自動澆水系統~風力發電篇

rdmigo

1. 根據電功率公式 P=VI=V^2/R=I^2R, 剛電磁閥廠商報規格來了, 工作電流電壓是2.4A/12V, 也就是28.8W的電磁閥
（此處得出的單位應該是A/H不是 mA/H？）. 每天工作兩個小時, 所需耗用的電量是 2.4A/H*2=4.8A.
而系統配置電池規格是12DCV-7.2AH, 應該是綽綽有餘.

<<<<OK!


2. 再分析10W 的太陽能電池組可以產出14.4V的電壓對電池充電, 以一個小時可充的電量是 10w/14.4dcv=0.694A/H(MAX),
若以每天可充電工作時間6個小時計, 一天下來的總充電量是：0.694A/H*6H=4.14A, 約略小於所耗的電量.
也就是說無法提供給額外的照明之用.

<<<這是理想充電時間值(6H)(不包括陰天及處低日照狀態(及暫定預設值)
如果依負載消耗量與正常的電池特性可充電之狀態..做以下規格修改
A.有正常日照含陰天(1/2效率)之狀況..而參考日照數(時間/1H)
  即更改太陽能規格..提昇為 45W=45/14.4=3.125A/H 的供電量
  並對電磁閥鎖住供電.餘0.725對電池供電..而2小時後..+2.4A=3.125A 對電池充電
  如果是陰天/2 =1.5625+0.8375(由電池補充電流)*2H=2.4A(電磁閥消耗功率)<<<暫時不考慮這狀態

@.所以說..依農作物灑水的需求..約是清晨4-6點 傍晚6-8點的作息制定...
那此太陽能充電組..可以依日而作一循環單位..以下依此設定模式做下列選定規格..
@.1 日消耗量..4H*2.4A=9.6A  電持續航力*5倍=48A/H的電池涵蓄量..放電模式為低電流放電
    (此規劃也就是說..在理想的狀態內可以連續動作5天以上),而無任何充電的狀態!<<<這是理想設定值
@.2 太陽能板與充電器含有效輸出最大值為 45W(14.4V/3.125A),(暫定此規格),即必須在最佳日照時的3.072/H
    把一天的使用量充足電流..而陰天需日照時*2=6.144/H
    以上為簡單方式的設定與參考值..實際需要現場調校與日照環境而定(山區有可能半日照狀況)
    及一般極板非有追日系統安裝設備

3. 所以, 若要提供額外的照明用電, 就必須再並聯一片太陽能板, 增加充電量, 即 10w/14.4dcv*2=1.38A/H(MAX charging),
電池再換個大號的 , 這樣應該夠用了.
<<<<<依消耗量的規格(2.4A/H)增加額外設備可提昇電池容量並要控制追加的負債消耗量..(要保證天天出太陽)

4. 若以水流動的原理 - 從高壓往低壓流動, 此系統原設計雖然有『異管同流』但是再進入控制單元以前都是屬於高壓區,
過了兩個控制單元之後是低壓區, 故應該可行….


這個喔..流體力學...是我最爛的一門學科..因為變數非常多..包括管壁的磨擦阻力(新舊管與材質,就有得計算)

所以說..可能要給這科門的朋友來解題...
就單一內徑的大小來解釋..可能會比較容易了解...
1.先不談水壓問題!單一入水與出水的內徑部份解釋
  入水10cm 出水10cm =平衡流  
  10>?? 加壓流
  10<?? 洩壓流

而水的壓力部份依壓力大小..在把此值給帶入計算....

而鳥嘴\灑水由入水之壓力決定灑水的大小及分叉之數量多寡決定!
又因使用實際狀況未明...為求成功率..還是決定各自配管..成連動方式規劃!

以下一些器材的解釋
1.水流開關=類似水錶系統>>起動時水阻較小
2.水壓開關=同等可調整型或是定壓型...水壓開關(存水壓感知無水阻問題)
  可當洩壓檢知開關使用...

rdmigo

67# rdmigo

電磁閥有分Latching type及non-latching type，一般應是用latching type，只有在驅動瞬間會有電流，才不會太耗電池的電。像我的控器一顆９Ｖ電池可以撐２至３年
山居 發表於 2011-4-26 17:22

~~我記得大口徑很貴..而怕水質太差..多沙環境維護問題很多...
~~不過可能我記錯產品類別!
~~而我朋友是用管外用一般凡耳自製馬達開與關的動作!
~~而其他用毛細管的自壓差開關方式..多怕水質差與細沙..等問題!
~~如果喔...水蛇亂鑽...那.....

william8864

開始準備材料:

