|
|
 |
|
Aqua-Level
AQUA-LEVEL - automatyczna podmiana wody do akwarium z wykorzystaniem pseudo sumpa, przydatna do ciągłej podmiany wody w procesie hodowli ryb
Sterownik Aqua-level, który poniżej przedstawię służy do automatycznej podmiany wody w akwarium, może on być wykorzystywany również w innych systemach wymagających procesu przygotowania wstępnego wody np uzdatniania dogrzania itp. Zasada działania sterownika oparta jest o system który przedstawia poniższy rysunek.
Wszystkie czujniki poziomu cieczy muszą mieć logikę NC, co oznacza że są w stanie normalnym zwarte, a rozwierają się dopiero pod wpływem wyporu cieczy. Przykładowy czujnik poziomu cieczy przedstawia poniższy rysunek:
Czujniki podłączane są bezpośrednio do sterownika, na specjalną listwe
Czujnik C2 odpowiada za ilość wlanej wody RO czyli regulując wysokość jego zamocowania regulujemy proporcje wody RO i kranowej tak, aby uzyskać stałe i odpowiednie KH (twardośc węglanową wody). Czujnik C3 odpowiada za wyłączenie wlewu wody kranowej, natomiast czujnik C4 w cyklu wogóle nie bierze udziału jest to element zabezpieczenia w przypadku, gdy C3 nie zadziała prawidłowo, a sterownik tego nie wykryje. W takim przypadku C4 niezależnie od sterownika odcina całkowicie zasilanie 230V elektrozaworom i pompom. Czujnik C1 służy do wylewania wody, tak więc w momencie gdy opadnie sterownik rozpoczyna procedurę wylewania resztek wody jest ona czasowa i użytkownik sam ustala czas potrzebny na wylenie resztek wody.
Natomiast czujnik C4 jest zdwojony i połączony szeregowo tak, aby zabezpieczyć przelanie się wody w akwarium na skutek zatkania przelewu oraz przelanie wody w sumpie. Sposób połączenia szeregowego przedstawia poniższy rysunek:
Wielkość sumpa zależna jest od wielkości akwarium i powinna ona być w granicach 0,20-0,30 pojemności akwarium np dla akwarium 100l pojemność sumpa może być od 20l-30l. Oczywście reguły tu nie ma żadnej jednak cykl tygodniowy podmiany który ustawiamy na sterowniku ogranicza nam znacząco wielkość sumpa, gdyż za duże podmiany tygodniowe nie są wskazane szczególnie w małych zbiornikach. Warto dodać że sterownik może dokonywać podmiany wody każdego ustawionego dnia tygodnia czyli w skrajności od codziennej podmiany do jednego razu w tygodniu.
Wlewanie wody powinno odbywać się cieńkimi rurkami z małym ciśnieniem, tuż przy dnie sumpa żeby nie powodować nadmiernego szumu pryskania, fal itp. Pompa dolewająca PD musi wyciągać wodę prawie do zera nie może zostawiać więcej jak 1mm wodny na dnie. W innym przypadku stojąca w sumpie woda może bez natleniania ulegać gniciu. Odpowiednie proporcje wody RO i KR ustalamy wysokością montażu czujników poziomu cieczy. Możemy to wykonać na wiele sposobów w zależności od rodzaju i sposobu montażu czyjników które zastosujemy w naszym rozwiązaniu. Jednym z pomysłów jest budowa suchego komina w którym umieszczamy czujniki i przewody, innym jest montaż czujników na listwie plexi. Grzałka powinna spełniać następującą regułę mocy: -moc całkowita równa pojemności zbiornika SUMP w litrach i nie przekraczać dopuszczalnej mocy maksymalnej 200W, może być bez termostatu lub z termostatem w takim przypadku ustawiamy termostat na temperaturę o 3-5 stopni wyższą niż spodziewana temperatura wody grzanej.
Odpływ przelewu w akwarium musi być na wysokości gwarantującej poprawny poziom wody w akwarium, ale poniżej poziomu zadziałania czujnika C4 jak pokazuje powyższy rysunek. Maksymalny poziom wody w akwarium wyznacza czujnik C4 który powoduje całkowite odcięcie zasilania elektrozaworów i pomp. Odpływ przelewu sumpa ma być powyżej zadziałania czujnika C4, jest to ostateczność gdyby z różnych powodów czujnik C3 zablokował się lub nie zadziałał prawidłowo a sterownik tego nie wykrył, nastąpi przelew do kanalizacji, jest to ewentualność która nie powinna nigdy się zdarzyć i stanowi element podwyższenia poziomu bezpieczeństwa systemu. Dlatego też maksymalny poziom wody SUMPA wyznacza właśnie ten odpływ który powinien mieć średnicę gwarantująca odprowadzenie nadmiaru.
