюсь завершить и реализовать, но времени на то совсем нет. То стройка баня подвернется на целое лето (750 часов), то снег навалит :), а тут уже и Новый Год на носу!

Меня так же многие “любят” потролить, особенно из ИТ сферы. Но это только веселит, жизнь штука интересная и без этого никак. Так же огромное спасибо всем тем, кто меня поддерживает — без Ваших добрых слов, драйв был бы не тот. Спасибо жене за понимание любви к моим платам )

Из лирики, прыгаем в реальность. Я обратился в поиски цифрового реле и понял, что весьма сложно в этом направлении, либо забугорное под 100$ и совсем не так, как хотелось бы… либо механика за 15$. Привожу в $, так как давно известно, если бы мы перешли на $ — то даже бабушки не парились, как с монетами. А я ж такой негодяй — дом подключил к интернету, а реле давления нет — сумасшедший!

Тема для тролей: Я начал работать с Arduino китайского происхождения, не оригинальные, а китайские, работают так же, где то есть мелкие погрешности, но они меня не задевают так, чтобы извергать лаву негатива и трясти esp8266, которая от статики умирает быстрее, чем вы воткнете её в Ваш компьютер, да ещё с питанием 3.3, которое надо пойти и найти), если это только не NodeMCU, которые я обожаю.

Я люблю и esp8266 и Arduino и людей, но чтобы вот так сесть быстро собрать рабочее и СТАБИЛЬНОЕ устройство для автоматизации — arduino незаменимая штука + Wiring C-шный язык очень помогает быстро реализовать то, что требуется. (тут никто и не упрекнет, что ты написал на тормозном Lua скриптовом языке). esp8266 (моё мнение) — хороша там, где не надо АЦП мерять и интернет нужен. Хотя её “сгораниесырость” очень разочаровывает.

Возвращаемся к нашим баранам, то-есть реле 🙂

По итогу нашел в Китае датчик за 5$, с АЦП 0-5V и решил попробовать. Даже не так, я тупо загорелся его применить и собрать устройство. Сразу пошли бурные эротические фантазии, как будут мигать светодиодики ) и нажиматься кнопки для регулировки, а на китайском иконическом синем экране будут гореть заветные циферки и все это будет работать с реальным давлением в нашей гребенке.

Обдумал, обрисовал, начертил, спланировал, заказал и начал код писать, пока эротика не прошла с мыслей.

Когда прилетел датчик, я понял — что датчик очень качественно выполнен.

Далее, я понял что он начинает показывать данные не с нуля, а с 0.5В и до 4.5В. от 0 до 12Bar. Я очень обрадовался, так как мне было приятно осознавать сингулярность данного девайса, можно отслеживать, когда датчик умрет и не будет показывать заветные 0.5 на выходе.

Врезка датчика в текущую систему с оставлением механики “на всякий случай”.

Одно печально, не было никаких данных по датчику, как обсчитывать его показания, но так как была линейная прямая на графике, пришлось (стыдно, но я признаюсь) — открывать учебник АЛГЕБРА и учиться заново, вспоминать, как же там строят прямую линейную зависимость в уравнении 🙂 по двум точкам и о чуда, я быстренько получил (можете постыдить меня) заветную простую формулу, в которой после преобразования АЦП сигнала в ВОЛЬТЫ, я понимал, сколько у меня давление в Bar. Так как датчик сам выдавал от 0 до 1.2Mpa — то не сложно перевести в Bar — зная что:

Читайте также  Модуль автономного сброса

1 Pa = 1.0E-5 bar
тоесть 1200000Pa = 12Bar
Так как у нас давление от насоса не превышает и 4Bar — этого датчика хватит за глаза!

Дальше я взял Arduino Uno — она у меня лишняя валялась, я обычно её использую для быстрого навесного проектирования, проверки, а потом применяю Arduino Nano, так как она лишена левого обвеса и её размеры в 3 раза меньше! И да простят меня ардуинщики китайского происхождения, мне жалко было смотреть, как она валяется без дела, надо пустить её в девайс! Подумал я и купил пластиковую IP55 коробку небольших размеров, выпили отверстие под экран, который я купил 4 года назад! Карл! И тогда не догадывался, что этот LCD 16*2 пойдет в такое полезно дело. Взял на авторынке 2 авто кнопки, спаял провода, даже плату не проектировал отдельно, как я делаю для Nano — так как Uno тупо большая и совсем не для таких целей.

