CSTT – Ovládání a časování dmychadla ČOV

Projekt CSTT

Domovní čistička odpadních vod slouží k vyčištění odpadní vody produkované obyvateli rodinného domu. Detailní popis celého procesu čištění je popsán například na stránkách výrobce naší ČOV AT6.

Ke správné funkci potřebuje čistička zdroj tlakového vzduchu. Tento vzduch jednak probublává aktivační jednotkou, kde pomocí bakterií dochází k vlastnímu čištění. Vzduch je taky využíván k přepouštění vody mezi jednotlivými sekcemi čističky a současně slouží k promíchávání a pročišťování různých částí ČOV.

Nejjednodušší provedení ČOV má na vstupu vzduchový rozvaděč, na kterém pomocí ventilů nastavíte množství vzduchu proudícího do jednotlivých sekcí ČOV. V našem případě jsme vždy hledali kompromis mezi účinným čištěním odtokového filtru, přítokového koše a dostatečně účinným provzdušňováním.

Zadání tohoto projektu:

samostatné ovládání průtoku do větve pročištění přítokového koše
samostatné ovládání průtoku do větve pročištění odtokového filtru
možnost volby z několika předdefinovaných režimů, které se budou vzájemně lišit intervalem provzdušňování
vodotěsné provedení
minimální počet ovládacích prvků, jednotlačítkové ovládání
spínání dmychadla pomocí SSR (polovodičové relé)
spínání ventilů pomocí MOS-FET
kontrola správné funkce dmychadla snímáním proudu
možnost připojení k libovolné síti WiFi bez nutnosti úpravy firmware
nastavení parametrů prostřednictvím vlastního webového rozhraní zařízení
informování o chybových stavech pomocí zvukové signalizace, emailem
odesílání informací o aktuálním stavu do lokální sítě prostřednictvím UDP

Řešení projektu:

ESP8266
LCD Displej 16×2 řádky, I2C interface pro připojení displeje
RTC DS1307, I2C interface
PCF8574P, 8 bitový expandér, I2C interface
SSR Relé do plošného spoje (spínání dmychadla ČOV)
MOSFET IRF740 (spínání ventilů)
proudový transformátor (snímání proudu dmychadlem)
Schéma zapojení
Plošný spoj vyrobil na zakázku pan Hájek www.plosnaky.cz
Vodotěsná plastová krabička, všechny otvory (tlačítko, LED, displej) jsou přelepeny průhlednou fólií

Popis funkce:

Na základě zvoleného režimu systém v pravidelných intervalech (časových rámcích) zapíná a vypíná dmychadlo provzdušňování ČOV.
Každý režim obsahuje ve své definici 3 časové rámce. Časový rámec určuje periodu opakování (např. každých 5 minut pro první časový rámec režimu Standard). Doba běhu určuje dobu, po kterou bude dmychadlo v rámci časového rámce běžet (např. 2 minuty pro první časový rámec režimu Standard). Zpoždění určuje posun startu dmychadla od začátku časového rámce (např. 10 sekund pro první časový rámec režimu Standard).
Po zapnutí dmychadla systém vyčká na stabilizaci tlaku v systému. Potom na krátký čas plně otevře ventil pročištění odtoku, dále na několik sekund plně otevře ventil pročištění přítokového koše.
Při běhu dmychadla pravidelně kontroluje proudový senzor. Pokud by došlo k poruše dmychadla spustí zvukovou signalizaci a informaci o tomto stavu e-mailem.
Dle zvolené konfigurace zvukově signalizuje stisknutí tlačítka, připojení k WiFi, změnu režimu a poruchu dmychadla.
Dle zvolené konfigurace e-mailem informuje o inicializaci systému, změně režimu, chybě dmychadla a změně parametrů režimu.
Prostřednictvím UDP odesílá na definované IP informace o aktuálně provedené akci.

Zajímavosti:

Programově je vyřešena možnost kompletního nastavení s využitím jediného tlačítka. Využívá se možnosti krátkého a dlouhého stisknutí. Při editaci data nebo času se kurzor automaticky posouvá přes jednotlivé pozice.
Vyhledání WiFi sítě pro připojení se musí provést pomocí jiného zařízení (mobil, notebook). Po zapnutí v režimu vyhledání sítí se CSTT chová jako AP, ke kterému je možné se připojit. CSTT pomocí vlastního web rozhraní zobrazí seznam dostupných sítí a umožní volbu sítě, ke které se připojí po restartu v režimu standardního provozu.

Dosud nevyřešené problémy:

jednou za cca 40 dnů bez vypnutí začne systém posílat velké množství informačních e-mailů, které obsahují informace o tom, že došlo ze změně nastavení. Chyba zřejmě souvisí s přetečením hodnoty millis(). Dočasně jsem to vyřešil tak, že systém po uplynutí cca 20 dnů restartuje.