Do odpływu kanalizacji należy przewidzieć również wyjście wody "brudnej" z filtra RO. Natomiast na wejście wody z kranu można zastosować prefiltr zatrzymujący wszelkie nieczystości stałe którymi kran zasila nasz SUMP.
Przed każdym z elektrozaworów można dać zawór ręczny w celu regulacji ilości przepływu wody podawanej na filtr RO i na prefiltr oraz jako zawory bezpieczeństwa w razie uszkodzenia rury lub mocowania.
Pompy perystaltczne służą do odmierzania dawek dwóch różnych substancji np nawozów, uzdatniaczy do wody itp, wykonują proces odmierzania jedna po drugiej bez przerwy dlatego wlewane po sobie preparaty muszą być obojętnie chemicznie względem siebie (można je bezpośregnio mieszać).
Wszelkie etykiety podświetlone na różowo na schemacie systemu są to opisy wyjść sterownika do których należy podłączyć dane urządzenie.
Sterownik posiada 7 niezależnych wyjść 230V: G grzanie, RO - elektrozawór wody osmatycznej, KR - elektrozawór wody z kranu, M - pompę mieszającą, D - pompę dolewającą, 1- pompę perystaltyczną 1, 2 - pompę perystaltyczną 2. Sterownik posiada gniazdo na obudowie z tyłu do podłączenia dwóch niezależnych czujników temperatury do pomiaru temp w sumpie oraz akwarium. Czujniki wykonane na kablu około 2m każdy zalane żywicą epoksydową Epidian 624 z atestem spożywczym w rurce nierdzewnej, ważne przy montażu jest to, aby sam czujnik był w wodzie i aby nie moczyć przewodu co może spowodować sparcienie izolacji i uszkodzenie. Montaż czujników można przeprowadzić na wiele sposobów np: wywiercić otwór 8-8.5mm (rurka ma średnicę 8mm) i w ten sposób zamontować czujnik w sumpie, natomiast w akwarium możemy wykonać np. półkę z plexi w której wywiercimy otwór aby umieścić czujnik.
Do sterownika podłączane są czujniki pozomu cieczy poprzez płytkę na której jest listwa w postaci szyny do przykręcenia kabli czujników. Długość przewodu łączącego 2 m.
Ukompletowanie urządzenia
Opis realizowanych funkcji
Poniżej szczegółowy opis wszystkich funkcji sterowania, ustawień oraz możliwości sterownika:
|
* pomiar temperatury z dwóch niezależnych czujników w czasie rzeczywistym z dokładnością do 0.1°C; * realizacja zadanych cykli w harmonogramie tygodnia w trybie automatycznym; * zegar czasu rzeczywistego z podtrzymaniem bateryjnym, brak prądu nie powoduje zmiany czasu; * ustawienie cykli w harmonogramie tygodnia godzina minuta dzień tygodnia; * ustawienie opóźnienia odstania wody od 0 do 9 godzin; * usawienie czasu pracy każdej pompki perystaltycznej czyli ilość podawanego nawozu 0 do 255 sek; * ustawienie ilości stopni dogrzewania wody ponad poziom temperatury w akwarium 0 -5 st; * porównywanie temperatury sumpa i akwa oraz dogrzewanie; * ustawienie czasu wylewania potrzebnego do całkowitego opróżnienia sumpa od 0 do 10 min krok co 1 min; * ustawienie aktualnego czasu; * ręczne wyzwolenie cyklu podmiany wody; * ręczne dozowanie nawozów z timerem sekundowym; * funkcja pokazuj nastawy ustawionych parametrów; * przywracanie ustawień fabrycznych; * automatyczny powrót do realizacji rozpoczętego a nie zakończonego cyklu podmiany wody - tryb awaryjny; * automatyczny restart po trybie awaryjnym; * wyświetlanie czasu pozostałego do zakończenia danej procedury czasowej; * możliwość przyśpieszenia procedur odmierzania czasu w trakcie wykonywania cyklu poprzez pominięcie pozostałego okresu w tym celu należy nacisnąć ESC; * podwójne funkcje klawiszy: - "ESC" - wyjście, rezygnacja, - "SET" - wejście do menu, zatwierdzenie, - "+" - zwiększenie wartości, przewijanie menu, poza menu przytrzymanie tego przycisku powoduje wejście do trybu ręcznego włączania i wyłączania poszczególnych wyjść – zatwierdzenie ESC, - "-" zmniejszenie wartości, przewijanie menu, - jednoczesne naciśnięcie ESC i SET powoduje restart programowy urządzenia, - jednoczesne naciśnięcie ESC i „+” powoduje włączenie lub wyłączenie sygnału dźwiękowego, to ustawienie w celach bezpieczeństwa nie jest zapamiętywane na stałe tak więc po zaniku napięcia lub restarcie automatycznie sygnalizacja jest ponownie włączona; - jednoczesne naciśnięcie ESC i „-” powoduje wejście do trybu regulacji podświetlenia LCD. * możliwość szybkiego ręcznego wyłączenia urządzeń, możliwość ręcznego włączenia i wyłączania dowolnego wyjścia, trwała pamięć tych ustawień; * możliwość ustawienia minimalnego poziomu podświetlenia LCD do którego sterownik będzie wygaszał ekran w przypadku nieobsługiwania przez użytkownika; * automatyczne wychodzenie do ekranu podstawowego po około 25 sek - z menu głównego; * podwyższone niezawodności poprzez zastosowanie układu kontroli pracy sterownika zgodnego z FTS (Fault Tolerant System); * czytelne logiczne menu dedykowane do szybkiego ustawiania. |
Opis ekranu podstawowego
Podczas normalnej pracy urządzenia na wyświetlaczu LCD wyświetlane są wszystkie niezbędne parametry pracy.
