Сделать садовый насос с дистанционным управлением. Автоматика для насоса: типы оборудования и схема установки

Этот пост - первая часть из серии рассказов о том, как можно относительно несложно сделать своими руками радиоуправляемый выключатель полезной нагрузки.
Пост ориентирован на новичков, для остальных, думаю, это будет «повторение пройденного».

Примерный план (посмотрим по ходу действия) ожидается следующий:

Hardware выключателя

Сразу оговорюсь, что проект делается под мои конкретные нужды, каждый может его адаптировать под себя (все исходники будут представлены по ходу повествования). Дополнительно буду описывать те или иные технологические решения и давать их обоснования.

Начало

На текущий момент имеются следующие вводные:

Хочется реализовать удаленное управление светом и вытяжкой.
Выключатели есть одно- и двух-секционные (свет и свет+вытяжка).
Выключатели установлены в стене из гипсокартона.
Вся проводка - трехпроводная (присутствует фаза, нуль, защитное заземление).

С первым пунктом - все понятно: нормальные желания надо удовлетворять.

Второй пункт в общем-то предполагает, что надо бы сделать две разные схемы (для одно- и двух-канального выключателя), но поступим иначе - сделаем «двухканальный» модуль, но в случае, когда реально требуется только один канал - не будем распаивать часть комплектующих на плате (аналогичный подход реализуем и в коде).

Третий пункт - обуславливает некоторую гибкость в выборе форм-фактора выключателя (реально снимается существующий выключатель, демонтируется монтажная коробка, внутрь стены монтируется готовое устройство, возвращается монтажная коробка и монтируется выключатель назад).

Четвертый пункт - существенно облегчает поиск источника питания (220В есть «под рукой»).

Принципы и элементная база

Выключатель хочется сделать многофункциональным - т.е. должна остаться «тактильная» составляющая (выключатель физически должен остаться и должна сохраниться его обычная функция по включению/выключению нагрузки, но при этом должна появиться возможность управления нагрузкой через радиоканал.

Для этого обычные двухпозиционные (включено-выключено) выключатели заменим на аналогичные по дизайну выключатели без фиксации (кнопки):

Эти выключатели работают примитивно просто: когда клавиша нажата - пара контактов замкнуты, когда клавишу отпускаем - контакты размыкаются. Очевидно, что это обычная «тактовая кнопка» (собственно так ее и будем обрабатывать).

Теперь практически становится понятно, как это реализовать «в железе»:

берем МК (atmega8, atmega168, atmega328 - использую то, что есть «прямо сейчас»), в комплекте с МК добавляем резистор для подтяжки RESET к VCC,
подключаем две «кнопки» (для минимизации количества навесных элементов - будем использовать встроенные в МК резисторы подтяжки), для коммутации нагрузки воспользуемся реле с подходящими параметрами (у меня как раз были припасены реле 833H-1C-C с 5В управлением и достаточной мощностью коммутируемой нагрузки - 7A 250В~),
естественно, нельзя обмотку реле напрямую подключить к выходу МК (слишком высокий ток), поэтому добавим необходимую «обвязку» (резистор, транзистор и диод).

Микроконтроллер будем использовать в режиме работы от встроенного осциллятора - это позволит отказаться от внешнего кварцевого резонатора и пары конденсаторов (чуть сэкономим и упростим создание платы и последующий монтаж).

Радиоканал будем организовывать с помощью nRF24L01+:

Модуль, как известно, толерантен к 5В-сигналам на входах, но требует для питания в 3.3В, соответственно, в схему добавим еще линейный стабилизатор L78L33 и пару конденсаторов к нему.

Дополнительно добавим блокировочные конденсаторы по питанию МК.

МК будем программировать через ISP - для этого на плате модуля предусмотрим соответствующий разъем.

Собственно, вся схема описана , осталось только определиться с выводами МК, к которым будем подключать нашу «периферию» (радиомодуль, «кнопки» и выбрать пины для управления реле).

Начнем с вещей, которые уже фактически определены:

Радиомодуль подключается на шину SPI (таким образом, подключаем пины колодки с 1 по 8 на GND, 3V3, D10 (CE), D9 (CSN), D13 (SCK), D11 (MOSI), D12 (MISO), D2 (IRQ) - соответственно).
ISP - вещь стандартная и подключается следующим образом: подключаем пины разъема с 1 по 6 на D12 (MISO), VCC, D13 (SCK), D11 (MOSI), RESET, GND - соответственно).

Дальше остается определиться только с пинами для кнопок и транзисторов, управляющих реле. Но не будем торопиться - для этого подойдут любые пины МК (как цифровые, так и аналоговые). Выберем их на этапе трассировки платы (банально выберем те пины, что будут максимально просто развести до соответствующих «точек»).

