Погружной мини насос | Ремонт настольного водопада

Предыстория такова. Ещё незадолго до этой покупки, у моей матушки как-то перестал работать настольный декоративный водопад, она расстроилась из-за этого, да и как-то не комильфо, когда вещь не работает, особенно когда даже чисто гипотетически не составляет труда её починить. Проблема оказалась в отказавшем насосе, вследствие чего ему на замену был заказан другой насос, который весной этого года уже обозревался, однако в том обзоре он использовался не совсем по прямому назначению, вот я и попробую немного заполнить этот пробел. Этот насос привлёк меня небольшим рабочим напряжением и ценой.

Характеристики

Напряжение постоянного тока: 2.5-6 В
Максимальная грузоподъемность: 40-110 см
Производительность: 80-120л/час
Наружный диаметр воды на выходе: 7.5 мм
Внутренний диаметр воды на выходе: 4.7 мм
Диаметр: ~24 мм
Длина: ~45 мм
Высота: ~33 мм
Материал: пластик
Срок службы: 500 часов

Покупка. Размеры. Вес

Месяц ожидания. Мелкий пакет — в нём собственно, предмет обзора.



Длина (не считая пупырышек у отверстия забора воды) ~42 мм
Высота от конца трубки до прямоугольного основания ~31 мм
Диаметр ~22.5 мм
Внешний диаметр трубки ~7 мм (внутренний ~5 мм)
Длина прямоугольного основания ~27 мм
Ширина прямоугольного основания ~19 мм
Диаметр отверстия забора воды ~5 мм
Длина проводков питания ~220 мм

Замеры и тесты

Для начала померил сопротивление двигателя, оно составило 6.9 Ом.


Чтобы протестировать грузоподъёмность воды, в идеале требуется длинная трубка метра так полтора-два, у меня такой не нашлось. Всё что мне удалось найти — термоусадочная трубка 6мм, длиной 30 см. Хотя в отзывах пишут, что моторчик способен прокачать воду вплоть до 150 см в высоту.
Я решил посмотреть на производительность моторчика, погрузив его в 3-х литровую банку, наполненную водой. Таймер засекать не стал, ибо по времени на видео и так видно, за сколько он перекачивает тёплую воду — около 2-х минут, или примерно 90 литров в час при питании от 5 В. , однако должен предупредить, что этот тест не является полностью объективным, ибо есть множество причин, влияющих на производительность — это длина трубки, положение трубки в пространстве, её внутренний диаметр, температура и жёсткость воды, подаваемое напряжение на моторчик, т.е. если поместить насос в 90-литровый чан с водой и отвести оттуда уже полутора-метровую трубку, вряд ли сабж управится здесь за час.


Про потребляемый ток (вода везде тёплая 30 С)
— Работа вхолостую, 5 В


— Просто в тёплой воде, 5 В


— С подключенной трубкой 30 см, 5 В

Теперь к делу

Собственно, сам настольный декоративный водопад, для которого сабж и покупался.


Изначально он работал напрямую от розетки, откуда шнур уходил в штатный насос, погруженный под воду, что как бы намекает о небезопасности, хотя и насос, и круглый блок с 4 светодиодами, в местах входа сетевого шнура были залиты смолой. Пилить-сверлить и вычищать всё это смысла небыло, ибо это шумно, пыльно, вонюче, грязно и долго. Так что старые «потрошки» пришлось извлечь и выбросить, кроме сетевого шнура конечно.





Сперва решил заняться светодиодами, которые будут управляться от Arduino Nano. Необходимо четыре штуки, разных цветов, синие у меня уже были в изобилии, так как давно заказывал партию из 100 штук. Красный достал из неработающей компьютерной мышки, на него же поставил резистор. Пару зелёных добыл из старого японского видеомагнитофона 25-летней давности, они рабочие, светятся, однако как выяснилось позже, от 5-вольт даже вдвоём светятся очень слабо, пришлось изрядно покопаться, чтобы отыскать нормальный яркий зелёный светодиод, его поставил вместо одного старого зелёного, второй старый оставил, так как жёлтых и в помине не помню, чтобы где-то у меня были.


