Автомат открывания рамы в теплице
Всем доброго здоровья! Ну вот и наступили тёплые дни, а с ними «внезапно» и дачно-садово-огородные хлопоты. Как известно, лень- двигатель прогресса, а посему решил я немного облегчить себе жизнь и соорудить устройство для проветривания теплицы, с коим и собираюсь вас познакомить. Оговорюсь сразу- система, которую я собрал, известна давно, выпускаются даже промышленные образцы,( если мне не изменяет память первые я увидел во второй половине восьмидесятых), но дело принципа сделать пусть и хреново, но по своему. В конце статьи я расскажу в чём «первый блин» получился комом, а пока небольшая предыстория.
На даче мы не живём, а теплицу открывать надо. Напрашивается два выхода, просить соседей открывать-закрывать утром и вечером, либо ездить самому, что при расстоянии 10 км довольно накладно, вот тут и вспомнился «гидроцилиндр» из перестроечных времён. Идеи поначалу были разные, от вентиляторов из микроволновок, установленных наверху торцов теплицы и работающих на вытяжку горячего воздуха, до электропривода с редуктором для открывания уже имеющихся форточек. Из-за зависимости от электричества, которое в садах зачастую отключают, от этих идей пришлось отказаться в пользу энергонезависимых вариантов.
В интернете на этот счёт имеется масса различных вариантов, вполне работоспособных и имеющих право на жизнь, но не в моих правилах слепо копировать чужие изделия, я всегда вношу что-то своё. В общем выношу на суд людской своё изделие.
Для изготовления данного агрегата понадобятся следующие материалы и инструменты:
1. Автомобильный огнетушитель ОП-2 (3 литра)
2. Газовая пружина ВАЗ-2108 или подобная.
3. Тормозной шланг (не знаю от чего, но наконечники имеют резьбу М10х1,25)
4. Оконная петля (покажу на фото)
5. Маленький мебельный уголок
6. Сяжка троса 12 мм.
7. Отработанное моторное масло 3,5 литра.
8. Гайки М8
9. Саморезы со сверлом.
10. Уплотнительные материалы (лента ФУМ, силиконовые или паронитовые прокладки)
Инструменты:
1. Болгарка
2. Дрель
3. Лерка и метчик М10х1,25
4. Свёрла 8,5 мм и 4 мм.
Система состоит из двух частей- гидроцилиндра и расширительного бачка, соединённых между собой. Вот именно в этом и состоит задача.
Первым делом «элегантными движениями рук» превращаем газовую пружину в гидроцилиндр. Расписывать из чего он состоит не стану, кому интересно- интернет в помощь, важно то, что если сальники пружины держали газ, то жидкость они подавно удержат, тем более немного масла внутри пружины уже есть.
Особенность данного гидроцилиндра заключается в том, что он полностью заполнен маслом (отработкой) и рабочий ход происходит за счёт вытеснения объёма штока объёмом расширившегося при нагреве масла. Математические выкладки опишу позже, а сейчас ближе к делу:
Для нарезки резьбы немного стачиваем ножку напильником до 10 мм.
При нарезке, для получения качественной резьбы, используем смазку. За неимением сульфофрезола я воспользовался старым дедовским средством- свинским салом (работает даже лучше).
В торце сверлим отверстие диаметром 4 мм. Диаметр отверстия и центровка не критичны, в тормозном шланге отверстие ещё меньше.
При сверлении обязательно наденьте защитные очки! Внутри пружины находится газ под высоким давлением! Стружку буквально выплюнет из отверстия, что имеет положительную сторону- внутрь она не попадёт.
Следующим шагом предстоит сделать из огнетушителя расширительный бачёк. Переделка, а точнее доработка, заключается в нарезании другой резьбы в запорно-пусковой головке огнетушителя.
Освобождаем огнетушитель от порошка, отвинчиваем головку и удаляем лишние детали. Оставляем только индикатор, он будет в качестве пробки лишнего отверстия (давление он всё равно не показывает), ну и для красоты.