Теперь следует определиться с тем, какие «корпуса» будем использовать. В этом месте начинает диктовать правила моя природная лень: мне очень не нравится сверлить печатные платы - поэтому выберем по максимуму «поверхностный монтаж» (SMD). С другой стороны, здравый смысл подсказывает, что использование SMD очень существенно сэкономит размер печатной платы.

Для новичков поверхностный монтаж покажется достаточно сложной темой, но реально это не так страшно (правда, при наличии более-менее приличной паяльной станции с феном). На youtube очень много видео-роликов с уроками по SMD - очень рекомендую ознакомиться (сам начал использовать SMD пару месяцев назад, учился как раз по таким материалам).

Сформируем «список покупок» (BOM - bill of materials) для «двухканального» модуля:

микроконтроллер - atmega168 в корпусе TQFP32 - 1 шт.
транзистор - MMBT2222ALT1 в корпусе SOT23 - 2 шт.
диод - 1N4148WS в корпусе SOD323 - 2 шт.
стабилизатор - L78L33 в корпусе SOT89 - 1 шт.
реле - 833H-1C-C - 2 шт.
резистор - 10кОм, типоразмер 0805 - 1 шт. (подтяжка RESET к VCC)
резистор - 1кОм, типоразмер 0805 - 1 шт. (в цепь базы транзистора)
конденсатор - 0.1мкФ, типоразмер 0805 - 2 шт. (по питанию)
конденсатор - 0.33мкФ, типоразмер 0805 - 1 шт. (по питанию)
электролитический конденсатор - 47мкФ, типоразмер 0605 - 1 шт. (по питанию)

Дополнительно к этому потребуются клеммники (для подключения силовой нагрузки), колодка 2х4 (для подключения радиомодуля), разъем 2х3 (для ISP).

Тут я немного хитрю и подглядываю в свои «запасники» (просто выбираю то, что там уже есть в наличии). Вы можете выбирать компоненты по своему усмотрению (выбор конкретных компонентов выходит за пределы этого поста).

Поскольку вся схема уже практически «сформирована» (по крайней мере, в голове), можно приступать к проектированию нашего модуля.

Вообще неплохо было бы все сначала собрать на макетке (используя корпуса с выводными элементами), но поскольку у меня все описанные выше «узлы» уже неоднократно проверены и воплощены в других проектах - позволю себе этап макетирования пропустить.

Проектирование

Для этого воспользуемся замечательной программой - EAGLE .

На мой взгляд - очень простая, но в то же время - очень удобная программа для создания принципиальных схем и печатных плат по ним. Дополнительные «плюсы» в копилку EAGLE: мультиплатформенность (мне приходится работать как на Win-, так и на MAC-компьютерах) и наличие бесплатной версии (с некоторыми ограничениями, которые для большинства «самодельщиков» покажутся совершенно несущественными).

Научить вас пользоваться EAGLE в этом топике не входит в мои планы (в конце статьи есть ссылка на замечательный и очень простой для освоения учебник по пользованию EAGLE), я лишь расскажу, некоторые свои «хитрости» при создании платы.

Мой алгоритм создания схемы и платы был примерно следюущий (ключевая последовательность):

Схема :

Создаем новый проект, внутри которого добавляем «схему» (пустой файл).
Добавляем МК и необходимую «обвеску» (подтягивающий резистор на RESET, блокировочный конденсатор по питанию и т.п.). Обращаем внимание на корпуса (Package) при выборе элементов из библиотеки.
«Изображаем» ключ на транзисторе, который управляет реле. Копируем этот кусок схемы (для организации «второго канала»). Входы ключей - пока оставляем «болтаться в воздухе».
Добавляем на схему разъем ISP и колодку для подлючения радиомодуля (делаем соответствующие соединения в схеме).
Для питания радиомодуля добавляем в схему стабилизатор (с соответствующими конденсаторами).
Добавляем «разъемы» для подключения «кнопок» (один пин разъема сразу «заземляем», второй - «болтается в воздухе»).

После этих действий у нас получается полная схема, но пока остаются неподключенными к МК транзисторные ключи и «кнопки».

