Jednoduché ovládání zalévání pomocí Arduina, aneb
Jak (ne)funguje solenoidový membránový ventil

PhDr. Mgr. Jeroným Klimeš, Ph.D. 2022-07-29

Před lety jsem si tuším v Lidlu koupil elektronický zalévací automat. Jmenoval se Florabest, ja bych ale řekl, že byl spíš Floraworst, protože se mi pěkně prodražil. Zasekl se zrovna, když jsme byli na dovolené. Voda tekla nepřetržitě asi tři dny a při vyúčtování jsem se nestačil divit nad výší účtu. Problém byl v tom, že uzavírací ventil byl membránový, který je nespolehlivý, viz vysvětlení na konci souboru. Musel jsem tedy hledat universální řešení přes Arduino.

Místo časovače Arduino se čtyřmi relé

Arduino i relé se dají koupit dohromady za 300-400 Kč na Aliexpress či Ebay.

Arduino je jednoduchý čip bez operačního systému, který se přímočaře programuje v jazyku C. Program "sudo arduino" ho zkompiluje i nahraje do krabičky, na čip. Co může být jednodušší?

Pomocí Arduina se takto ovládají čtyři relé (max 16 relé), takže naráz můžete ovládat čtyři nezávislá zalévání či jiná zařízení. Přiložený program je jen na jedno relé, víc jsem jich nepotřeboval, ale jde to jednoduše rozšířit až na 16 zalévacích míst.

Osobně jsem si k Arduinu s relé ještě přidělal reproduktor, aby to pískalo, a tedy mělo zvukový výstup, co to právě dělá. Dále jsem navrch přilepil i tlačítko z nějakého starého přístroje, abych to mohl ovládat. Ale to obojí je jaksi navíc. Pro samotné zalévání to není třeba. Bílý drát vede k spínané zásuvce. Vidíte, že ostatní relé jsou nezapojená, jinak by tam byly čtyři bílé dráty. Černý drát je =9V napájení. Spotřeba vcelku nulová, takže by to jistě vystačilo s fotovoltaikou s baterií v instalacích, kde netřeba moc elektriky (otvírání slepic ap.).

Arduino ovládá pomocí relé bílým drátem spínanou zásuvku, kterou jsem vykuchal z nějakého elektronického šrotu.

Do spínané zásuvky si můžete instalovat cokoli, co Vám bude zalévat skleník. Tak třeba:

A) čerpadlo, na které připojíte hadici s rozprašovačem.

B) solenoidový ventil, který opět pouští vodu do hadice s rozprašovačem.

Nejlepší zdroj kvalitních solenoidových ventilů jsou staré automatické pračky.

Tento mosazný ventil je z Aliexpress a též funguje spolehlivě. Pokud chcete solenoidové ventily pojistit, dejte za sebou dva do série. Pokud se jeden porouchá, druhý to jistí. Rychlospojky jsem si dovolil nainstalovat jen na výstupní, nízkotlaké větvi, protože další šílený účet za vodu si už nechci nadělit.

Zde je program pro Arduino

Na daném relé jsou nastavené dva zalévací časy a dvě trvání, které si v programu nastavíte.

Arduino začíná počítat čas od spuštění, takže musíte si v programu nastavit i čas spuštění.

Celý program testuji na LED 240V žárovce, které nevadí, že furt bliká.

Program si sami projděte a upravte pro svou potřebu, ať chápete jeho princip. Arduino běží podobně jako XWindows v nekonečné smyčce - během každého průběhu se testuje, co je třeba udělat. Když je nastavené zalévání, tak zalévá, když ne, tak jen odbijí hodiny, nebo sleduje, co dělá tlačítko či jiná měřená proměnná. Například pokud si tam připojíte fotoodpor, tak vám to tipne západ Slunce a můžete si podle toho nastavit zavírání slepic. Prostě Arduino je chytrá krabička, kterou lehce naučíte všechny možné veselé kousky. Zalévání je jen jeden z mnoha příkladů pro inspiraci.

Jak funguje membránový ventil

Zalévací automat jsem zkoušel opravit. Myslel jsem napřed, že problém je v elektronice, ale ukázalo se, že elektronika byla v pořádku. Problém byl ventil, který nebyl na kuželku, ale byl hydromechanický, membránový, který funguje na stejném principu jako splachovadlo na záchodě.

Solenoidové ventily

Napouštěcí hydromechanický membránový ventil je jednoduše geniální

Pokud v komůrce s otazníky je vysoký tlak, pak černá membrána (7) uzavírá přechod mezi vysokým a nízkým tlakem a voda ventilem neprotéká. Pokud je v této komůrce naopak nízký tlak, voda membránu nadzdvihne a ta volně protéká ve směru červených šipek.

Co rozhoduje o tom, zda v této komůrce bude či nebude vysoký tlak? Ventil 5. Když je otevřený tak kanálem 9 a 11 protéká volně voda do oblasti nízkého tlaku (zelená dráha), takže i v komoře je nízký tlak. Když je ventil 5 uzavřen, tak otvorem 9 v membráně se natlakuje komora na vysoký tlak a ten uzavře i výtokový otvor.

Ano, je to geniální. Škoda jen, že je to tak nespolehlivé a nepodařilo se mi ho už rozchodit. Musel jsem hledat jiné řešení přes Arduino. Jinými slovy rozhodně si nekupujte Florabest. Jedině, pokud byste si chtěli vykuchat elektroniku a sami si dobastlit ovládání vlastního ventilu přes dva monostabilní klopné obvody. Nevím, jestli to stojí za tu průdu, když zalévání přes Arduino funguje spolehlivě a můžete ovládat až 16 zalévacích míst za nějakých 500 Kč.

Schémata

Nevím, jestli tento popis je dostatečně srozumitelný, každopádně schéma je primitivní:

Arduino-relé --- drát popř. spínaná zásuvka, která propojuje Váš spotřebič (ventil či čerpadlo) s 240V v zásuvce.

Pomocné obvody:

Piezokrystalický reproduktor tuším s 1MOhm odporem je připojen paralelně na pinu 9.

Tlačítko zkratuje piny Ground a 3

Když bude něco nejasné, napište mi, zavolejte - to bude asi nejjednodušší. Kontakty na www.klimes.us

Slovo závěrem pro úplnost

T.č. pěstuji ve skleníku plevel, vosy a papriky. Z faktu, že po 14denní dovolené se plevelu a vosám daří vskutku náramně, je zřejmé, že volba Arduina byla správná.

Já bych hrál "Mo-ra-va, ja-ko je" spíš jako trioly.