В выпускном отверстии (сопле) прямо по имеющейся резьбе М10х1,5 нарезаем М10х1,25 насквозь(10х1,5 нарезана на глубину 6 мм). На герметичность это нисколько не влияет, соединение уплотняем также лентой ФУМ и паронитовой прокладкой, которая по сравнению с силиконовой более жесткая и не выдавливается из соединения.
Соединяем между собой гидроцилиндр и расширительный бачёк тормозным шлангом, который к счастью дорабатывать не нужно.
Заливаем в огнетушитель- расширительный бачёк отработку, навинчиваем головку на своё место и прокачиваем систему, чтобы выгнать лишний воздух. Суть заключается в следующем: наполняем бачёк через отверстие для долива в головке огнетушителя до уровня «через край», завинчиваем пробку (болт М8 с подмоткой ФУМ лентой). Шток гидроцилиндра при этом должен быть выдвинут до конца. Переворачиваем бачёк головкой вниз и штоком гидроцилиндра делаем возвратно-поступательные движения выгоняя воздух. О том, что воздух вышел станет понятно по усилию на штоке и прекращению «пружинистости»,шток задвигаем до упора и возвращаем бачёк в исходное положение- головкой вверх. Далее откручиваем пробку и доливаем масло, часть которого вытеснила воздух в цилиндре. Завинчиваем пробку (заменив ленту ФУМ на новую) и на этом сборка аппарата закончена, он готов к работе.
Третий этап конструирования заключается в установке гидроцилиндра на место. Шарнир на штоке у нас остался штатным, а для цилиндра пришлось конструировать свой из подручных материалов.
Чтобы соединить шарнир с цилиндром я применил самый маленький мебельный уголок, рассверлив одно из отверстий до 8 мм а на другой полке уголка проточил болгаркой выемки для крепежа.
Уголок с цилиндром, а точнее с наконечником тормозного шланга соединённого с цилиндром, я соединил при помощи хомута для заделки концов троса.
Ну а теперь, как и обещал, расскажу о недочётах своей конструкции.
Во-первых объём огнетушителя 3 литра оказался избыточным, при нагреве выше 35°С в теплице через манжету цилиндра немного выдавило масла. По расчётам для объёма штока данного цилиндра 13,7 см³ (0,0137 литра) при коэффициенте объёмного расширения масла 0.7х10ˉ³/°С (грубо говоря 0,07% от объёма на один градус), при перепаде температуры в 20°С для движения штока от минимума до максимума достаточно увеличения объёма на 1,5%, что соответствует 1,96 литра при полном заполнении системы. Объём можно уменьшить при помощи закона Архимеда, загрузив в ёмкость металлического хлама на уменьшаемый объём.
Во-вторых из-за большого объёма масла увеличивается тепловая инерционность, для нагрева и охлаждения большего количества масла требуется больше времени, что не есть гут при резком похолодании.
В-третьих у меня раскрыв рамы очень велик, для проветривания достаточно и половины (это кстати относится и к объёму масла и расширительного бачка). У цилиндра времён перестройки, о котором я писал в начале, ход штока диаметром 10 мм был всего 40-50 мм, если мне не изменяет память.
Это устройство было собрано мной ещё в прошлом году, но установлено и испытано в деле только сейчас (кто бы мне летом дал топтать грядки с помидорами), по этой причине некоторые детали на фотографиях могут отличаться. Надеюсь статья будет полезной для дачников-самодельщиков, которые при изготовлении собственной конструкции учтут мои ошибки. Сейчас собираю более усовершенствованный вариант с учётом всех нюансов, но испытать его в деле сейчас возможно не удастся.
Источник статьи: http://usamodelkina.ru/11253-avtomat-otkryvaniya-ramy-v-teplice.html
Как бюджетно сделать автоматическое проветривание теплицы
Продолжая тему бюджетной автоматизированной теплицы хочу поделится как сделать механическое проветривание теплицы.
3 года назад купил два термопривода и установил на форточки теплицы.