Размещаю клеммники для подключения силовой нагрузки.
Правее клеммников - реле.
Еще правее - элементы транзисторных ключей.
Стабилизатор питания для радиомодуля (с соответствующими конденсаторами) размещаю рядом с транзисторными ключами (в нижней части платы).
Размещаю колодку для подключения радиомодуля снизу справа (обращаем внимание на то, в каком положении окажется сам радиомодуль при паравильном подключении к этой колодке - по моей задумке он должен не выступать за пределы основной платы).
Разъем ISP размещаю рядом с разъемом радиомодуля (поскольку используются одни и те же «пины» МК - чтобы было проще разводить плату).
В оставшемся пространстве располагаю МК (корпус надо «покрутить», чтобы определить наиболее оптимальное его положение, чтобы обеспечить минимальную длинну дорожек).
Блокировочные конденсаторы размещаем максимально близко к соответствующим выводам (МК и радиомодуля).

После того, как элементы размещены на своих местах - делаю трассировку проводников. «Землю» (GND) - не развожу (позже сделаю полигон для этой цепи).

Теперь уже можно определиться с подключением ключей и кнопок (смотрю, какие пины ближе к соответствующим цепям и которые проще будет подключить на плате), для этого хорошо перед глазами иметь следующую картинку:

Расположение чипа МК на плате у меня как раз соответствует картинке выше (только повернут на 45 градусов по часовой стрелке), поэтому мой выбор следующий:

Транзисторные ключи подключаем на пины D3, D4.
Кнопки - на A1, A0.

Внимательный читатель увидит, что на схеме ниже фигурирует atmega8, в описании упоминается atmega168, а на картинке с чипом - вообще amega328. Пусть это вас не смущает - чипы имеют одинаковую распиновку и (конкретно для этого проекта) взаимозаменяемы и отличаются только количеством памяти «на борту». Выбираем то, что нравится/имеется (я в последствии в плату запаял 168 «камушек»: памяти побольше, чем у amega8 - можно будет побольше логики реализовать, но об этом во второй части).

Собственно, на этом этапе схема принимает финальный вид (делаем на схеме соответствующие изменения - «подключаем» ключи и кнопки на выбранные пины):

После этого уже доделываю последние соединения в проекте печатной платы, «набрасываю» полигоны GND (поскольку лазерный принтер плохо печатает сплошные полигоны, делаю его «сеточкой»), добавляю пару-тройку переходов (VIA) с одного слоя платы на другой и проверяю, что не осталось ни одной не разведенной цепи.

У меня получилась платка размером 56х35мм.

Архив со схемой и платой для Eagle версии 6.1.0 (и выше) находится по ссылке .

Вуаля, можно приступать к изготовлению печатной платы.

Изготовление печатной платы

Плату делаю методом ЛУТ (Лазерно-Утюжная Технология). В конце поста есть ссылка на материалы, которые мне очень помогли.

Приведу для порядка основны шаги по изготовлению платы:

Печатаю на бумаге Lomond 130 (глянцевая) нижнюю сторону платы.
Печатаю на такой же бумаге верхнюю сторону платы (зеркально!).
Складываю полученные распечатки изображениями внутрь и на просвет совмещаю (очень важно получить максимальную точность).
После этого степлером скрепляю листки бумаги (постоянно контролируя, чтобы совмещение не было нарушено) с трех сторон - получается «конверт».
Вырезаю подходящего размера кусок двустороннего стеклотекстолита (ножницами по металлу или ножевкой).
Стеклотекстолит нужно обработать очень мелкой шкуркой (убираем окислы) и обезжирить (я делаю это ацетоном).
Полученную заготовку (аккуратно, за края, не трогая очищенные поверхности) помещаю в полученный «конверт».
Разогреваю утюг «на полную» и тщательно утюжу заготовку с двух сторон.
Оставляю плату остыть (минут 5), после этого можно под струей воды отмачивать бумагу и удалять ее.

После того, как кажется, что вся бумага удалена - вытираю плату насухо и под светом настольной лампы рассматриваю на предмет дефектов. Обычно находится несколько мест, где остались кусочки глянцевого слоя бумаги (выглядят как белесые пятнышки) - обычно эти остатки находятся в наиболее узких местах между проводниками. Я их удаляю обычной швейной иглой (важна твердая рука, особенно при изготовлении плат под «мелкие» корпуса).

Тонер смываю ацетоном.

Совет : когда делаете мелкие платы, сделайте заготовку под нужное количество плат, просто разместив изображения верхней и нижней части платы в нескольких экземплярах - и уже это «комбинированное» изображение «накатывайте» на заготовку из стеклотекстолита. После травления достаточно будет разрезать заготовку на отдельные платы.
Только обязательно проверяйте размеры плат при вводе на бумагу: некоторые программы любят «чуть-чуть» изменить масштаб изображения при выводе, а это недопустимо.

Контроль качества

После этого делаю визуальный контроль (требуется хорошее освещение и лупа). Если есть какие-то подозрения, что имеется «залипуха» - контроль тестером «подозрительных» мест.

