Розробка вбудованої системи автономного водопостачання будинку
Автор: Кобзар Павло Вікторович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Радіоелектронні апарати та засоби
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Кобзар П.В., Лебідь С.Ю. (керівник). Розробка вбудованої системи автономного водопостачання будинку. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Об’єкт дослідження - вбудована система автономного водопостачання будинку. Предмет дослідження – прогнозування можливості покращення автономного індивідуального водопостачання за допомогою використання мікропроцесорної системи реального часу (вбудованої системи). Мета дослідження: вивчення можливості створити технічний засіб – вбудовану систему автономного водопостачання будинку. Така система дозволить у автономному режимі (без втручання користувача) забезпечувати індивідуальне забезпечення будинку з локального джерела води, наприклад, індивідуального колодязя. При заборі води контролюється її якість, якщо вона відповідає вимогам вода з колодязя перекачується у накопичувальний резервуар і потім може розподілятися по будинку. Особливістю пропонованого технічного рішення є автоматизація режиму водозабору із контролем параметрів води: прозорості, температури. Температура води враховується при роботі системи водопостачання у всі пори року, приймається до уваги що підвищена температура може збільшувати ризик погіршення якості води не тільки в колодязі, але й у накопичувальному резервуарі. Зміна прозорості води є важливим критерієм що вказує на її забруднення: внаслідок критичного зменшення рівня води, появі та засмоктування мулу, появі водорослей або мікроорганізмів у воді. Зміна рівня води може вказувати на природні та технічні проблеми при її заборі. В першу чергу мається на увазі засушливі періоди, малосніжні зими, бездощові весняні, літні та осінні періоди року. При нормальному рівні води в колодязі, занижений рівень води у накопичувальному резервуарі може вказувати на технічні проблеми пов’язані з її забором, транспортуванням та використанням. Вбудована система спроможна контролювати та діагностувати можливі порушення водопостачання, вказувати на проблеми які виникли, у автоматичному режимі приймати виконавчі рішення для усунення проблеми, при неможливості самостійно усунути проблему – повідомляти користувача про критичну ситуацію. Вимірювання фізичних параметрів води в колодязі та резервуарі проводиться дистанційно. Інформація із зовнішніх сенсорних пристроїв подається на процесорний модуль вбудованої системи Тому для даної вбудованої системи враховуються всі вимоги для телеметричного вимірюванння та дистанційного керування. Звязок між модулями вбудованої системи забезпечується через кабель мережі 220 В, який використовується для живлення водяного насоса. Це забезпечує можливість не прокладати додатковий кабель для передавання інформаційних сигналів і спрощує монтаж та використання розробленої системи у системах забору води, які перебувають у експлуатації. Вимірювання прозорості води проводиться за допомогою розробленого оптоелектронного сенсора відносної прозорості. Прозо?рість води? (water clarity) – властивість води пропускати крізь себе світлові промені. Вона залежить від товщини шару води через який проходить світло і її замутненості додатковими домішками. Залежно від вмісту домішок вода може класифікуватися як: прозора, слабко прозора, слабко каламутна, каламутна і сильно каламутна. Розроблений оптоелектронний сенсор проводить відносне порівняння прозорості води по відношення до прозорості повітря, тобто проводиться вимірювання світлового потоку при проходженні світла[3] по повітряному проміжку і це значення приймається каліброваним рівним 100 ум.од. (%), потім проводиться вимірювання світлового потоку датчика при зануренні його у воду. Розглядається відхилення одержаного значення від стандартного для якісної води. Вбудована система складається з процесорного керуючого модуля та зовнішних модулів, які розташовані дистанційно. Процесорний керуючий модуль установлюється у приміщенні поблизу розетки для підключення мотора водяного насоса у зручному для доступу місці. Дистанційний модуль розташовується безпосередньо у місці забору води поблизу розетки для підключення водяного насоса. Зв’язок з керуючим модулем виконується за допомогою модуля прийому/передачі через мережу 220 В. Керуючий модуль є мікропроцесорною системою, яка взаємодіє з мікропроцесорною системою дистанційного модуля. Мікропроцесор дистанційного модуля керує кроковим двигуном, який опускає конструкцію із закріпленими датчиками для занурення у воду і після вимірювання піднімає у початкове положення. Також він включає водяний насос і виключає або блокує його включення при невідповідності стану води заданим даним. Для живлення дистанційного блоку використовується власний модуль живлення. Ключові слова: водопостачання, насос, вбудована система, температура води, прозорість води. Перелік використаних літературних джерел. 1. Вимоги до водозабору [Електронний ресурс] доступ: www.ukragroprombud.com.ua 2. Водозабор поверхностных вод [Електронний ресурс] доступ: www.bibliotetekar.ru 3. Маргелов А. Оптические компоненты компании Honeywell// Chip News – 2005. – №9– С. 86-90 4. Державна система стандартизації, - К.: Держстандарт України, 311 с. 5. ДСТУ 3008-95. Документація у сфері науки та техніки . Структура і правила оформлення. - К.: Держстандарт України, 1995. - 38 с. 6. Ю.Л. Мазор "Практичний посібник по навчальному конструюванню РЕ А" - Київ: Вища школа 1992.