Алгоритм достаточно простой и ещё проходит полевые испытания, код проекта для более тесного ознакомления расположен тут.

Мне не стыдно его выложить, если будет конструктивная критика, я готов внести изменения, так как open для любых обсуждений.

В алгоритм я постарался заложить следующие принципы:

— Инициализация данных: при старте, проверяются и инициируются все переменные для работы
— Первичный опрос датчика: проверяется, если датчик не вышел из строя (в случае выхода, на всякий случай вырубается насос-реле) данные рассчитываются и переводятся в текущее давление в гребенке (распределительная гребенка, к которой подключены соседи+приход от насоса+гидроаккумулятор), если все в пределах нижнего и верхнего установленного давления, тогда продолжаем слушать и рассчитывать данные
— Данные выводятся визуально на экран ввиде:

нижнее давление — текущее давление — высокое давление
индекс падения давления — [ блоки, показывают давление в системе ]

Это позволяет быстро оценить ситуёвину, что происходит.

— Если текущее давление ниже НИЖНЕГО: врубается твердотельное реле на 15A(проверенное годами) и насос тихо, быстро, без искр и щелчков, включается и подает воду. ВЕРХНЕЕ давление отключает реле. Насос никогда не включится и обязательно выключится, если что то с показаниями датчика, которые выходят за пределы разумного. Это безопасность.

— Индекс падения давления я рассчитываю тогда, когда в гребенке остается половина давления и каждые 10 секунд проверяется предыдущее и текущее, если разница составит меньше установленного по дефолту 0.05 — тогда меняется текущий индекс и включается насос на ОПЕРЕЖЕНИЕ, тоесть по логике идет быстрое водопотребление и что бы предугадать включение насоса, я такой логикой и пользуюсь. Логика не срабатывает пока на 100%, так как я ещё тестирую этот момент, есть огрехи связанные с millis() таймингом самой ардуины, тут меня это немного напрягает, но я найду решение по четкому подсчету. Логика срабатывает в начале, а потом индекс падает в 0.01 и логика больше не работает, но это никак не влияет на вкл и выкл насоса. Тут можно холиварить на тему “насос должен включаться определенное количество раз в час и не больше” — у Вас есть на это право ), спорить не буду — данная тема анализируется.

— есть кнопки боковые, которые позволяют устанавливать НИЗКИЙ и ВЫСОКИЙ порог включения и выключения насоса ДИНАМИЧЕСКИ, без перезагрузки, просто тупо на лету — смотрите на экран и нажимаете кнопочки боковые…. удобно-на! данные сразу пишутся в EEPPROM и при включении блока загружаются оттуда (это такая постоянная память на запись чисел от 0 до 255 byte type, мало но хватает на мелкие прихоти). При этом есть момент, заключается в том, что числа с плавающей точкой записать настолько трудно и геморно, что просто было решено с моей стороны так: зная, что число x.x0 это давление float типа, его можно легко конвертировать в byte если умножить на 10 и записать в память, тоесть: example: 1.80 * 10 = 18 — после умножения число float отбрасывает последний ноль автоматически и мы получается число, которое укладывается в byte типа, при чтении, мы его делим на 10.0 и получаем обратную форму для работы в нашей система и типа float.

— Все добро будет доступно для «только чтение» вне дома, что позволит понимать ситуацию с давлением не только артериальным, но и в трубах!

Ну вот вроде бы и все, простите, кого напрягают подробности кода, дурацких ТИПОВ данных и интимных подробностей загрузки данных из памяти, пропускайте это, так как, зная, что есть люди из ИТ сферы, они будут задавать всякого рода вопросы или наоборот, посмеются с моих простых алгоритмов, которые не применяют модные ИИ ML и прочие мега крутые и big data алгоритмы. Надеюсь так же инженеры поймут другие части, связанные с механической часть.

Вообщем, вывод такой: можно делать все, можно делать легко, делать это в интерес и как сказал когда-то один мой любимый комментатор: можно быть взрослым и “играться с детскими игрушками”.

Ваш кэп, автоматизатор, capable guy и хорошего дня Вам!

— Продолжаю тестировать индекс падения давления для преждевременного включения
— Arduino uno (Китай) — выявились проблемы с таймером millis() — буду проверять на arduino nano (раньше такого не было, предполагаю кривая модель) (не оргинал, поэтому не ною ))
— Погрешность заявлена 1.5% — от 1.2Bar — это 0.18Bar — пофакту — у меня где то 0.3 относительно моего манометра, но я не знаю сколько он врет… поэтому 2% допускаю погрешость max — можно заложить в алгоритм (как я делаю) погрешность и бдет более менее похоже на правду. Не спутники же запускать — сойдет )

upd: ценник в районе 15-18$ вышел по итогу за изделие.