標準小出水控制器（主要是取其控制器的功能）


水壓（水流）檢知器（當有水壓時輸出為1）


10A 繼電器 （控制放大線流用）


主角來了, 1英吋大水流電磁閥 （控制大出水用)


這個零件最貴, 版面也要多給些


當然還要給他一個家,


利用回收廢料, 做一個控制架


第一階段完成圖

高樹新移民a

83# william8864
恭喜william兄踏出了一大步。祝早日完工圓滿啟用。

william8864

今天終於儀裝測試, 驗證設計的正確性, 基本保持這張的設計原圖, 只差太陽能電源部份將改由風力發電取代, 這樣的考慮主要是兩者成本約是7:1, 另一個考慮是山上風力比起陽光還算比較豐富:


標準定時器, 缺點是出水量太小, 無法滿足"大戶人家"的需要.


改善的方法就是並聯一個一英吋的電磁閥. 電磁閥安裝必須保持水平, 而且還有分進水口跟出水口. 我是先用吹的才知道有所不同, 後來才發現有說明書....不過密密麻麻我這老花眼有看沒有到哇.....


控制箱裡繼電器的接線, 這繼電器也是沒有說明書, 試了幾次才知道原來底下的接點是控制輸入, 上面的接點是輸出, 而且是一前一後.....接線很亂, 還好控制箱有門, 關起來就看不到了.  


委託愛車保養廠準備的中古汽車電瓶, 12V / 60AH, 服務沒話講, 還先充飽電, 一顆NT$600.-.


準備用來接管線的 PE 黑色膠管.


先測試小水量出水, 看起來正常, 只是出水量只夠刷刷牙 or 沖沖馬桶...


啟動大電磁閥....哇..出大水囉...... 圖中是一英吋的大管唷...


靠近一點....


再靠近一點.....


整個12V直流系統配置圖


套句阿姆斯壯的名言: "雖然是我的一小步, 卻是人類的一大步..."


順便把12V 拉出一盞小燈, 正式宣告本農場由"農耕生活"開始進入"現代"的文明世界!  真的有電唷!


下星期就要加裝DIY的風力發電機, 還有後段的噴水管線.... 待續....

rdmigo

~~~威大ㄟ.....最精彩的在後頭!!
~~~目前是全開放..1.洩壓在等壓之中+重力壓 減管璧磨擦+磁閥之水阻的狀態
~~~還沒裝鳥嘴也..(同孔徑如1之值減鳥嘴出水孔徑之合)
~~~而鳥嘴分向上噴出或是向下灑水..之合的壓力各不同...
所以鳥嘴的孔徑之合為水管之內徑合相當...
其他可灑開水的距離!就由水壓差之重力流決定!
....加油喔!>>>>請注意進水的高度與儲水池的大小(可儲水的容量)...
(重力流之壓力..與水壓差有關..而對儲水容量大小無關,
而前題是儲水池的進水與出水同等或是進水比出水大)

william8864

86# rdmigo

還是阿米哥厲害, 早就預言 ~ 這次測試發現系統有所謂的連續開關現象, 分析其原因是主管出大水時副管的壓降造成水壓檢知器開路, 此開路馬上使得繼電器關閉電磁閥, 此瞬間又把副管的水壓推升到水壓檢知器接通, 於是就來回開, 關, 開, 關.....  

此現象在主管出大水時很容易發生, 因後續的管線還未接管, 故暫時先不理, 待整個完成時再來觀察是否會持續?

rdmigo

87# william8864


大ㄟ....這樣已經自動轉移至電控 ram-pump 的功能去了...

其實你這樣設計!可以有揚水的功能!
但是你是要當鳥嘴使用..而你的設計有一臨界值..
而此值之間距過小..又因水壓差不定...
很難調到平衡點...
建議喔..還是採用分流獨立兩管的方式解決!
但是這樣又回到一般的電控定時器一樣...

Ryan

今天終於儀裝測試, 驗證設計的正確性, 基本保持這張的設計原圖, 只差太陽能電源部份將改由風力發電取代, 這樣的考慮主要是兩者成本約是7:1, 另一個考慮是山上風力比起陽光還算比較豐富:
http://www.2home.com.tw/bb ...
william8864 發表於 2011-5-8 23:03

水喔, "遠始農耕生活"開始進入"現代"的文明自動化世界!
紅字是多加的
1英吋電磁閥是多少 $ 啊.

william8864

89# Ryan

這顆是特別量身訂做的, 現在網路真方便, 服務也真好, 只要您開的出規格自然就有廠商搞定, 還有一年保固. 這顆 1英吋12vDC/33W 電磁閥全身 99.999 全銅打造（應該是黃銅或是青銅), 屬於收藏等級,  報價約NT$1,850.-, 希望放在山上不要被偷了...