Для самоуспокоения - контроль тестером всех соседствующих проводников (удобно пользоваться режимом «прозвонка», когда при «коротком замыкании» тестер подает звуковой сигнал).

Если все-таки где-то обнаружен ненужный контакт - исправляю это острым ножом. Дополнительно обращаю внимание на возможные «микротрещины» (пока просто фиксирую их - исправлять буду на этапе лужения платы).

Лужение, сверление

Я предпочитаю плату перед сверлением залудить - так мягкий припой позволяет чуть проще сверлить и сверло на «выходе» из платы меньше «рвет» медные проводники.

Сначала изготовленную печатную плату необходимо обезжирить (ацетон или спирт), можно «пройтись» ластиком, чтобы убрать появившиеся окислы. После этого - покрываю плату обычным глицерином и дальше уже паяльником (температура где-то около 300 градусов) с небольшим количеством припоя «вожу» по дорожкам - припой ложится ровно и красиво (блестит). Лудить надо достаточно быстро, чтобы дорожки не поотваливались.

Когда все готово - отмываю плату с обычным жидким мылом.

После этого уже можно сверлить плату.
С отверстиями диаметром более 1мм все достаточно просто (просто сверлю и все - надо только вертикальность постараться соблюсти, тогда выходное отверстие попадет в отведенное ему место).

А вот с переходными отверстиями (я их делаю сверлом 0,6мм) несколько сложнее - выходное отверстие, как правило, получается немного «рваным» и это может приводить к нежелательному разрыву проводника.
Тут можно посоветовать делать каждое отверстие за два прохода: засверлить сначала с одной стороны (но так, чтобы сверло не вышло с другой стороны платы), а затем - аналогично с другой стороны. При таком подходе «соединение» отверстий произойдет в толще платы (и небольшая несоосность не будет проблемой).

Монтаж элементов

Сначала распаиваются межслойные перемычки.
Там где это просто переходные отверстия - просто вставляю кусочек медной проволоки и запаиваю его с двух сторон.
Если «переход» осуществляется через одно из отверстий для выводных элементов (разъемы, реле и т.п.): распускаю многожильный провод на тонкие жилы и аккуратно запаиваю кусочки этой жилы с двух сторон в тех отверстиях, где нужен переход, при этом минимально занимая пространство внутри отверстия. Это позволяет реализовать переход и отверстия остаются достаточно свободными для того, чтобы соответствующие разъемы нормально встали на свои места и были распаяны.

Тут опять следует вернуться к этапу «контроль качества» - прозваниваю тестером все подозрительные ранее и полученные в ходе лужения/сверления/создания переходов новые места.
Проверяю, что обнаруженные ранее микротрещины устранены припоем (или устраняю припаивая тонкий проводник поверх трещинки, если после лужения трещинка осталась).

Устраняю все «залипухи», если такие все-таки появились в процессе лужения. Это гораздо проще сделать сейчас, чем в процессе отладки уже полностью собранной платы.

Теперь можно приступать непосредственно к монтажу элементов.

Мой принцип: «снизу вверх» (сначала распаиваю наименее высокие компоненты, потом те, что «повыше» и те, что «высокие»). Такой подход позволяет с меньшими неудобствами разместить все элементы на плате.

Таким образом, сначала распаиваются SMD-компоненты (я начинаю с тех элементов, у которых «больше ног» - МК, транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы), потом дело доходит и до выводных компонентов - разъемов, реле и т.п.

Таким образом, получаем уже готовую плату.

Продолжение следует ...

P.S. «Двухканальный» модуль можно использовать для замены «проходных» выключателей (обычно ставятся в начале и конце лестницы между этажами и т.п. местах).

P.P.S. Если использовать более плоские кнопочные выключатели, то при небольшой доработке можно сделать платы, которые уместятся в существующие монтажные коробки (т.е. не только для размещения в нишах гипсокартонных стен).

Сам хозяин находится на приусадебном участке и ему необходимо организовать полив. С помощью брелка можно управлять погружным насосом, включать полив, набрать воды в баню, включать фонтан.

Использование беспроводного управления на даче.

Удобство беспроводного управления светом очевидно. Теперь не нужно искать выключатель, шаря по стенам в темноте, подсвечивая их сотовым телефоном.

Включать освещение можно находясь в любом месте дома или участка и даже на подступах к даче. Существует несколько вариантов использования беспроводного управления загородного дома.

Основные из них.

Беспроводное управление насосом (включение и выключение) с помощью пульта.