С наступающим Новым Годом! Пусть у Вас сбудутся все Ваши планы, будут построены БАНИ, в доме будет ТЕПЛО и вся Ваша дружная семья будет с Вами! Пусть в новом году будет только хорошие новости.

Инструкция по настройке реле давления воды

Число насосных станций и скважинных насосов в быту огромно. Многие собственники сами их ставят и обслуживают. Для запуска и остановки насосов на них используют реле давления воды.

Первичные настройки у реле давления воды не всегда могут подойти владельцам. Обсудим, как можно перестроить блок управления.

Первичные показатели

Блок сразу вешают на помпу. Для погружной помпы его нужно выбрать самому. Но в любом случае, блок уже отрегулирован при изготовлении.

Многие из них имеют следующие настройки пуска и остановки: 1,5 – 3,0 атмосферы. Но некоторые модели могут иметь меньшие величины.

Нижняя граница запуска не менее 1,0 бар, верхняя граница стопа, больше на 1,2 – 1,5 бара. В инструкции на станцию, нижняя установка пуска в работу может обозначаться как P, или РН.

Это значение может меняться. Разница между нижней и верхней границей срабатывания, может обозначаться, как ΔР (дельтаР). Этот показатель также регулируется.

Когда автоматику нужно перенастраивать?

Есть разные причины, по которым насос может не обеспечивать необходимого значения. Кратко перечислим наиболее распространенные:

  • оборудование работает при большой глубине всасывания, не может добиться подачи воды нужной силы;
  • износ рабочего колеса помпы, не может нагнать воду до нужной силы;
  • повышенный износ уплотнительных сальников, подсос воздуха;
  • необходимость подать воду с большим напором в многоэтажный дом или высоко расположенную накопительную емкость;
  • потребляющим воду механизмам требуется большее давление.

В этих и других схожих случаях потребуется изменение выставленных на заводе настроек.

Подготовка к процессу

Прежде, чем проводить регулировку, следует устранить возможные неполадки, которые могли нарушить работу насосной станции. А также выполнить регламентные меры по обслуживанию насоса и аккумулирующего бака.

Проверить напор воздуха в воздушной камере расширителя. Накачано должно быть с таким же давлением или слабее на 10 %, как установленное для пуска помпы. Если будет меняться нижнее давление в ходе регулирования, то накачать с учетом нового значения.

Подкачивать воздух в расширитель нужно при отсутствии давления в водопроводе. Для чего следует обесточить помпу и слить воду через любой вентиль. Не закрывая вентиля, проверить, с какой силой накачан воздух в расширитель и накачать с учетом нового значения. При добавлении воздуха из водопровода будет выливаться часть воды — это допустимо. Накачать можно любым автомобильным насосом.

Выполнив техническое обслуживание станции и поправив давление воздуха в расширителе, можно перейти к перестройке регулировок.

Какие характеристики следует менять?

Простой блок управления имеет две изменяемые характеристики:

  1. Первая, давление запуска помпы (Р), это нижняя граница, при которой запускается помпа.
  2. Вторая, это дельта (ΔР) давления между точкой пуска и верхней отсечкой, при которой помпа останавливается.

Следует отметить особенность всех механических реле. Если перестроить нижнюю границу пуска, то верхняя граница тоже перестроится на такую же величину. Вот пример, при 1,5 атмосферах пуска и 3,0 остановки, повышая силу пуска помпы до 2,0 атм., повысится верхняя отсечка до 3,5 атм.

Однако, при перестройке дельты (ΔР), устанавливая давление отключения помпы, сила пуска помпы останется прежней.

Пример: при 1,5 атм. и 3,0 атм., ΔР равняется 1,5 атм. Уменьшив ΔР до 1,0 атм., верхняя отсечка станет 2,5 атм. Точка запуска останется прежней, 1,5 атм.

Зная эту особенность реле, при перестройке верхней отсечки помпы, достаточно регулировки ΔР, то есть выполнить 1 переделку.

А вот при перестройке нижней границы давления на пуск, поменяется верхняя отсечка остановки. Возможно, ее придется тоже откорректировать. То есть надо выполнить 2 настройки.

