Розділ. Сад і город
На дачних і садових ділянках часто використовуються різні водонакопітельниє ємності, призначені для того, що б вода могла в них зігрітися перед поливом, насититися киснем. Застосовують їх так само і в разі, коли надходження води є періодичним або гарантованим. Наприклад, колодязь або свердловина мають дуже маленький дебіт (тобто дають дуже мало води за «один раз» і потрібно чекати деякий час, коли вона набереться знову). Або вода подається по централізованій системі в певний час.
Як би там не було, корисно мати якесь пристрій, який би автоматично поповнювало запас води у водонапірній башті або ємності, включаючи підкачує насос, коли рівень води в баку падає нижче критичного (чи встановленого).
Тим, у кого на ділянці є централізований водопровід, що знаходиться під тиском в момент подачі води, зробити такий автомат надзвичайно просто. Досить поставити в ємність сантехнічну арматуру, таку, що стоїть в бачку унітаза. Її замикає клапан з поплавком буде завжди підтримувати бак в повному стані.
Можна навіть обійтися і простим краном з ручкою. До рукоятці прив'язується невеликий важіль (палиця), а на її кінці - 1-2 пластикових пляшки. Кран надійно зміцнюється таким чином, що б при повністю заповненому баку, він був закритий, а ПЕТ-пляшки були злегка прітоплена. Якщо станеться витрата води, то поплавки - пляшки почнуть опускатися вниз і трохи відкриють кран. Якщо в системі є вода, вона почне надходити в бак. Якщо води в системі немає - то кран буде відкритим до тих пір, поки вода не з'явиться і не заповнить ємність.
Набагато складніше організувати автоматичну підкачування тим, у кого немає водопроводу, а вода закачується з колодязя або свердловини. Тут необхідний якийсь автомат, що включає насос. Подібних розробок - дуже багато. Починаючи від поплавцевих вимикачів, закінчуючи електронними датчиками рівня води. Фірмовий поплавковий вимикач - досить дорогий і окремо продається рідко. Можна зробити його самому (див. Статтю «Саморобний поплавковий вимикач»), і це під силу досить рукатим майстрам. Та й робити його треба дуже ретельно - все таки необхідна повна гарантія герметизації проводів, що знаходяться у воді. Електронні пристрої - взагалі «по-зубам» - одиницям. Та й воно обійдеться не дешево.
Дачникам ж потрібно простий пристрій, яке може зібрати будь-який, що йдеться «з консервної банки», і з собівартістю в пляшку пива. Подібні пристрої повинні відповідати двом основним вимогам. Перше - У них не повинно бути т.зв. «Коливання» контактів. А повинно бути два стійких становища - «включено» і «вимкнено». Це називається «ефект тумблера». В іншому випадку, при плавному підводі замикаючого контакту до інших, неминучий пробою мікроскопічного повітряного зазору, іскріння, обгорання контактів. Возможет навіть вихід насоса з ладу з цієї причини. Друга умова - наявність т.зв. «Петлі гистерезиса». Тобто якогось робочого тимчасового «зазору» між подіями включення і виключення. Не будеш же відстежувати падіння рівня води в баку на 1 мм. Такими частими і короткими включеннями можна просто вбити мотор. Тому відлежуватися досить значні падіння рівня, на кілька десятків сантиметрів.
Ось тому навіть саморобні подібні пристрої, що відповідають цим вимогам досить складні і дороги в підсумку. На щастя, мені вдалося розробити пристрій такого автоматичного вимикача насоса, вартістю рублів 50, і яке може зробити дійсно кожен дачник за півгодини.
Фактично воно являє собою рухливий замикає елемент (контакт), що переміщається по вертикалі в залежності від рівня води. Його секрет полягає в наявність на ньому магніту! Магніт можна використовувати найпростіший - від магнітної засувки.
Пристрій самого вимикача зрозуміло з ескізу. Два контакту вимикача є півкільця зі сталі. Можна розпиляти на дві половинки масивну сталеву шайбу М16-М20, краще посилену. Їх приклеюють епоксидною смолою або пригвинчують гвинтами з потаємною головкою до діелектричної підкладки. До них же підводять і дроти від мережі і електронасоса. У підкладці свердлять отвір між цих «підківок», через яке буде ходити вгору-вниз напрямна штанга поплавка. Вона так само повинна бути з непровідного матеріалу, бажано не вбирають вологу.
На торці штанги зміцнюють саморезом замикає контакт. Це металева кругла пластина з лудженої жерсті, міді, дюралю, алюмінію, але досить тонка. Розмір її повинен бути такий, щоб гарантовано закривати обидва півкільця відразу, замикаючи собою електричну ланцюг. Зверху на пластині зміцнюють магніт (клеєм, епоксидною смолою, скобою ...)
Штанга пропускається через направляючу трубу, закріплену на стінці накопичувального бака, а знизу на ній закріплено поплавок. Поплавок повинен мати довгу, витягнуту форму і закріплюватися на штанзі вертикально.
В основу роботи цього автоматичного вимикача лежить той факт, що сила виштовхування поплавка з води (сила Архімеда) має лінійну залежність від глибини занурення поплавка. Тобто вона наростає або спадає за лінійним законом. А сила магнітного тяжіння убуває (прибуває) за квадратичним законом! Обернено пропорційно квадрату відстані меду магнітом і тим, до чого він притягується.
Врівноважити ці сили між собою практично неможливо. Досить все «зрушити» на один мікрон, на 1 нанометр - і тут же відбувається лавиноподібне розвиток подій і перемога однієї з сил. Ніяке проміжне положення неможливо.
Працює вимикач так. Коли бак повний, поплавок плаває на самому верху води, занурений настільки, що б компенсувати вагу штанги і магніту. Магніт знаходиться досить високо над майданчиком з контактами. Коли ви будете витрачати води, поплавок (і штанга і магніт, природно) опускаються все нижче. Зрештою на деякому віддаленні магніту від «підківок» починає проявлятися і сила тяжіння магніту до них. І коли вона стає більше, ніж сила Архімеда, яка діє на поплавок, магніт дуже різко прискорюється і миттєво і надійно прилипає до підковою контактів. Контакти, природно, при цьому замикаються. Насос включається на вода починає надходити в ємність.
У міру зростання її рівня, поплавок виявляється зануреним у воду все більше і більше. І що виштовхує сила Архімеда так само зростає. Але вона недостатньо сильна, що б відірвати магніт від підківок. Але коли вона перевищить цей поріг відриву, магніт все ж отліпнет. І не просто отліпнет - відскочить кулею! До речі, треба буде поставити якийсь демпфер (пружину або губку) внизу направляючої трубки.
Як ви розумієте, ефект тумблера абсолютний, а петля гістерезису залежить від сили тяжіння магніту, форми і розмірів поплавця. Тому тут вам належить поекспериментувати, підбираючи поплавок під потрібні вам параметри.
Зрозуміло, оскільки вимикач працює з напругою 220 вольт, необхідно вжити всіх заходів для того, що б виключити контакт вимикача з водою. Ємність бажано закрити, На поплавок надіти будь - яку пружину або над вимикачем розмістити будь-якої обмежувач «стрибка» штанги вгору при розмиканні. Вимикач закрити від попадання атмосферних опадів.
Задати питання по цьому вимикачі і обговорити інші питання по водній автоматиці і системам автоматичного поливу можна на форумі.