Idąc od lewej strony od góry mamy pokazane kolejno: temperaturę wody w akwarium następnie piktogram 
symbolizuje obecność napięcia 230V które zasila wszystkie wyjścia, natomiast piktogram 
symbolizuje odcięcie napięcia zasilania i pomimo wysterowania wyjść przez sterownik nie będą one działały. Odłączeniu zasilania od wyjść towarzyszy alarm dźwiękowy chyba że jest on wyłączony przez użytkownika poprzez naciśnięcie klawiszy ESC i "+". Kolejny piktogram obrazuje stan włyłączenia alarmów dźwiękowych natomiast gdy alarmy są włączone w miejscu tym wyświetlany jest piktogram 
. Następna informacja na LCD to dzień tygodnia w 3 literowym skrócie "wto" = wtorek, oraz aktualna godzina i minuta. W dolnej linijce od lewej mamy pokazane: temperatura wody w sumpie następnie piktogramy stanu czujników 
, przy czym strzałka w dół oznacza że czujnik jest w dolnym połorzeniu co świadczy o braku cieczy na jego poziomie i analogicznie w górę. Kolejne wykreskowane pola oznaczają stany poszczególnych wyjść w trybie auto i odpowiadają wyłączeniu wyjść. Literka w miejscu pauzy oznacza wączenie w trybie auto. W polach tych możemy dokonać zmian ręcznie włączając lub wyłączając poszczególne wyjścia urządzenia. Kolejność wyjść pokazuje poniższy ekran:
opis oznaczeń wyjść: G grzanie, R (RO) - elektrozawór wody osmatycznej, K (KR) - elektrozawór wody z kranu, M - pompa mieszająca, D - pompa dolewająca, 1- pompa perystaltyczna 1, 2 - pompa perystaltyczna 2
Stran ten jest teoretyczny gdyż taka sytuacja nigdy nie będzie miała miejaca podczas normalnej pracy i oznacza włączenie wszystkich wyjść w trybie AUTO.
Ekran 1 przedstawia stan włączenia wszystkich wyjść w trybie ręcznym, dźwięk i zasilanie wyjść włączone
Ekran 2 przedstawia stan wyłączenia wszystkich wyjść w trybie ręcznym, dźwięk i zasilanie wyjść włączone
Ekran 3 przedstawia stan wyłączenia dźwięku alarmu przez użytkownika (ESC i "+"), zasilanie wyjść również wyłączone! - czujnik C4 zadziałał
Ekran 4 przedstawia stan wyłączenia napięcia 230V zasilającego wyjścia, w momencie gdy C4 jest w górze czyli zadziałał na skutek wyporu wody (niezależnie od stanów pozostałych czujników). Dźwięk włączony.
Budowa MENU oraz możliwości ustawień
Aby wejść do menu naciskamy SET, a następnie klawiszami +/- wybierany jedno z podmenu w którym mamy możliwość ustawień zgodnie z jego opisem.
Pierwsze podmenu służy do ręcznego wyzwolenia cyklu podmiany po wybraniu tej opcji i naciśnięciu SET, wyzwalamy start cyklu który nie może zostać przerwany i musi się wykonać do końca, nawet wyłączenie zasilania nie spowoduje przerwania cyklu i po ponownym uruchomieniu cykl dokończy się w trybie awaryjnym.
następnie wykonuje się cykl według poniższych ekranów
po wykonaniu cyklu sterownik wyświetla komunikat
następnie jeśli działał w trybie awaryjnym po braku zasilania restartuje się, jeśli nie działał w trybie awaryjnym przechodzi do ekranu podsdtawowego - czuwanie.