Например, при максимальном напоре в 55 метров, которого может достичь помпа, отсечка должна быть не выше 5,0 – 5,2 бара. Иначе помпа будет длительное время работать не выключаясь, пытаясь достигнуть максимального заданного уровня. Это приведет к ее преждевременному износу и повышенному расходу электроэнергии.

Величина ΔР влияет еще на один параметр – как часто насос будет включаться. Чем выше дельта, тем реже помпа будет запускаться, дольше прослужит.

Но слишком большую разницу устанавливать тоже не стоит, иначе помпа будет дольше качать, после прекращения разбора воды, пока не сможет поднять напор до заданного уровня. К тому же, пользоваться водой из крана, при высоком напоре, не удобно.

Ниже приведена таблица для возможных ситуаций, требующих регулировки регулятора, и какие пружины следует перенастроить:

Ситуация Регулируемые точки Вариант переделки
Помпа долго работает не останавливаясь Следует изменить верхнюю отсечку остановки помпы 1-й: понизить ΔР (точка пуска сохранится), насос станет включаться чаще
2-й: понизить Р, отсечка тоже понизится
Вода слабо льется из крана Следует поднять давление пуска, сохранить давление отключения Сжать пружину Р, ослабить пружину ΔР, вернув прежнее значение
Сделать больше общий напор Следует повысить давление включения Сжать пружину Р, отсечка так же станет выше, может понадобиться ее уменьшить
Сделать меньше общий напор Следует снизить давление пуска Ослабить пружину Р, верхняя отсечка так же понизится
Насос часто запускается, надо сделать реже Следует повысить давление отключения Сжать пружину ΔР, не допуская превышения максимального напора (95% от напора насоса)
Читайте также  Способы замены проводки в квартире

Как правильно настроить блок?

Для регулировки блока нужны будут:

  • отвертка с плоским окончанием для откручивания крышки,
  • рожковый ключ или головка на 8 мм.

Если манометрический прибор не исправен или отсутствует, следует присоединить к водопроводу контрольный манометр, с диапазоном измерений от 0 до 6 атм., с шагом делений 0,1 или 0,2.

Спиралью меньшего размера, отстраивается разница в давлении, между пуском и отключением насоса. Может иметь рядом символ ΔР.

Как перенастроить блок:

  1. Выявить фактические моменты запуска и остановки помпы, по манометру.
  2. Решить, какие новые моменты следует установить, определить, нужно ли сохранить разницу ΔР между моментами запуска и остановки.
  3. Если момент запуска не меняется, то выполняют перенастройку малой спирали ΔР. Если давление пуска стоит изменить, то начинается перенастройка с большой пружины Р, а потом переходят к настройке малой пружины.
  4. Для повышения силы воды гайка крутится по ходу стрелки на часах, спираль сжимается. Для понижения, гайку крутить против хода часов, спираль ослабнет.
  5. После 1 – 2 поворотов гайки, следует запустить помпу, чтобы узнать новые моменты срабатывания блока на пуск и остановку.
  6. При получении необходимого момента пуска помпы переходят к изменению момента отсечки, вращая гайку малой спирали. Вращение по часовому ходу, на сжатие спирали, приводит к большему диапазону ΔР, против хода часов, на ослабление спирали, к меньшему диапазону ΔР.
  7. После 1 – 2 полных поворотов гайки снова делают пробный пуск помпы, для определения новых моментов.
  8. При установлении необходимых моментов следует так же убедиться, что помпа выключается в течение 5 секунд, при достижении верхнего момента отсечки, при всех закрытых вентилях.

Как регулировать в частном доме?

Регулировка блока, установленного в квартире, не отличается от настроек в частном доме. Но в частном доме, моменты пуска и отключения часто устанавливают выше, чем в квартире.

Это может быть обусловлено наличием второго этажа, оборудования на приусадебном участке, которому требуется более высокий напор.

Последствия не проведения необходимой регулировки

Если насос работает в диапазоне режимов, рекомендованных инструкцией, то никаких серьезных последствий для него не будет. Пользователи лишь могут испытывать определенные неудобства из-за слишком высокого или низкого напора.

Если станция работает за пределами установленных рекомендаций, например, длительно не отключается или очень часто включается — в этом случае станция испытывает повышенные нагрузки, которые приведут к преждевременному износу крыльчатки, электротехнической части установки. Насос мало прослужит и преждевременно сломается.