Радовался, что теперь нам не надо каждый раз ездить на дачу спасать посадки при резких изменениях погоды. Радость длилась недолго. Выяснилось, что форточки не справляются при жаре. Начали просто оставлять открытыми двери теплицы. На второй год эксплуатации термоприводы одна за другим вышли из строя. Второй раз на те же грабли решил не наступать.
Посмотрел в интернете на опыт других. Самое дешевое решение, это использовать механизм от стеклоподъемников автомобилей.
В пунктах авторазбора, где разбирают на запчасти машины после аварий, можно купить такой механизм за 500-700 рублей. Усилия механизма достаточно для открывания больших форточек и дверей. Недостаток: большой потребляемый ток, открытый механизм и нужно самому сделать концевые выключатели (чтобы отключалось в крайних точках).
Нам больше понравился механизм под названием «Линейны актуатор»
Состоит из моторчика на 12 Вольт и редуктора, который выдвигает шток на 10-30 см. в зависимости от модели. Усилие развиваемое актуатором-75 кг. Этой силы хватит на любую тяжелую дверь или форточку. Концевые выключатели уже установлены внутри механизма и моторчик сам отключается при достижении штока крайней точки. Ток потребления меньше одного ампера.
К каркасу теплицы актуатор крепится на винтах или заклепках.
Для актуаторов нужен простой, но надежный блок управления. Среди электронных модулей управления таковых я пока не нашел, поэтому склоняюсь к использованию механических датчиков.
Команду на открытие или закрытие дверей будут давать два датчика температуры.
На датчике температуры с красным регулятором выставляем температуру закрывания створок теплицы, с синим регулятором-на открывание.
Датчики при включении подают напряжение на реле. Схема включения реле очень простое
Следующий пост будет про автоматизацию полива теплицы
Если возникли вопросы-задавайте. С удовольствием отвечу.
Другие мои дачно-хозяйственные самоделки:
Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/poleznoe/kak-biudjetno-sdelat-avtomaticheskoe-provetrivanie-teplicy-5d764cb11e8e3f00b02127e0
Линейный актуатор делает теплицу более комфортной (спутниковые технологии на даче)
Я обещал рассказать, как автоматизировал теплицу, держу обещание. Данный товар был приобретен для автоматического и ручного проветривания теплицы. Брался при старом курсе осенью. Всем, кому не безразлична дачная тема прошу следовать под кат. Расскажу про само устройство и его применение в контексте теплицы (ардуинство, роутеры и тп). Осторожно много фото
Начнем с самого устройства, сразу скажу что вскрывать мы его не будем, я ранее вскрывал подобное устройство — там герметизация силиконом и потом нужно все счищать и заново клеить.
Актуатор данного типа обычно используется для позиционирования спутниковых антенн. Подачей прямого и обратного напряжения можно выдвигать или задвигать шток. Из-за его конструкции актуатор способен небольшой мощностью двигать довольно тяжелые предметы.
Устройство пришло в коробке на много раз запаковано пупыркой, шло около месяца через Финляндию, трек номер отслеживался.
Фото устройства: 
Устройство производит впечатление вполне качественного изделия, все выполнено вполне аккуратно.
Размеры: 
Вес (извиняюсь, сейчас проживаю на даче и более точных приборов у меня тут нет, впрочем, в данном случае не критично) 
Длина кабеля 
Как обычно, первым делом проверяем работоспособность, взяв типовой блок питания на 12В 2А, актуатор резво выдвинул шток, при смене полярности задвинул.
Время полного изменения положения штока составило: 18 с.
Электрические измерения:
ток потребления без нагрузки (при старте 0.7 А) 
ток потребления с нагрузкой ( в качестве нагрузки использовал свои руки — с силой активно препятствовал его движению) Надо сказать, что мне не удалось блокировать его движение — стресс тест пройден 🙂 1,5 А (фото не будет — руки были заняты 🙂 )
Пробуем пониженное напряжение — батарейка крона 9В, актуатор движется хотя и заметно медленней, цикл смены положения занял 29 с.