Светодиоды установил в выемки в «заводской» затычке, сформированной из термоклея, здесь важно после установки повторно всё обмазать клеем, так как в этом месте вода контактирует с верхушками светодиодов. Минусовые выводы сразу спаял вместе, затем уже подпаялся 5-жильным кабелем от той-же неработающей мышки.


Само собой, весь этот колхозный фольклор придётся как-то спрятать от глаз.
Обыкновенная крышка от пластиковой бутылки, с пропилом на краю прекрасно сюда подошла. Сначала продул по кругу термофеном, затем прижал эту крышку.



На очереди мини насос. При внимательном осмотре, место входа провода вызывает явное недоверие. Залил клеем, на всякий случай.



Чёрный переходник на конце штатного шланга в водопаде, имеет чуть больший внутренний диаметр, чем трубка в моторчике. Решил это дело колечком термоусадки — её я не прогревал, она и так довольно плотно сидит.





Надо было придумать что-то с фильтром для этого насоса, чтобы в случае попадания мусора или насекомых в воду, крыльчатка не забивались ими. Обратил внимание на три выступа на корпусе мотора.


Под эти выступы решил изготовить щиток с сеточкой. Делал так:
1) Отыскал кусочек тонкого пластика (например от бобины от LED-ленты)
2) Штрихом покрыл выступы на насосе
3-4) Приложил к пластику, чтобы остался отпечаток на нём
5) Просверливаю по меткам отверстия 2-мм сверлом
6) Прикладываю к насосу, дабы удостоверится
7) По монете, чей диаметр схож с таковым у насоса, рисую круг
8) По центру сверлю камнем отверстие, большее, чем у насоса
9) Вроде по центру получилось
10) Вырезал ножницами заготовку
11) Прикладываю к насосу, сверяюсь
12) Нашёл пластиковую сеточку, должна быть не мелкая
13) Вырезаю из неё кружок
14) Наношу термоклей вдоль края и прижимаю изготовленным щитком
15) Готово


Идея по поводу крепления платы Arduino Nano пришла в голову не сразу. И пришла она случайно, разгребая закрома ящика с различными зарядниками от сотовых, попался ко мне в руки этот небольшой корпус, точнее то, что от него осталось. Он компактный, в нём хорошо помещается плата Arduino Nano и ещё немного места останется. В корпусе с торца сразу сделал прямоугольный пропил, через который в разъём на плате будет вставляться microUSB-шнур.



Далее просверлил два отверстия в самом водопаде, верхний 3 мм — через него проведу проводок от насоса, а пониже 2 мм — для самореза, которым будет крепится корпус с электроникой к водопаду.


Саморез вкрутил, вдеваю провод двигателя в отверстие, в то, что повыше


Вид внутри после того, как укомплектовал внутренности. Плата упирается в бесформенную массу термоклея. Светодиоды я припаял к 6, 9, 10 и 11 пинам на плате, так как эти выводы поддерживают работу в режиме ШИМ, который будет обеспечивать плавное изменение света у светодиодов. Моторчик подключил к 5 В на плате, через переменный резистор, чтобы можно было влиять на его работу, а также выключение и включение. Параллельно плюсу и минусу подпаял неполярный конденсатор для устранения помех от двигателя. Между корпусом переменного резистора и платой вложен кусочек пластиковой карты.


После сборки получилось так:





Управляющая программа написана в среде разработки Arduino, была исключена функция delay(); и применены массивы. Как можно понять из кода, светодиоды подключены к 6, 9, 10 и 11 выводам Arduino Nano, так как эти пины (ещё 3 и 5) могут работать в режиме ШИМ, то бишь можно отправлять сигнал в диапазоне 0-255, тем самым изменяя подаваемое напряжение и соответственно яркость светодиодов. На платах Arduino Uno эти выводы на плате помечаются символом тильда "~".
Поскольку было сказано: «Чтобы огоньки мигали, как раньше», то плавность изменения их яркости будет различаться (как и было раньше) — за это отвечает массив fade, где я прописал шаги изменения яркости — их только 3, так как два зелёных светодиода работают одновременно и одинаково. И раз уж величины fade отличаются, то и максимальные значения яркости у некоторых светодиодов я немного уменьшил. Например для красного светодиода RED указано только 252 вместо 255, поскольку 252 без остатка делится на 4. Если всё же в коде прописать 255, то красный светодиод, достигнув значения 252, затем будет резко гаснуть, а это не входит в планы. Та же ситуация аналогична и для зелёных светодиодов, которые, как я говорил, работают вместе. Код прокомментирован.