Сам хозяин находится в это время на своём приусадебном участке и ему необходимо организовать полив. Этот режим особенно удобен, если ближайший колодец с погружным насосом находится на определённом удалении от дома и участка (100-150 м или немного больше в зоне прямой видимости). Имея данную систему, можно работать на участке, не покидая его, при этом воды можно получить столько, сколько требуется. Управление работой насоса происходит по радиоканалу. Заявленная дальность — 200-250 м, но преграды в виде кирпичных и бетонных стен, а также наводка со стороны ЛЭП и антенн сотовой связи могут её уменьшить.

Пример использования от фирмы Zamel (Польша).

Пульт+ беспроводное реле.

Для установки на улице предусмотрена влагозащищенная коробка.

Дополнительно можно запрограммировать автовыключение полива, в реле предусмотрен таймер. Например, установим значение 30 мин, через полчаса полив прекратится.

Наборы на управление поливом и насосом.

Беспроводное управление электроприборами может осуществляться на различных частотах — 433 МГц, 866 МГц и 2400 МГц. Сравнительно недавно стандартной частотой передачи сигнала было 433 МГц, однако в последнее время всё чаще преимущество отдаётся пультам, работающим на 868 МГц.

Перечислим основные преимущества работы в этом диапазоне:

Он является менее используемым, поэтому возникает меньше помех и «ложных срабатываний», что часто происходит на частоте 433 МГц;
К одному приёмнику можно подключить до 32 передатчиков, поэтому пульты можно раздать всем членам семьи;
Увеличенная дальность (200 м в зоне прямой видимости);
Не требуется разрешение на использование;
Передатчики, работающие на частоте 868 МГц, потребляют намного меньше электроэнергии, чем их более высокочастотные аналоги.

Для того, чтобы скважина была качественным источником воды используется определенное оборудование. Оно позволяет не только выкачивать воду, но и доставлять ее до дома или любой другой хозяйственной постройки на участке.
Автоматика для скважины на данный момент имеет огромный выбор.

Обустройство скважины при помощи оборудования

Скважина не будет давать воду сама по себе, необходимо сделать некоторые мероприятия.
Рассмотрим подробнее:

Глубина, на которой находится вода довольно большая в скважине и может достигать 200 м.
Вода из нее может поступать только при помощи мощного насосного оборудования.
На данный момент есть два вида насосов.
Также стоит уделить внимание чистоте источника.
Для очистки воды используют фильтровальное оборудование.

Примечание. Стоит учесть и уровень воды в скважине, который контролируется при помощи специальных датчиков. Они устанавливаются на стенках конструкции при помощи специальных приспособлений. Способ их крепления зависит от внутреннего обустройства скважины.

Виды насосов для скважины

Автоматическая подача проводится при помощи мощного насоса.
Он может быть:

Поверхностным.
Глубинным.
Вибрационным.
Центробежным.

Примечание. Мощность у такого оборудования разная и подбирается в зависимости от глубины источника и его загрязнения.

Совет. Более мощная должна выбираться автоматика артскважин. Обусловлено это тем, что глубина скважины достигает 500 м и используется она для промышленного производства, а значит и дебет источника должен быть на высоком уровне.

Как это работает:

Насос выбирается в зависимости от его мощности.
Измеряется она в кубометрах подачи воды за один час.
На данный момент все насосы, которые производятся современными производителями, могут наращивать свою мощность и тем самым увеличивать дебет воды в источнике. При этом потребление энергии в процессе работы может уменьшаться.
Есть насосы, которые приводятся в работы при помощи определенных двигателей (центробежные), а есть и те, которые работают на основе вращения подшипника (вибрационные).

Совет. Автоматика для скважин должна подбираться, основываясь только на принципе и регулярности работы оборудования.

Для регулярной и бесперебойной работы всегда используют .
Он служит более длительный промежуток времени, чем вибрационный.
Если планируется использовать воду круглый год, то лучше отдать предпочтение именно ему.
Если же на загородном участке водой пользуются только в дачный сезон, то лучше применить вибрационный насос, который имеет меньшую мощность, но вполне подойдет для нормального водоснабжения участка.
Стоит отметить, что цена на центробежные насосы в несколько раз выше, чем на вибрационные оборудования.

Поверхностные насосы

Что собой представляют поверхностные насосы:

Оборудование такого типа находится на поверхности грунта.
Забор воды из источника проводится по методу всасывания.
По этой причине мощность такого насоса должна быть высокой при большой глубине скважине.
Поверхностные насосы разделяются на: вихревые и центробежные.

Примечание. Наиболее часто поверхностные насосы используют для обустройства водоснабжения на участке с целью увеличения дебета подачи воды из скважины. внутри конструкции используют погружные насосы.