Полезное видео

О том, как настроить реле давления воды, расскажет видео:

Заключение

Перенастройку блока управления вполне по силам сделать самостоятельно. Для этого не нужны специальные инструменты. Если установка стала работать в нестандартном режиме, то в некоторых случаях перестройка реле обязательна.

В случае не уверенности в собственных умениях, надо пригласить мастера. Но его действия уже будут понятны для владельца станции, после прочтения этой статьи.

Как работает реле давления для насосной станции + правила и особенности его регулировки

Представьте, что для получения воды на даче можно просто открыть кран. Что не нужно ведрами наполнять емкости для элементарных гигиенических процедур, приготовления пищи, уборки. Для этого надо всего лишь установить насосное оборудование с датчиком давления, но прежде следует разобраться с его устройством, согласны?

Наша статья в тонких подробностях познакомит вас с реле давления для насосной станции. Вы узнаете, как работает прибор, каким образом он активизирует и останавливает откачку. Мы подробно описываем востребованные варианты датчиков давления и способы их регулировки.

В материале перечислены технологические нюансы и методы настройки реле. Изложенную информацию идеально дополняют полезные схемы, фото и видео-приложения.

Роль реле давления в системе водоподачи

Небольшое по габаритам устройство относится к группе автоматики, обслуживающей насосное оборудование. Его функционал возможен только в связке с гидроаккумулятором.

Несмотря на свои малые размеры, реле выполняет ряд важных функций:

  • позволяет всем приборам функционировать в заданном режиме;
  • чутко реагирует на изменение порогов включения/выключения;
  • активизирует и останавливает работу насоса при достижении критических значений.

Проще говоря, он регулирует автоматический процесс откачки воды в схемах независимого водоснабжения с мембранным баком. Регулировка производится в ходе коммутации электрических цепей при достижении в системе двух параметров давления, принятых в качестве верхнего и нижнего предела.

Покупая насосную станцию, вы получаете комплект оборудования, частью которого является и реле давления. Внешне модели разных марок и серий похожи, но могут отличаться формой, размером, цветом корпуса, способом настройки и местом расположения.

При самостоятельной сборке автоматики необходимо изучить характеристики приборов и выбрать наиболее подходящие для конкретной системы.

Приборы адаптированы под удобную установку и обслуживание насосной станции. Чаще всего они закреплены штуцером на входе гидроаккумулятора, но могут монтироваться и в трубу системы ХВС в непосредственной близости к аппарату.

Конструкция и принцип действия

Реле для регулировки давления имеет простую разборную конструкцию, благодаря которой пользователь может самостоятельно настраивать работу гидроаккумулятора, сужать или расширять параметры.

Внутренние детали скомпонованы в прочном пластиковом корпусе, напоминающем коробочку неправильной формы. Она имеет гладкую поверхность и только 3 наружных рабочих элемента: два муфтовых зажима для электрокабелей, идущих от сети и насоса, и металлический патрубок ¼, ½, 1 дюйм для подключения к системе. Резьба на патрубке бывает как наружной, так и внутренней.

Внутри находится основание, к которому крепятся рабочие элементы: большая и малая пружины с регулировочными гайками, контакты для подключения, мембрана и пластина, меняющая свое положение в зависимости от повышения/понижения параметров давления в системе.

Контакты двух электрических цепей, замыкаемые при достижении предельных параметров давления, находятся под пружинами, которые закреплены на металлической пластине. Когда давление повышается, мембрана гидробака деформируется, давление внутри груши увеличивается, масса воды давит на пластину. Та, в свою очередь, начинает воздействовать на большую пружину.

При сжатии пружина срабатывает и размыкает контакт, подающий напряжение на двигатель. В результате этого насосная станция отключается. С понижением давления (обычно это в интервале 1,4 – 1,6 бар) пластина встает в исходное положение и контакты снова замыкаются – мотор начинает работать и производить подкачку воды.

При покупке новой насосной станции рекомендуется произвести тестирование оборудования, чтобы убедиться в работоспособности всех составных частей. Проверка эксплуатационных качеств реле происходит в последовательности, изложенной ниже. В качестве примера – модель Haitun PC-19.

У механических моделей индикации и панели управления нет, однако они могут быть снабжены кнопкой принудительного включения. Она необходима, чтобы заставить функционировать.

Критерии выбора реле для насоса

Существует множество универсальных моделей, которые продаются отдельно от насосных станций и могут быть использованы для сборки системы своими руками. Приобретая реле или блок автоматики, необходимо опираться на характеристики прибора. Их можно найти в технической документации.