Kolejnym podmenu są CYKLE PODMIANY, po wybraniu tej opcji i naciśnięciu SET, następuje przejście do ustawienia godziny i minuty o której podmiana ma się wykonać a następnie do ustawienia dnia tygodnia w które będzie wykonywane a w które nie. Kolejne dni symbolizują pierwsze litery nazw dni tygodnia od poniedziałku do niedzieli.
->SET
podmianę codzienną obrazuje poniższy ekran
wartości zmieniamy za pomocą klawiszy +/-, zatwierdzamy SET, jeśli nie chcemy zmieniać danej wartości godziny lub minuty naciśkamy SET co powoduje przejście do ustawień kolejnej pozycji, jeśli rezygnujemy z ustawień naciskamy ESC, co powoduje wyjście z danego podmenu do poprzedniego.
Pozycja trzecia w menu to CZAS ODSTANIA, po wybraniu tej opcji i naciśnięciu SET, uzyskujemy możliwość ustawienia czasu potrzebnego do odstania wody po nalaniu, możliwość ustawień od 0-9 godz. Przy czym 0 oznacza wyłączenie odstawania i cykl realizował się będzie z pominięciem tego czasu!.
->SET
Czwarta pozycja menu to TEMP. DOGRZEWNIA, po wybraniu tej opcji i naciśnięciu SET,wchodzimy do podmenu w którym możemy ustawić temperaturę o wartość której będzie dogrzewana woda w sumpie względem akwarium (0-5 st C).
->SET
wartości zmieniamy za pomocą klawiszy +/-, zatwierdzamy SET, jeśli rezygnujemy z ustawień naciskamy ESC, co powoduje wyjście z danego podmenu do poprzedniego.
Piąta pozycja menu to RECZNY TIMER PP, po wybraniu tej opcji i naciśnięciu SET, wchodzimy do podmenu z którego możemy ręcznie sterować włączeniem pompy perystaltycznej PP1 lub PP2 przy czym czas włączenia odmierzany jest timerem w czasie rzeczywistym i pokazywany użytkownikowi, aby mógł widzieć ile sekund mineło czyli jaka dwaka danego nawozu została podana.
->SET
po naciśnięciu "+"
po naciśnięciu "-"
Kolejną pozycją menu jest CZAS PRACY PP1, po wybraniu tej opcji i naciśnięciu SET, wchodzimy do podmenu w którym ustawiamy czas timera dla pompy PP1 0-255 sek.
->SET
wartości zmieniamy za pomocą klawiszy +/-, zatwierdzamy SET, jeśli rezygnujemy z ustawień naciskamy ESC, co powoduje wyjście z danego podmenu do poprzedniego.
Siódmą pozycją menu jest CZAS PRACY PP2, po wybraniu tej opcji i naciśnięciu SET, wchodzimy do podmenu w którym ustawiamy czas timera dla pompy PP1 0-255 sek.
->SET
wartości zmieniamy za pomocą klawiszy +/-, zatwierdzamy SET, jeśli rezygnujemy z ustawień naciskamy ESC, co powoduje wyjście z danego podmenu do poprzedniego.
Ósmą pozycją menu jest CZAS WYLEWANIA, po wybraniu tej opcji i naciśnięciu SET, wchodzimy do podmenu w którym ustawiamy czas potrzebny do całkowitego opróżnienia sumpa, gdyż C1 zadziała wcześniej po opadnięciu poziomu wody do stanu w którym sporo jej jescze pozostanie na dnie dlatego użytkownik musi określić ile potrzeba jeszcze minut aby pozbyć się wody do reszty - możliwość ustawienia od 1 minuty do 10 minut z krokiem co 1 minuta. Wartość 0 spowoduje wyłączenie pompy dolewające PD bezpośrednio po zadziałaniu C1 bez zwłoki, jest to przypadek, gdy system jest tak skonstruowany że zadziałanie C1 nie pozostawia wody w sumpie.
->SET
wartości zmieniamy za pomocą klawiszy +/-, zatwierdzamy SET, jeśli rezygnujemy z ustawień naciskamy ESC co powoduje wyjście z danego podmenu do poprzedniego.