Поверхностные насосы - довольно большие агрегаты.
В них есть автоматика, которая способна отключать и включать насос при необходимости.
Насосное оборудование такого типа имеет давление в 1,5-3 АТМ.
Его будет вполне достаточно для того, чтобы обеспечить хозяйственные цели в доме: стирка, газовые колонки с двумя уровнями и так далее. Смотрите фото с примером такого насоса.

Работают насосы поверхностные довольно громко.
Рекомендации:

Такое оборудование не может находиться в незащищенном виде.
Для него, как правило, предусматривается отдельное помещение.
Обязательно необходимо изолировать его для того, чтобы работа оборудования не была слышна, так как это доставить некий дискомфорт жильцам дома.
Обязательно для его подключения нужно сделать электрическую проводку и подвести трубы из скважины.

Погружные насосы

Могут быть также вибрационные или центробежные.
Как это работает:

Работа такого оборудования различается.
В вибрационных насосах погружного типа процесс работы заключается в подаче воды из-за работы поршня, который находится в специальной гидравлической камере.
Есть определенная частота вибрационных движений, которая составляет не менее 100 раз в сек.
Благодаря такому устройству подача воды проводится под большим напором и вода легко выталкивается на поверхность.
Вибрационные насосы предназначены для простой системы водоснабжения загородного дома.

Примечание. Стоит отметить, что производительность такого оборудования на низком уровне, что не дает возможность использовать его для промышленного производства. Кроме этого, вибрации, которые образуются в результате работы насоса способны быстро разрушить стенки скважины и ремонту такой источник уже не подлежит.

Самыми распространенными считаются центробежные погружные насосы:

Они отличаются от предыдущих тем, что находятся внутри источника.
Для их установки есть инструкция, которая указывает, что насос должен находится на глубине от 50-100 см от дна источника.
Они имеют ряд преимуществ.

Преимущества погружных центробежных насосов:

Установка такого оборудования проводится своими руками, и она довольно проста.
Сами насосы имеют более длительный срок при постоянной эксплуатации, которые достигает 25-50 лет (все зависит от производителя и от модели).
Работа насосов не сопровождается шумом и вибрацией.
Они не разрушать стенки скважины.
Производительность насосного оборудования такого типа довольно высокая и оно с различной мощностью используется для промышленного производства.
Насосы не перегреваются, так как имеют специальный датчик, который охлаждает двигателей в случае перегрева.
С такого не будет и когда он перегреется, сразу отключится.
Насос имеет компактную форму конуса, которая помещается в скважину без труда.

Совет. Для прокачки скважины используют именно такие насосы.

Средняя производительность насос центробежной работы является 3,4-3,5 м3/ч.

Совет. Если есть возможность для обустройства скважины использовать погружные насосы, то лучше всего эксплуатировать оборудования на протяжении всего года. Если же оно не будет использоваться таким образом, то его обязательно демонтируют после использования. Это даст возможность обезопасить оборудование от поломок.

Способы монтажа

С автоматикой вполне можно поставит своими руками. Причем в этом варианте цена вопроса обойдется ровно в стоимость комплектующих.
Монтировать насос в скважину можно двумя способами: “летним” и “зимним”.

Внимание: При любом варианте выполнения работы надо тщательно следить за качеством выполнения стыков. Они должны быть полностью герметичны.

“Летний” способ

Итак:

Вход в скважину закрывается с помощью оголовка и расположен над поверхностью земли.
Насос опускается в скважину на определенной глубине с помощью водоподъемной трубы, которая сделана из пластика ПНД д. 32-40 мм.
Процесс осуществляется на тросе-страховке из нержавеющей стали в 5 мм. Как правило, автоматику не устанавливают, а включают и выключают насос вручную.

Внимание: Этот способ уместен во время монтажа водоснабжения при строительстве или для дачных сооружений, которые не имеют в доме внутреннюю разводку воды.

“Зимний” способ

Таким способом можно пользоваться для круглогодичного автономного водоснабжения:

Вход в необходимо углубить под землей на 2 м, установить металлический кессон и закрыть оголовком.
Насос опускают в скважину на определенной глубине с помощью водоподъемной трубы из пластика ПНД д. 32-40 мм на тросе-страховке из нержавеющей стали в 5 мм.
Трубы для водопровода к дому от кессона укладывают на глубину, которая будет ниже глубинного промерзания (1,8 м).

В техническом помещении, к примеру, в санузле, котельной или под лестничным входом, ставят автоматику (реле давления), насосный пульт управления, гидропневмобак и стабилизатор. В кессоне возможны монтажные работы.
При условии строительства дома на ленточном или столбчатом фундаменте, а также когда техническое помещение не будет обогреваться в зимний период, вертикальную водопроводную трубу следует обложить обогреваемой кабельной системой и утеплить теплоизоляционно.

