Автомат управления колодцем

 

Прибор предназначен для обслуживания источников воды с низким дебетом. Он может автоматизировать заполнение водяного резервуара из скважины или обеспечить откачку воды из дренажного колодца. Благодаря наличию двух датчиков уровня, его основной режим работы, при недостаточном уровне воды в баке (или в отсутствии подключения), - автоматически включать мотор при достижении верхнего уровня и отключать его при заполнении или при достижении нижнего уровня. Таким образом, устройство предотвращает работу мотора без воды, что предохраняет его от перегрева или, в случае центробежных насосов, от разрыва столба.

Второй защитной функцией является контроль температуры труб. При достижении критически низких значений, устройство включает мотор и дренажный клапан на другом конце линии и обеспечивает проток более теплой грунтовой воды, предотвращая обледенение внутри трубопровода, могущее привести к его разрыву. Режим прогрева включается только если в данный момент не идет заполнение бака и может быть переведен в штатный режим работы при исчезновении сигнала «бак полон» (мотор продолжит работу, а дренажный клапан будет отключен). Как и в ситуации с заполнением бака, мотор остановится при нехватке воды в источнике.

Устройство может функционировать как самостоятельно, так и в составе системы, получая команды и настройки с линии связи.

Колодка подключения линии связи

Кроме сигнальных (A, B, gnd), имеет ввод резервного питания микроконтроллера, которое может получать с линии связи (при его наличии там) или от локального источника питания.

Сигнальные входы (AB) имеют защиту от неправильного подключении к линии.

Упраление нагрузкой

Прибор содержит два твердотельных реле, способных обслуживать нагрузки мощностью до одного киловатта (4А на 240В).

Устройство может принимать команды прямого управления для портов дренирования (вне зависимости от наличия воды) и управления мотором (он включится только при наличии сигнала с нижнего датчика).

Логические входы

На плате размещены 3 защищенных логических входа для подключения концевых датчиков уровня (металлическая пластина, обеспечивающая контакт с водой).

Для предотвращения перетечек между нулем автоматики и контролируемой средой, устройство обеспечивает гальваническую развязку между измерительной средой и непосредственно автоматикой.

Переменное напряжение на датчиках не превышает 10В и токи короткого замыкания на выводах - менее одного миллиампера. Для минимизации помех и для компенсации реактивной составляющей линий подключения, прибор генерирует сигнал низкой частоты, близкий к синусоидальному.

Измерение происходит на пике положительной полуволны. Отрицателная полуволна обеспечивает продление срока службы датчиков.

Датчик температуры

Представляет сбой выносной терморезистор с номинальным сопротивлением 10К.

Он не изолирован от общего провода устройства и не должен иметь электрического контакта с измеряемой средой.

Индикация

Плата имеет семь светодиодных индикаторов:

• обмен данными по линии связи - желтый;
• дренаж включен - красный;
• мотор включен - красный;
• низкая температура - синий;
• нижний уровень - зеленый;
• верхний уровень - зеленый;
• бак полон - желтый;

Порт расширения

Для подключения дополнительных логических датчиков и реле на плате присутствует шестиконтактный разъем. Назначение его выводов:

1. 0 (общий провод);
2. +5В питания для датчиков;
3. принудительный сброс микроконтроллера;
4. pin/output #4;
5. pin/output #3;
6. pin/output #2.

В зависимости от настроек (ниже), дополнительные контакты могут использоваться для тревожной сигнализации или для отдельного управления дополнительными исполнительными механизмами (например, твердотельным реле).

Настройки

Любое изменение в настройках прибора требует предварительной передачи ему команды разблокирования памяти. Это служит дополнительным и надежным фильтром для противодействия возможным помехам в канале связи (и без того имеющем 2 уровня контроля целостности пакетов). Вместе с командой передается время в секундах, на которое устройство будет разблокировано. Ограничение по времени гарантирует автоматическое "запирание" настроек по истечению срока действия команды.

Направление выводов

Регистр памяти 0 содержит настройку направления выводов разъема расширения. Младшие 2 бита игнорируются. Остальные соответствуют нумерации пинов/выходов.

Инверсия выводов

Микропрограмма устройства позволяет хранить "нормальное" состояние выходов - инверсный/прямой. Для записи настройки нужно передать 2 байта маски в регистр 1. Биты, соответствующие релейным выходам игнорируются.

Мониторинг состояния выводов

Для уменьшения нагрузки на сети и сервер БД, данные по состоянию контактов могут фильтроваться.

Фильтр представляет собой битовую маску, записываемую в регистр 2. Размер маски - 2 байта. Последовательность соответствует индексам пинов и выходов.

При явном запросе состояния пинов (команда "p"), устройство возвращает все значения, вне зависимости от маски.

Мониторинг температуры

Аналогично отчету по контактам, данные так же фильтруются (мониторинг продолжается и предельные значения проверяются и работают). Данные по датчику могут быть явно запрошены соответствующей командой.

Значение, записыватся в регистр 3. 0 - не присылать отчет, 1 - данные обновляются автоматически.

Температура замерзания

Пороговое значение температуры, ниже которого есть вероятность замерзания воды в трубе. Регистр памяти - 4. Двухбайтовое число соответствует не абсолютному значению, а результату работы АЦП. Произведите пересчет в соответствии с физикой датчика.

Сводная таблица команд

Протокол обмена данными с устройством.

Запросы
команда	данные	описание
g		Запрос наличия любых изменений в данных.
R		Полная перезагрузка устройства.
r		Сброс портов и состояний.
S		Сброс портов в неактивное состояние (с учетом инверсии).
i		Запрос модели устройства.
p		Запрос состояния всех логических входов/выходов.
o	#вывода + 2 байта длительности или 5х2 байт для всех портов	Изменение состояния вывода (включение) на длительность в секундах. Если длительность больше 65000, постоянное включение (до сброса или следующего изменения). Порядок следования байт длительности - от старшего. Порядок следования портов (для управления одним пакетом) - от 0 до 4, без указания номера порта.
t		Запрос значения датчика температуры.
Z	длительность	Разблокирование памяти устройства для записи. Передаваемый дополнительный байт - количество секунд, в течении которых можно будет записывать настройки. Если длительность равна нулю, запись запрещена.
Запросы, требующие предварительной разблокировки памяти
команда	данные	описание
I	новый адрес	Изменение адреса устройства.
M	#регистра + значение	Запись настроек в EEPROM. 0 - направление выводов + 1 байт маски. 1 - инверсия выводов + 2 байта маски. 2 - отчет по состоянию + 2 байта маски. 3 - отчет по температуре + 1 байт маски. 4 - минимальная температура + 2 байта.
Ответы
команда	данные	описание
A		Подтверждение успешного приема команды.
E		Ошибка в команде.
U		Команда не поддерживается
L		Неправильная длина принятых данных (не соответствует протоколу).
i	WATER WELL	Ответ названия (типа) устройства.
p	1 байт - количество изменений [1 байт - номер + 1 байт - состояние]	Состояния изменений в логических входах/выходах. При старте или по запросу - текущее состояние всех контактов.
t	1 байт - количество изменений=1 1 байт - индекс=0 2 байта - значение	Температура труб. Старший байт идет первым.
"Виртуальные" сигналы
команда	данные	описание
u	1 байт адреса	Устройство активно (вышло на связь).
N	1 байт адреса	Устройство не отвечает (выключено или отсутствует).

Геометрические размеры

Размеры платы: 190х100х24 мм.