О надежности устройства говорить на этом этапе не могу — пока оно не показало себя в работе.
Ну а теперь самое интересное: практика применения.
На даче имеется теплица и рутинные процессы полива и проветривания — отнимали много времени и требовали присутствия. Я проложил пластиковые трубы по участку, теплица не стала исключением. Полить можно открыв кран на сарае, но его нужно открыть, а потом и закрыть. А для проветривания вообще требовалось руками открывать дверь и форточку. Данные актуаторы призваны были решить эту проблему.
Требовалось исполнительное устройство для приведение в движение проветривающих механизмов. Обычно мы проветривали теплицу открывая входную дверь и/или форточку. Теплица имеет две двери, и на каждой двери встроена форточка. В качестве входной двери мы использовали только одну, на второй двери открывали только форточку. Продумывая предстоящую систему автопроветривания, принял решение действовать от обратного. Неиспользуемую дверь будем открывать прибором, а на входной двери задействуем форточку — это позволит теплицей пользоваться в штатном режиме.
Актуатор конечно хорошо, но ему нужен обвес для воздействия на подвижные части. Обвес решил изготовить из того, что было под рукой. Под рукой оказалась квадратная трубка 2мм толщиной, сторона 2 см — она очень похожа на те трубки из которых сделана теплица. Для сохранения подвижности двери и сведения к минимуму неудобств от новых механизмов, принято решение располагать в самом правом углу двери (там где петли) крепеж актуатора. Труба отрезана до необходимого размера, на нее наварил пластины для крепления к трубе двери и уголок для создания шарнира аутуатора. Тут недавно обсуждали хорошую маску для сварки, у меня все проще — варил подаренным хамелеоном, в общем, вот все мое сварочное хозяйство (старая маска, агрегат, перчатки из толстой замши и новая маска (товарищ который дарил выбрал видимо самую яркую): 
Резать металл удобно УШМ (болгаркой) с использованием станины (купил в леруа мерлен — стоимость порядка 1300 руб).
Итог этапа 
В кадр попала лапа неведомого хищника 🙂 На самом деле это мой помощник — показывает как и чего делать.
Сами подвижные шарниры актуатора сделаем немного более сложными чем просто трубки. Нам нужно, чтобы соединение было разборным, значит берем стержень с резьбой 5мм, он будет крепить весь шарнир с помощью двух шайб и гаек. По резьбе актуатору вращаться будет не комфортно, поэтому на него наденем втулку. А чтобы выставить высоту подвеса актуатора используем кусочки втулок большего диаметра. Получился бутерброд из металлов. 
Таким образом будем фиксировать и подвижную и неподвижную части актуатора. К сожалению, тисков на даче у меня нет — поэтому согнул как смог уголок для крепления форточки. Ну и собираем все это дело, крепим саморезами к двери теплицы. Можно конечно было приварить, но я не уверен в правильном расположении акутуатора, и пока не имею опыта эксплуатации (в данном случае место можно будет подправить), второй важный аргумент за саморезы (при всем уважении к местному сообществу сварщиков): необходимость снимать часть поликарбоната с теплицы и защитить остальную часть мокрыми тряпками (тут скорее лень 🙂 ). Итоговая конструкция в сборе выглядит таким образом: 
Не шедевр инженерной мысли, но свои функции выполнять должно и абсолютно не мешает проходу.
Берем батарейку, проверяем конструкцию, слышим громкий треск рассоединения поликарбоната. Я писал ранее, что решил автоматизировать те механизмы, которые ранее не использовались, в общем, сильно плотно там все закрывается и открывается, хотя актуатор свою функцию выполнил. Исправляем плотный стык канцелярским ножиком, стало гораздо лучше.
От края двери я отступил примерно 12 см 
Это позволило открывать дверцу на 107.5 градусов 
Что вполне достаточно
На этом этапе исполнительный механизм готов (условно конечно: нет опыта реальной долгосрочной эксплуатации, еще нужно покрасить и тп.). Но мы ведь не ради возможности открыть форточку за счет химической энергии батарейки тут собрались… Нужно этим делом управлять.