Внимание: Для обоих способов подойдут трубы ПНД из пластика с диаметром 23-63 мм при уровне динамики воды в 100 м и при давлении по максимуму в 16 атм.

При 100-метровом уровне необходимы водопроводные трубы из оцинковки, нержавейки или черные:

Их нарезают кольцами 4-11 мм и соединяют с помощью муфт или фланцев.
Насос монтируют своими руками на глубине 80 м на пластиковой трубе.
Насосы опускают на трубах из пластика с большим диаметром или на трубах из металла на глубину 80 м манипулятором, лебедкой или автокраном.

Бывает, что высокопроизводительные насосы (20 м3/ч) монтируют на трубах из стеклопластика повышенной прочности, малого веса и со сроком эксплуатации более 50 лет. Монтажные работы осуществляются с помощью автокрана или манипулятора.
Итак:

После установки насоса в скважину, следует обвязать оголовок трубопроводами и поставить арматуру регулировки или запорную арматуру.
Задвижка-регулировка нужна для того, чтобы выводить насос на рабочей поверхности (рассчитывается по насосной диаграмме) и ограничивать производительность работы по максимуму.
Затем скважину прокачивают до получения чистой воды, которая проходит в дом к автоматическому гидропневмобаку.

Для нормальной работы нужна не только специальная автоматика на скважину, но и фильтровальное оборудование.
Особенности конструкции:

На данный момент фильтра могут быть механическими, которые устанавливаются в скважине и не дают возможности при включении насоса проникнуть в источник подачи воды примесям и другим загрязнителям.
Также есть автоматические, которые устанавливаются на выходе из скважины или при подходе воды к дому.

Совет. При обустройстве скважина довольно часто используют самодельные насосы, которые устанавливаются на дне конструкции.

Насос также может устанавливаться на самом насосе. При этом оборудование начинает работать после включения насосного оборудования.
Фильтры помогают делать воду более чистой и качественной.

Чтобы обустроить скважину, оборудование для нее и автоматические системы выбираются, основываясь на рекомендациях специалистов. На видео в этой статье показан процесс установки фильтра и насоса в конструкцию.

Независимо от глубины, дебита, интенсивности водозабора скважина и установленное оборудование для подачи воды нуждается в дополнительной защите. Нет возможности визуально контролировать уровень, чистоту, давление воды, соответствие показателей электросети эталонным. Правильно выбранная, установленная и настроенная автоматика для скважинного насоса – это защита электрооборудования, существенно увеличивающая срок службы водоподающих устройств.

Оптимизация потребления электроэнергии: насос включается на время, необходимое для набора определенного количества воды в бак.
Обеспечение достаточного постоянного давления в системе водоснабжения.
Защита стенок скважины от осыпания в результате работы мотора насоса при низком дебите.
Предохранение оборудования от поломок по причине сухого хода, попадания механических частиц.
Контроль состояния двигателя: отключение при превышении показателей максимальной температуры, напряжения, давления.

Насосное оборудование с автоматической защитой

Автоматическая защита скважины: виды систем

Автоматика в оборудовании скважины подбирается в зависимости от типа и мощности используемых насосов: погружные устройства требуют выбора специальных компактных герметичных элементов, для наружных систем используют реле, датчики для установки в помещениях.

Кардинально отличаются схемы установки датчиков, реле для систем с использованием гидроаккумуляторной емкости и водопроводов, подключенных непосредственно к скважине.

Схема расположения системы защиты и гидроаккумулятора скважины

Обустройство скважины насосным оборудованием и автоматикой выполняют одновременно. Учитывают:

Тип насосных устройств, мощность.
Производительность источника и интенсивность использования.
Необходимый уровень защиты: возможно применение сложных многоуровневых автоматизированных систем.

Защита с поплавковыми элементами: контроль уровня

Самая простая система автоматики для домашней или дачной скважины, которую можно смонтировать своими руками – поплавковая с контролем уровня. Принцип работы защиты: двигатель насоса отключается от сети принудительно после превышения максимально допустимого уровня в емкости: расширительном или накопительном баке. Мотор автоматически включается при падении уровня ниже минимально допустимого.

Простая поплавковая система

Используют 2 разных типа датчиков:

Пластиковые контейнерные для наружных баков.
Герметичные, малого диаметра поплавковые элементы для погружения в скважину — при использовании в комплекте с погружным насосом вне накопителя.

Главное преимущество поплавковой защиты – низкая стоимость и простота монтажа. Еще один довод в пользу применения контроля уровня: двигатель работает в четком режиме. Система защищена от частого включения, коротких периодов работы, которые неблагоприятно сказываются на сроке службы насоса. Вода набирается в бак до определенного уровня, и следующее включение двигателя происходит только после использования большей части объема емкости.

