雨水貯水システム制作中ー5 制御回路

雨水の電気伝導度の問題で水位センサーをフローティングスイッチ（FSW)に換えることにした。しかしFSWには厄介な問題があり単純にリレーにつなぐとプカプカしてる最中SWが入ったり切れたりしてチャッタリングを起こすのだ。リレーの先に誘導負荷であるモーターを繋いでいるのでチャッタリングを起こすとリレー接点がすぐにいかれてしまう。

これを解決するオーソドックスなアプローチは自己保持回路で一旦ONになったらそれを保持する方法があるが、それだと切る場合に追加のFSWが必要になる。色々探しているとアマゾンで０－１０秒が可変できるディレイタイマーを見つけた、もちろん中華製・送料込み2０１円＼(^o^)／これを使えばセンスした後数秒間ポンプを継続稼働することでチャッタリングを防げる。

この回路の使い方は簡単で回路に１２Vをかければ設定秒数後にリレーがONもしくはOFFになる。もちろん今回の使い方はポンプをOFFしたいのでノーマリーONを使う。これをうまく使う回路を3日間ほど考えたね。あーあ頭悪いなｗ　最初は雨水タンクとトイレタンクのFSWの直列使用しか考えてなかったので反転用のリレーをかますつもりだったが、ふと大学で習ったド・モルガン先生のことを思い出した。一回反転をかますと直列回路を並列回路に変換できるのですな。この応用で二つのFSWと1つのディレイ回路でシンプルな回路構成にすることが出来た。興味のある人は”おまけ”を見てください。それにしても大学で学んだことが生活の役に立つことは殆んど無いがこのド・モルガンの定理にはお世話になることが多い。偉い先生ですな。ちなみにFSWの反転は浮きを上側にするか下側にするかで変えられる。FSWは5個セットが517円＼(^o^)／

＜＜おまけ＞＞

　０：水無　１：水有

雨水タンク：A　　トイレタンク：B　　ポンプ　<-０：停止　1：稼働

　　０　　　　　　　０　　　　　　　　０

　　０　　　　　　　１　　　　　　　　０

　　１　　　　　　　０　　　　　　　　１

　　１　　　　　　　１　　　　　　　　０

このロジックを実現する回路は　

　A・（B)　　　（B)＝B反転

　　A　　B　 （B)　  　A・（B)

　　０　  ０　　１　　　　０

　　０　  １　　０　　　　０

　　１　  ０　　１　　　　１

　　１     １　　０　　　　０

(A・(B)) = (A)+B　　ドモルガンの定理にて並列変換

 

　　

雨水貯水システム制作中ー４

先日（4月14日）にまとまった雨が降り５００Lタンクが満水になり水が溢れだした。

ドレインパイプに空気が溜まって上手く水が排出されてなかった。対策としてパイプ頭頂部に空気抜きのピンホールを開けたので次回は上手く排水することを期待してます。

意外と簡単に５００Lが満水になることが判ったので、第二期工事として、もう一本タンクを追加して1トン貯水システムに拡張した。

タンクとタンクは２５ｍｍパイプで接続

直管接続ではなく、わざわざコの字にしてるのはこれから30年以内に来るであろう東南海地震で震度６の揺れが来た時のための耐震設計です(´･ω･`)　コの字にしておくとタンクの位置がズレても配管が撓むだけで破断しなくて済む。この部分が破断すると折角の緊急時に断水してしまうし1トンの水が流出するとかなりの水浸しになるからね。

あと、若干の改善点として初期雨水除去装置のメンテ用口を下方向から前方向に変更した。

ということで次の雨で1トン溜まるか楽しみです。

 

雨水貯水システム制作中ー３

水中ポンプでトイレのロータンクに自動給水できるようになったのでご報告。給水配管はこんな具合

壁に穴を開けて給水ホースと水中ポンプ電源コードと水位センサーを通しました。

これが水中ポンプ　タンク内には十円玉とサンゴ砂を投入、理由は後ほど説明します。水中ポンプはドイツ製のエーハイム２２６０用。我が家の海水水槽で10年以上使用していたポンプだけど、さすがドイツ製＼(^o^)／　セラミックシャフトが若干細ってる以外は全然問題なく動作する。