Dziewiątą pozycją menu są USTAWIENIA, po wybraniu tej opcji i naciśnięciu SET, wchodzimy do podmenu z którego wybieramy jedną z trzech opcji: POKAZUJ NASTAWY, USTAWIENIA FABRYCZNE lub ZEGAR
->SET
ekrany zmieniamy za pomocą klawiszy +/-, jeśli rezygnujemy z przeglądania naciskamy ESC co powoduje wyjście z danego podmenu do poprzedniego.
W przypadku wybrania wartości fabryczne i naciśnięciu SET sterownik zapyta czy napewno chcemy zerować pamięć?
jeśli naciśniemy ESC nastąpi powrót do poprzedniego podmenu.
jeśli zatwierdzimy SET nastąpi kasowanie pamięci i ustawienia wartości fabrycznych
Wybierając opcję ZEGAR ustawiamy godzinę i minutę po każym ustawieniau naciskając SET aby zatwierdzić.
jeśli naciśniemy ESC nastąpi powrót do poprzedniego podmenu.
Ostatnia pozycja menu to INFO, gdzie dostępne są informację o wersji oraz wykonawcy.
Funkcje dodatkowe
Naciskając jednocześnie ESC i „-” wchodzimy do trybu regulacji odświetlenia LCD.
Ustawiając poziom podświetlenia należy pamiętać że jest to wartośc do której wyświetlacz będzie ściemniany, w skrajnym położeniach może być 0 - wyłączenie całkowite lub poziom maksymalny czyli brak ściemniania.
Naciskając klawisz "+" ale nie będąc w menu głównym wchodzimy do trybu ręcznego ustawień poszczególnych kanałów - wartości zmieniamy za pomocą klawisza SET (cyklicznie kilka razy literka oznacza tryb AUTO strzałka w górę tryb ręcznego włączenia a X tryb ręcznego wyłączenia, danego kanału), jeśli nie chcemy zmieniać danej wartości naciskamy +/-, co powoduje przejście do następnej pozycji i pozostawienie danego kanału w trybie auto domyślnie wyłączony, w celu zatwierdzenią ustawień naciskamy ESC. Wyłączenie ręczne danego kanału skutkuje nie wykonywaniem się czynności realizowanych przez ten kanał krótko mówiąc dany kanał nie zostanie załączony pomimo realizacji procedury w programie.
Uwagi końcowe
Isnieje możliwość dostosowania wartości ustaw (wartości domyślnych) zakresów regulacji itp - indywidualnie;
Rozpoczęcie cyklu podmiany nie może być zatrzymane i musi się wykonać do końca, wyłączene zasilania w trakcie wykonywania cyklu, spowoduje że po ponownym włączeniu zasilania automatycznie powróci do realizacji danej podprocedury w cyklu ale w trybie awaryjnym po którym sam się zrestartuje.
W celu podwyższenia bezpieczeństwa oraz wyeliminowania przypadku awarii polegającej na zawieszeniu się procesora głownego co zdarza się bardzo ale to bardzo sporadycznie i raczej wynika z uszkodzeninia fizycznego (np rezonator kwarcowy - niestety chińskie części mogą się psuć), dokonałem zabiegu kontroli pracy mikroprocesora głownego poprzez mikroprocesorek pomocniczy który wykonuje tylko i wyłącznie czynności kontroli pracy i w przypadku stwierdzenie nieprawidłowości pracy automatycznie i bezwzględnie wyłącza zasilanie wyjść, w takiej sytuacji sterownik czyli procesor główny może sterować co chce, ale brak zasilania powoduje, że żadne urządzenie wyjściowe nie będzie działać! Należy dodać że mikroprocesor sprawujący kontrole nie posiada rezonatora kwarcowego więc jego uszkodzenie lub zawieszenie graniczy z cudem. Przewidywany MTBF całego układu wynosi 100 000 oznacza to ponad 10 lat nieprzerwanej i bezawaryjnej pracy zakładając że układ jest ciągle zasilany.
Urządzenie zasilane jest 230V 50Hz, całkowita maksymalna moc pobierana przez wszystkie urządzenia to około 800W. Każde z wyjść ma dopuszczalne obciążenie do 150 W – wyjątek grzałka 200W, ale może być mniejsza dopasowana do sumpa.
Pompa perystaltyczna (pompa wolno dozująca płyny) - Wiki
przykładowe pompy do dozowania nawozów w akwariach wydajność 3l/h
U W A G A !
W przypadku braku stosowania przelwów w akwarium i w sumpie autor i wykonawca sterownika nie ponosi odpowiedzialności za powstałe na skutek zalania szkody! Użytkując system bez przelewu ROBISZ TO NA WŁASNĄ ODPOWIEDZIALNOŚĆ!
Wszelkie sugestie, spostrzeżenia oraz uwagi proszę słać na maila: link.