Я уже писал про систему управления краном и сетевые модули, там были варианты использования контроллеров. Но тут немного иначе все… Впрочем действуем по порядку.
От сарая в теплицу прокладываем защитную трубу для кабеля. Режем металлические пластины и вещаем ip54 коробку на теплицу, протягиваем в коробку 220 и ethernet. Коробку решил вешать снаружи, так как дождика она не боится а вот высокая влажность теплицы и высокая температура могут негативно повлиять на содержимое. Внутрь поставил дифференциальный автомат и розетку, в доме и бане использую автоматы Legrand, Но тут попались китайские IEK, решил что криминала не будет и поставил их. Итог на фото: 
Так как, витая пара проходит вместе с 220 В, используем экранированный кабель категории 5E. Я уже писал, что использую Passive Poe для доставки питания по витой паре устройствам, но тут иной случай, потребители мощные, расстояние приличное… В общем, доставим 220 и на месте получим нужные.
Нам в теплице потребуется много выводов контроллера и приличный объем памяти вариант с Arduino Pro mini и enc28j60 из прошлых моих обзоров, нас не устроит. Хотел поставить мегу с сетевым модулем, но подумав отказался от этого решения.
Итак, мой выбор:
ставим Arduino Nano (имеет usb разъем) и роутер TP-link MR3020 соединяем их вместе получается вкусное устройство. Ну и конечно, делаем свою печатную плату для всего что будет…
Так как актуаторы довольно не мало потребляют (особенно при активном сопротивлении), решил использовать 2 реле для каждого, это позволяет менять полярность. Схема подключения которую я использовал для реле (возможно не все представляют как менять полярность двумя реле): 
Если подать 0 и 1 будет одна полярность, 1 и 0 — другая, (1 и 1, 0 и 0 — остановят актуатор)
В комментариях к обзору про кран были мнения, что проще реле чем микросхемы — я писал что это не так, и тут явно это видно. Реле нельзя напрямую подключить к контроллеру — ток требуется больше, ставим транзистор n-p-n в ключевом режиме, а для защиты от обратного тока ставим диод. Итог: на каждое реле требуется: 1 резистор, 1 диод и 1 транзистор 
Я использовал транзисторы a42, резисторы по 1 кОм, диоды 1n4007. Вполне можно использовать другие элементы.
Задача нашего устройства не только проветривать теплицу, но еще: контролировать температуру, поливать, контролировать влажность управлять направлением забора воды, измерять освещенность и подсвечивать теплицу при необходимости. В общем, комбинация этого всего требует платку посложнее чем в прошлых обзорах, я решил ее сделать двухуровневой.
Там стоит и описанная в обзоре про кран микросхема l293, разъемчики необходимые и 4 реле + подтягивающие резисторы там, где это нужно.
Плата из Sprint Layout (точнее обе): 
Изготовил с помощью ЛУТ, промежуточный этап: 
Итог 
Конечно все прозваниваем и тестируем, убедившись что ничего не напутали, шагаем вперед.
Роутер TP-Link MR3020 полюбился самоделкиными за компактный размер, неплохие бортовые характеристики, легкость установки OpenWrt и тд. Я тут не исключение, выносим с роутера творения программистов TP-Link-а, ставим OpenWrt, премонтируем корневой раздел на флешку и получаем, фактически, маленький компьютер с полноценным linux (мне эта ос нравится своей гибкостью и открытостью). Но откинем философию. Как поставить OpenWrt — немало статей — повторяться не буду. Ставим необходимые драйвера и пакеты для подключения arduino. Встроенный minihttpd нас вполне устроит, добавим грязи php (кто то скажет, что это не модно и тп, но мы решаем конкретные задачи холивары пусть идут мимо). Еще нужен пакетик ser2net — для удобного взаимодействия php с arduinio. Кстати чтобы arduino не перезагружалась при обращении к ней через serial, необходимо припаять электролитический конденсатор между gnd и rst arduino (5-10 мкФ), на моей плате это есть. Маленькое отступление — лучше брать Arduino Nano с чипом FT232 (FTDI) для usb, она чуть дороже самой распространенной с чипом ch340, но работает стабильнее, и снижается количество плясок с бубном.