トイレの内側

制御盤　因みに、水位センスカードはAmazonで1枚470円送料込みの中華製　一枚はトイレタンク給水制御、もう一枚は雨水タンクが空になったらポンプを停止する役割。

制御盤がごちゃごちゃしてて家内がご不満なので綺麗な絵でも入れてごまかすつもりです。

さて、苦労して作って試運転をすると全然予定通り動いてくれない＼(^o^)／　配線を何度見直しても問題が見つからず何が悪いのか見当が付きませんでした。だってコップに水道水を入れて試験するとちゃんと動作するのに本番ではダメって何だろう？　ふと思いついて雨水タンク内の水のｐHを測ってみると6.7程度の弱酸性で問題ない。ところがTDS（電気伝導度）を測ると2ppmなんてとんでもない値が表示された。因みに飲用できる水道水でも70ppmくらいだから雨水はほとんど蒸留水並みに不純物が入ってないことになる。確かに雨水は蒸留水だけどね(´･ω･`)

ああこれが原因だと思いタンクに大匙一杯の塩を投入すると完全に動作するようになりました。水位センサーは水位を電気伝導で感知してるので純水状態じゃセンスしなかった訳です。

でも、これでは困る、いちいち塩を入れるわけにもいかないので思案して金属イオンとカルシウムを雨水中の炭酸が溶かしてくれることを期待して十円玉とサンゴ砂を投入しました。まあ最悪暴走してもロータンク内にはドレインがあるので水浸しにはならないと思います　たぶん....

十円玉の銅は殺菌効果があるので水が腐ったりボウフラが湧くのを防止する役割もあります。

 

 

雨水貯水システム制作中ー２

樋からの取水はこの部品で行います。

樋をノコギリでぶった切るとズレが解放されて位置が狂ってしまったのはご愛敬。

この部品はアマゾンで3200円、落ち葉などのゴミを濃し取るフィルターが付いています。

サブフィルターに初期雨水が確実に流れ込むよう流路には若干の逆勾配を持たせています。

雨水貯水システム自作ー１

以前から、我が家の水道代が１カ月に１万円くらい払ってるのが気になっていた。そこで雨水をタンクにためてトイレの水洗に使おうと思い立った。

その基本構想図がこれ、

雨樋から水を取り込んで５００Lのローリータンク二台に貯水して、タンク内の水中ポンプで水洗タンクに送り込んでやろうという考えです。雨水は1平米に１ｍｍ降雨すると１Lになる。我が家は約８０平米の屋根でその半分を二本の竪樋から取水すると１ｍｍで４０L、３ｍｍ８時間の降雨で約１ｔの水が取水できる。使用量は90年代の水洗なので1回に１３Lで一日10回１３０L、7.7日で１ｔ使う。このエリアの平均降雨量は１５０㎜/月なので月６ｔの取水が期待できる。ちなみに１ｔの水使用料金は上下水道込みで約400円なのでこれを作れば月2400円の節約が出来るかな(´･ω･`)

で、早速ローリータンクをまずは一台購入して設置した。ちなみに５００Lタンクの値段は1万円くらいです。

家の横手の空きスペースにタンクを設置したが通路が狭くなるのでドレインパイプは地下埋設にして家内が蹴躓いて配管をぶち壊さないように考慮しました。あと、細かいことですが空気抜きの栓は開放しないと空気の出口が無くなり流入水が入ってこなくなる。しかし、この穴から蚊が入ってボウフラが湧くと厄介なのでメッシュをかぶせてインシュロックで固定した。

雨水を収集する場合、降雨初期に屋根や樋に溜まったゴミやほこりが洗い流されてくる。これをそのままタンクに入れると水が汚染されてしまう。この初期降雨を除去することが雨水利用の重要なポイントになる。その初期降雨除去のための仕組みがこれ。

樋からの流入水を一旦サブタンクに導入してそのタンクが一杯になった時点でメインタンクの貯水を開始する。手前の１００ｍｍ管が７．５L容量のサブタンクになっていて初期降雨はこれに貯める。このタンクの下部は脱着可能な蓋になっていて溜まったヘドロを取り出せるようにしている。また、その蓋には二個の小穴が開いていて貯水はこの穴から時間をかけて流出し次回の降雨に備える。

取水部分とポンプシステムは次回に続きます。