В качестве дополнительной защиты водозабора с баком малого объема простую поплавковую схему дополняют контролем рабочего давления, устанавливая датчики и реле.

Добавлено реле защиты, поплавковые датчики встроены в бак

Система контроля давления: защита насоса

Автоматические блоки контроля параметров давления используют:

В качестве защиты домашних систем водозабора с применением погружного оборудования: реле монтируют на трубопроводе.
При обустройстве индивидуального водоснабжения с использованием мембранной емкости (бака) с наружным или внутрискважинным насосом.

Готовые автоматические модули с реле и манометром

Принцип работы автоматики для скважинного насоса с контролем и регулировкой давления прост. Устанавливаются минимальные и максимальные значения давления. При падении показателя до нижнего параметра происходит автоматическое включение мотора. Двигатель отключается после достижения верхнего предустановленного допустимого предела. Фактически, двигатель работает только в определенном диапазоне рабочего давления.

Используют реле с пружинной регулировкой. Настройка минимального и максимального значения рабочего давления выполняется вручную. Степень сжатия металлической пружины определяет верхний показатель, дополнительной гайкой регулируют минимально допустимый уровень.

Главный недостаток бюджетных устройств – сложности настройки. Приходится использовать манометр, но добиться тонкой регулировки невозможно. Кроме того, бытовые реле не обладают достаточной надежностью, быстро выходят из строя и не защищают насос от холостой работы.

Специальные промышленные реле выпускают со встроенными манометрами, выведенными на поверхность регуляторами, которые позволяют добиться точной установки параметров, дополнительными датчиками защиты от сухой работы.

Автоматический блок пресс-контроля

Проточные устройства: максимальный контроль и точная настройка

Производители оборудования и автоматики для скважин выпускают многофункциональные электронные блоки, которые комплексно защищают насосные станции.

По сложности схем и принципу работы можно условно разделить промышленные автоматические блоки на 3 категории:

Оборудование скважины автоматикой своими руками: инструкция

Сложность оборудования скважины насосом и автоматикой – в необходимости точных расчетов мощности электронасосов, совместимости материалов, соблюдении технологии и правил монтажа. От того, насколько верны расчеты при планировании схемы водоснабжения, зависит долговечность работы оборудования, бесперебойность подачи воды, срок службы скважины. Самостоятельная установка допускается только при подборе элементов равной мощности одного производителя, спроектированных для монтажа в единую систему.

Классическая схема монтажа автоматики для индивидуального скважинного насоса в загородном доме, которую можно выполнить своими руками

Подготовка материалов и выбор места для установки

Место для установки оборудования выбирают, исходя из типа насоса: для наружных необходима дополнительная звукоизоляция. В любом случае электрооборудование необходимо разместить в защищенном от воды и мороза помещении. Подходят подвальные, цокольные помещения, кессоны, изолированные от атмосферного воздействия.

Для создания простой автоматической системы понадобятся:

Реле давления, датчик сухого хода, манометр.
Запорная арматура: краны (вентили).
Трубы подходящего диаметра.
Соединительные элементы, переходники, тройники, разветвители.
Изоляционная лента для герметизации соединений.

Элементы автоматики и сопутствующие материалы

Схема монтажа и настройка защитной системы

Реле устанавливают непосредственно на трубе перед входом в аккумуляторный бак. Перед регулятором давления проводит монтаж датчика защиты от сухой работы. Соединение элементов на тройнике тщательно изолируют, обязательно проверяют герметичность. Есть релейные блоки, которые устанавливаются на корпус бака.

Порядок подсоединения релейного блока

После первичной установки необходимо провести проверку контактной группы, подключить провод питания. Обязательно провести кабель заземления. Собранный блок подключают к насосу, включают в сеть.

Готовое к подключению реле

Настройку и регулировку необходимо проводить после проверки работоспособности подключенных устройств.

Устанавливают допустимые значения рабочего давления

Видео: сборка и подключение насосного оборудования

Идеально, если все работы, от выбора места для скважины и до запуска водопроводной системы, проводят профессионалы. Мастера учитывают характеристики скважины, ее производительность. С учетом всех параметров подбирают оптимальную фильтрационную схему, тип насосного устройства. Комплексно планируют использование подходящей автоматической системы защиты. В этом случае возможность ошибки при выборе или монтаже исключена.

Экономить на автоматике также нельзя: цена испорченного насоса, стоимость демонтажа и установки нового оборудования значительно превышает стоимость надежного блока. Современные системы можно оборудовать средствами дистанционного контроля и управления.