Подключаем нашего монстра (плату) к роутеру и начинаем писать и отлаживать.
Чтобы загрузить программу конденсатор следует убрать, либо (многие привыкли к этому общаясть с программаторами без DTR и Arduino Pro mini) нажимать reset в момент загрузки. После отладки имеем вот такой (корявая пре альфа) интерфейс общения с теплицей. 
Скриншот делал ночью, после похолодания, на самом деле, у нас не так все плохо )
Кстати шаровый кран тут тоже трудится: 
Он подает воду на два сочащихся шланга, купленных в леруа.
Собираем все в кучу запихиваем в ящик на теплице, тянем провода и наслаждаемся начинаем отлаживать все это дело в боевых условиях. Для актуаторов, шаровых кранов и освещения я использовал ШВВП 2×0.5 проложенный в гофре из ПНД. Единственное тут бардак полный, отлажу и сделаю все аккуратно. 
Температуру измеряет ds18b20, тут были несколько обзоров на эту тему. Я использовал влагозащищенную версию, подключение типовое красный +5, черный земля, синий(или зеленый) сигнал на контроллер, сигнальный нужно подтянуть к питанию резистором в 4.7кОм. Влажность в теплице конечно можно измерять, поставив dht22, но я решил, что мне пока не нужно. Свободные пины на плате имеются в достатке, так что система способна к расширению. Теперь можно с работы или из дома, да можно и с телефона, зайти посмотреть как себя чувствует теплица, и при необходимости вмешаться в процесс.
Прелесть применения роутера еще и в том, что легко можно воткнуть usb камеру и звуковую карту и использовать их в своих делах. Я пока не сильно доверяю своей автоматике — повесил камеру в теплицу и могу видеть все процессы, а звуком можно предупреждать о каких-то действиях. Вот фотография с моей камеры Упс… выложу позже уже темно и там ничего не видно . 
и сама камера 
Я проживаю в Сибири и сильные ветра не редкость. Такой ветер способен повредить конструкцию, поэтому в ветреную погоду лучше теплицу не открывать, а если и открывать то не с той стороны где ветер. У меня над этим работает датчик направления ветра и датчик силы ветра, но это уже другие темы.
Ну и видео работы актуатора:
видео не с начала, так как мне нужно было на телефоне нажать кнопку управления, а потом переключится на камеру
На этом заканчиваю, всем спасибо. Не стал уж прям совсем подробно писать, иначе люди уснут на половине обзора, но постарался рассказать ключевые моменты. Как всегда надеюсь, что кому-то материал окажется полезным (весь или отдельные куски). Мне, например, имея подобный обзор, было бы существенно легче реализовать то, что я задумал.
Никто ничего не давал — купил то что нужно для конкретных целей.
Если будет интересно — продолжу писать про свою автоматику дачную )
UPD: Выложил недостающий снимок с камеры
UPD: А вот так выглядит теплица ночью со включенными фитолампами, жесть ) 
В ходе эксплуатации выявил ряд недочетов, первый и самый главный: я использовал одностороннюю печатную плату для второго этажа устройства, понадеявшись на пайку со стороны выводов (там где 2-й этаж соединяется с первым, так вот в ходе сборки-разборки контакты стали отходить, решил что так дело не пойдет и сделал двухстороннюю плату- сейчас все хорошо с этим делом: 
также выявил пару программных дефеков, которые устранил — смотрю далее…
Покрасил исполнительные устройства: 
Вот так выглядят фитолампы (содержат красные и синие светодиоды) 
Добавил датчиков, теперь: влажность почвы, освещенность в теплице, температура в теплице, температура снаружи теплицы 
Провод без гофры идет к камере — я надеюсь что все отлажу и камеру уберу оттуда.
Источник статьи: http://mysku.me/blog/aliexpress/32491.html