/*****этот код управляет четырьмя светодиодами, посредством ШИМ плавно меняя их яркость*****/

int fade[3] = {1,4,2};     // величины fade - шаги плавности изменения яркости светодиодов, они разные, соответственно и плавность изменения яркости будет отличаться
int mass[4] = {0};         // 4 ячейки массива, куда в каждом цикле будут записываться значения яркости для каждого из 4-х светодиодов
unsigned long loopTime = 0;// эта переменная хранит значения таймера, которое в каждом цикле вычитается им же, чтобы в остатке всегда было 200 мс или любое другое время, которое вы укажете
                           // сделано это для того, чтобы исключить из кода паразитную функцию delay(); 

void setup()
{
}
void loop()
{     
  if (millis() - loopTime >= 200){// каждые 200мс выполняется нижеследующий (он же главный) код
    loopTime = millis();      
/***** Устанавливаем яркость светодиодов на pin6, pin9, pin10 и pin11 *****/
  analogWrite(6, mass[0]); // GREEN1
  analogWrite(9, mass[1]); // GREEN2
  analogWrite(10, mass[2]);// BLUE
  analogWrite(11, mass[3]);// RED
   
    mass[2] = mass[2] + fade[0];  // для BLUE в каждом цикле идёт изменение яркости на величину fade 
    mass[3] = mass[3] + fade[1];  // для RED в каждом цикле идёт изменение яркости на величину fade1
    mass[0] = mass[0] + fade[2];  // для GREEN1 в каждом цикле идёт изменение яркости на величину fade2
    mass[1] = mass[0];            // для GREEN2 то же самое, что и для GREEN1
    if (mass[2] == 0 || mass[2] == 255) { // если BLUE достиг минимальной или максимальной яркости,
      fade[0] = -fade[0];                 // то знак величины fade инвертируется
      }                                   // 255 - макс.число, делящееся без остатка на 1
    if (mass[3] == 0 || mass[3] == 252) { // если RED достиг минимальной или максимальной яркости,
      fade[1] = -fade[1];                 // то знак величины fade1 инвертируется
      }                                   // 252 - макс.число, делящееся без остатка на 4
    if (mass[0] == 0 || mass[0] == 254) { // если GREEN1 достиг минимальной или максимальной яркости,
      fade[2] = -fade[2];                 // то знак величины fade2 инвертируется
    }                                     // 254 - макс.число, делящееся без остатка на 2
  }
}

Результат

Это видео лучше меня объяснит, что было получено в результате вышепроделанных манипуляций. Полностью работающий водопад.

Выводы и мысли

Часов десять сабж уже наработал, однако остаётся открытым вопрос — как долго, учитывая, что водопадик включается каждый день минут на 20. Лично меня пока смущает место входа шнура внутрь мотора, так как уже был отрицательный отзыв на него, где насос использовался в качестве «походного душа», и говорилось про потрескавшиеся провода и затёкшую в мотор воду, полностью выведшую насос из строя. Хотя это место я и залил клеем, рассчитывать на него особо не приходится. Об этих «подводных камнях» я уже предупредил, чтобы свести к минимуму повторное удивление и изумление от нежданчика с неработающим водопадом, а для подстраховки можно заказать альтернативу #1 из списка ниже.

Достоинства:
— Цена весьма низкая
— Теперь водопад работает не от розетки, а от 5 В
— Матушка осталась довольна

Недостатки:
— Маленький ресурс
— Сомнительная герметичность
— Не работает над уровнем воды

Альтернативы

1) Погружной насос 5В с USB-шнуром — 4.89$
2) Погружной насос 12 В — 3.48$
3) Перистальтический дозирующий насос 12 В — 5.69$
4) Самовсасывающийся насос 12 В — 2.81$