Важно, чтобы возможности реле совпадали по характеристикам с возможностями остального оборудования.

Отталкиваться следует от номинального давления, но верхний предел рабочего давления также важен. Необходимо учесть электрические показатели и максимальную температуру воды. Обязательным параметром является класс IP, обозначающий пыле- и влагозащиту: чем выше значение, тем лучше.

Размеры присоединительной резьбы обозначаются в дюймах: например, ¼ дюйма или 1 дюйм. Они должны совпадать с размерами штуцера для подключения. Размеры и масса самих приборов примерно одинаковы и являются второстепенными характеристиками.

Следует также помнить, что существуют встроенные и выносные модели. Большая часть имеющихся в продаже приборов универсальны: они могут подключаться непосредственно к гидробаку или монтироваться на трубу.

Электронные реле имеют те же функции, что и механические: отвечают за подачу воды и защищают механизм насоса от сухого хода. Они более капризные, чем простые модели, и чутко реагируют на взвешенные частицы в воде. Чтобы защитить устройство, перед местом его подключения устанавливают сетчатый фильтр-грязевик.

Одно из отличий от традиционной модели заключается в задержке отключения насоса. Если при повышении давления механическое устройство срабатывает быстро, то электронный аналог выключает оборудование только через 10-15 секунд. Это объясняется бережным отношением к технике: чем реже будет включаться/выключаться насос, тем дольше он прослужит.

Некоторые стрелочные модели, а также блоки автоматики работают без гидроаккумулятора, но их функционал ограничен более простым использованием. Предположим, они прекрасно подходят для полива огорода или перекачки жидкости из одного резервуара в другой, но в системе водоснабжения дома не применяются.

При этом технические характеристики устройств такие же, что и у традиционных реле: заводская настройка 1,5 атм., порог отключения – 3 атм., максимальное значение – 10 атм.

Причины для выполнения индивидуальной настройки

Разборную конструкцию прибора и инструкцию по настройке придумали не зря. Заводские параметры редко когда соответствуют требованиям системы водоснабжения, а также объему гидроаккумулятора.

С помощью настройки можно не только «подогнать» верхний и нижний предел под оптимальные значения, но и сделать работу оборудования более щадящей – например, уменьшить число включений/выключений насоса. Для этого достаточно немного увеличить диапазон между рабочими давлениями – дельту.

Можно столкнуться и с некорректной настройкой фабричной модели. Если дельту неправильно скоординировали и сделали слишком маленькой, то насос будет постоянно включаться и выключаться, реагируя на минимальное повышение параметров.

Рекомендации по регулировке прибора

Манипулируя пружинами, можно добиться изменения порога отключения насоса, а также отрегулировать объем воды в гидроаккумуляторном баке. Принято считать, что чем больше дельта, тем больше объем жидкости в баке. Например, при дельте в 2 атм. бак заполнен водой на 50%, при дельте 1 атм. – на 25%.

Сначала вспомним общие правила регулировки:

  • чтобы повысить верхнюю границу срабатывания, то есть увеличить давление отключения, следует закрутить гайку на большой пружине; для уменьшения «потолка» – ослабить ее;
  • чтобы увеличить разницу между двумя показателями давления, закручиваем гайку на малой пружине, для уменьшения дельты – ослабляем ее;
  • движение гайки по часовой стрелке – увеличение параметров, против – снижение;
  • для настройки необходимо подключение манометра, который показывает начальные и измененные параметры;
  • перед началом регулировки необходимо прочистить фильтры, заполнить бак водой и убедиться в работоспособности всего насосного оборудования.

Все действия по регулировке проводятся только после тестирования системы и обнаружения низкой производительности или явных ошибок в работе. Бывает и так, что станция перестает работать по причине засора, забившего фильтр или один из узких патрубков. На нашем сайте есть еще одна статья, где более подробно изложен процесс регулировки реле давления – переходите по ссылке, чтобы ознакомиться с материалом.

Практические примеры настройки реле

Разберем случаи, когда обращение к регулировке реле давления действительно необходимо. Обычно это происходит при покупке нового прибора или при возникновении частых отключений насоса.

Также настройка потребуется, если вам досталось б/у устройство со сбитым параметрами.

Подключение нового прибора

На этом этапе следует проверить, насколько корректны заводские установки, и при необходимости внести некоторые изменения в работу насоса.