Veevarustuse külmumisvastane seade

Sissejuhatus

Talvistel rannapidudel on ikka olnud probleemiks, et kui temperatuur on alla nulli, siis kipub sauna veevarustus kinni külmuma. Mõtteid selle probleemi lahendamiseks on läbi aegade olnud mitmeid, konkreetsem arendustegevus sai alguse 18.02.2018. Nimelt tekkis siis mõte ehitada mingi väike seadeldis, mis perioodiliselt veeklapi avaks ning seeläbi osa vett soojendatult mahutisse tagasi pumbata laseks.

Käesoleva artikli mõte on koondada arendustegevuse märkmeid, hiljem ilmselt ka põllult tulevat tagasisidet. See ei ole seadme paigaldus- ega kasutusjuhend!

Peamised komponendid

18. veebruari külaskäik Oomipoodi päädis järgmiste komponentide ostuga:

• Solenoidklapp (1/2 tolli keermed, 12V, 8A, normaalselt suletud, rõhk 0,2 kuni 8 amtosfääri.
• Kõige odavam arendusplaat Digispark, millel peal Attiny85 kontroller ja ühenduvus MicroUSB pesa abil.
• XLR 4-pin pesa paneelil, mille mõte on süsteemile tulevikus toidet andma hakata (sauna valgustus ja adapterid kasutavad sama pesa ja on samuti 12V).

Kontrolleri plaat

Esmane sissejuhatav jutt asub siin.

Selgus, et tegemist on üsna kapriisse plaadiga. Esmalt on üheks mureks see, et USB device ei vasta väidetavalt standardile (on väikse kontrolleri omapära) ning seetõttu on draiveri teema trikkidega. Õpetus soovitab paigaldada Arduino IDE versiooni 1.6.5r2, kuid täpselt sellist versiooni pole olemas - on 1.6.5r5. Kas nüüd selle tõttu või mingil muul põhjusel, aga 64-bitise Windows 7 peal ei õnnestunud asja käima saada (USB Device not recognized). Ei aidanud ka see, kui IDE maha võtta, draiverid ära kustutada ja paigaldada versioon 1.6.4.

Samuti ei õnnestunud 32-bitise Windows XP peal - seal ütles 1.6.4 paigaldamisel, et ei õnnestunud draivereid paigaldada. Ja kuigi alguses oli tunne, et probleem on draiverite signeerimisega, siis tegelikult on tõenäolisem, et draiver lihtsalt pole XP peal toetatud.

Windows 10 peal õnnestus IDE 1.6.4 versiooni paigaldamine muidu edukalt, kolmest USB draiverist ühe kohta öeldi paigaldamisel siiski fail. Tööd see siiski ei seganud, ehk siis õnnestus plaat ära progeda.

Tarkvara

// The clock is not accurate on this board and it seems it is not even stable
#define ms_per_100_ms      103

// LED ON and LED OFF times will be given in units of 100 ms
void delay_with_led(const int on_100ms, const int off_100ms, const int count)
{
  int i;
  for (i = 0; i < count; i++)
  {
    digitalWrite(1, HIGH);              // turn the LED ON
    delay(ms_per_100_ms * on_100ms);    // half second
    digitalWrite(1, LOW);               // turn the LED OFF
    delay(ms_per_100_ms * off_100ms);   // half second
  }
}

// the setup routine runs once when you press reset:
void setup()
{
  // initialize the digital pins as outputs.
  pinMode(0, OUTPUT);          // Solenoid output. active HIGH.
  pinMode(1, OUTPUT);          // On-board and external LEDs, active HIGH
  delay_with_led(5, 5, 5);     // wait 5 seconds before starting, LED blinking 5/5
}

// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
  digitalWrite(0, HIGH);       // turn ON the active high output for solenoid
  delay_with_led(1, 1, 300);   // Wait for 60 seconds, LED blinking 100 ms / 100 ms
  digitalWrite(0, LOW);        // turn OFF the active high output for solenoid
  delay_with_led(1, 9, 300);   // Wait for 5 minutes, LED blinking 100 ms / 900 ms 
}

Voolikud ja kaablid

Lisaks tsirkulatsiooniseadmele endale said tehtud ka spetsiaalsed voolikud ja kaablid sisendite-väljundite jaoks:

• Sisendvoolikud külma ja sooja vee jaoks (2 meetrit).
• Väljundvoolik (3 meetrit).
• Kaheharuline toitekaabel, mille saab eesruumi valgustusele vahele ühendada (harud 1 meeter ja 2 meetrit).

NB! Tühjendusotsiku juures tuleb kasutada kindlasti kraani, mitte korki! Korki ei saa surve all pealt ära keerata, samas ei saa ilma tsirkulatsiooniseadme parempoolset ava lahti tegemata osast süsteemist vett ega survet välja lasta!

Skeemid

Torustiku skeem

Elektriskeem

Tähelepanekud

• Mingi hetk tekkis kahtlus, et kuna kasutatava transistori (KT829B) peale jääb ligi 0,8V pinget, siis äkki madalama temperatuuri ja pikemate juhtmete korral klapp ei avane. Katsetamisel selgus, et asi ei ole siiski eriti piiripealne. Kui agregaati lasta sisse 9V, jääb klapi peale 8,2V ja see avas vähemalt toatemperatuuril veel klapi ilusti. Kui vastavad pinged olid 7,5V/6,7V, siis enam ei avanenud. Sauna valgustusel kasutatav peamine 8A adapter annab välja pinget, mis on pigem veidi üle 12V (vähemalt tühikoormusel) ja kui tõesti tekib kohapeal probleem, siis saab külmumiskaitse toitena kasutada varuadapterit 13,5V peale keeratuna.
• 23.02.2018 testil selgus, et ühe minuti jooksul läbib seadet ~11 liitrit vett. Sisend Jaanuse vannitoast ehk Tallinna veevõrgust läbi ühe peene 2 meetri pikkuse survevooliku, mis paigaldatud dušivooliku asemele.