Как сделать датчик контроля уровня воды в резервуаре своими руками
Всем привет. Сегодня речь пойдет об очень простом наборе для самостоятельной сборки прибора, для контроля уровень воды. Данный набор может с успехом распаять школьник 5-7 класса за один вечер. Можно конечно сделать и полностью самостоятельно, включая плату, но я решил сэкономить время, поэтому был заказан набор.
Набор был приобретен с целью хоть как то автоматизировать набор воды в бочку на даче. При чем это не совсем бочка, а скорее труба, уходящая вниз на 2.5-3 метра, поэтому запасы воды там приличные (для простоты пусть будет бочка). Задумка была простая, пока нет регулярного водоснабжения электроклапан открывается и набирает в бочку воды по заданный уровень. Расход воды ведрами по необходимости и автоматический долив в бочку. Для того что бы клапан часто не срабатывал от колебаний воды, задумано несколько уровней. Нижний при котором включается клапан и верхний при котором выключается.
В прошлом году эту функцию выполняло такое пардон устройство, как поплавковый механизм из бачка унитаза. Работало исправно, изредка засорялось, поскольку вода поступает по трубам прямиком из реки. Но в итоге зиму не пережило, поскольку было выполнено из пластмассы и развалилось от мороза.
Данный набор был призван заменить вышедший из строя механизм.
По мере хранения собранной платы и ожидании дачного сезона, была произведена попытка применить собранную плату на производстве, вот на такой установке.
Это просто большая кастрюля с нагревателем типа ТЭНов мощностью 27 КВт. Продукцию достают из холодильника целыми поддонами и закладывают в кострюлю. Надо все это нагреть до 90 С. Представляете сколько электроэнергии тратится ежесуточно?!
Для оценки объемов приложу пару фото:
Продукция между прочим представляет из себя свиные желудки и кудрявку (часть кишков).
Насколько я знаю желудки чем то набивают и употребляют в пищу, с кишками примерно то же самое — в том числе и колбасы с сосисками.
Это дело варится и повторно замораживается. Далее отправляется в Китай. Вот так вот, круговорот товара в природе. Мы им натуральные субпродукты, а в ответ электронику…
Назрел вопрос перевести нагрев кастрюли на пар. Так экономнее и мощность выше. Производительность вырастает в разы. Вот тут и потребовался датчик уровня, что бы никого паром не обварило и пар подавался только тогда, когда в емкости присутствует хотя бы минимальное количество воды.
Однако я вовремя спохватился и отказался от окончательной установки, хотя испытания показали работоспособность платы. Применять на производстве самоделки противопоказано. Поэтому нашли менее оперативно нужный прибор, который выполняет те же функции, но имеет еще и сертификат. Принцип работы заводского прибора практически соответствует набору с интернет магазина и в конкретном случае выполняет те же функции.
Этот прибор отечественного производства Овен САУ-М7.
Доставка и упаковка:
Бангуд весьма стабилен, малый пакет и несколько слоев вспененного полиэтилена.
В небольшом пакетике «кучка» деталей, плата и провода.
По номиналам я не сортировал, просто разложил для наглядности.
Схема не простая, а очень простая. Используется 4 элемента 2И-НЕ, при чем два из них выполняют функцию триггера. Он нужен для формирования петли гистерезиса.
Я собирал плату практически не глядя в схему, разве что номинал резисторов посмотрел.
Перепутать выводы маловероятно и даже установить такие детали, как разъемы или транзисторы неправильно помешает нанесенная шелкография.
Единственный минус при монтаже — я перепутал местами светодиоды. Но это так, мелочи, на работоспособность не влияют.
В качестве датчиков были применены самодельные датчики уровня кондуктометрического типа. Примерно вот так они выглядят в сборе:
На плате со стороны установки деталей нанесена шелкография, вполне качественная.
Процесс распайки деталей вам не будет интересен, поскольку я не являюсь сборщиком и не владею особенностями тех процесса по сборке плат. Что в руку попалось с краю, то и запаивал.
Печатная плата со стороны пайки покрыта защитной маской. Металлизации нет. Плата односторонняя.
Использовал припой типа ПОС 61 с канифолью. Насвинячил немного.
Провода питания зафиксировал герметиком, что бы не обломались на выходе из отверстий. Провода, что шли в комплекте, мне показались слишком короткими.
Плату помыл растворителем со спиртом и покрыл слоем Plastik 70. Сразу заметил разницу между моими прежними платами и этой. Поверхность блестит и контакты покрыты слоем пленки.
Видео демонстрации работы платы:
Upd: пока писал обзор, на страницу с товаром даже не обращал внимание, как обычно. И только после написания обзора обратил внимание на товар. Плата не совпадает с той, что мне прислали и судя по комментариям многим высылают два разных варианта платы. На функционале это не сказывается. Обе платы работоспособны.
Итоги:
В моем случае оказались лишними провода. Вероятно они планировались для вывода из платы светодиодов на переднюю панель и подключения источника питания.
разновидности, правила выбора, изготовление своими руками
На производстве нередко возникает необходимость в измерении уровня жидкости (воды, бензина, масла). В быту чаще всего нужно определить высоту воды в какой-либо емкости, для этого применяют специальные приспособления — уровнемеры и сигнализаторы. Измерительные устройства делятся на несколько разновидностей, их приобретают в магазинах, но для домашнего использования проще всего сделать датчик уровня воды своими руками.
- Виды датчиков
- Правила выбора
- Изготовление своими руками
Виды датчиков
Датчики различаются между собой по способу измерения уровня жидкости и делятся на два вида: сигнализаторы и уровнемеры.
Уровнемеры непрерывно контролируют степень заполнения резервуара (пример — датчик на шахтном водоотливе).
По принципу действия датчики уровня воды в емкости делятся на такие разновидности:
- Поплавковые — в их конструкцию входят поплавок с магнитом и два герметических контакта (геркона). При достижении минимального уровня жидкости в емкости поплавок перемещается вниз и магнитом действует на геркон, при этом включается реле и запускается насос, начинается подкачка воды в резервуар. При полном заполнении емкости поплавок достигает верхнего геркона, при этом срабатывает реле, выключающее насос.
- Ультразвуковые — используются не только в жидкой среде, но и в сухой. Устройства работают таким образом: излучатель подает импульсы, которые достигают резервуара и возвращаются на приемник.
Встроенный контроллер обработки сигнала анализирует силу и длительность затухания ультразвуковой волны (эти параметры различны для полной и пустой емкости). - Электродные — применяются в жидких электропроводящих средах. Состоят из двух электродов, контролирующих нужный уровень жидкости. Третий электрод является аварийным и используется при превышении заданных параметров и включении режима откачки.
- Радарные — универсальные механизмы благодаря тому, что их можно применять при работе с агрессивными и взрывоопасными жидкостями. Принцип функционирования устройств основан на использовании радиоволнового излучения — волны определенной длины направляются к поверхности жидкой технологической среды, отражаются от нее и попадают в анализатор. Уровень наполнения емкости определяется по скорости возвращения сигнала.
Встроенный контроллер обработки сигнала анализирует силу и длительность затухания ультразвуковой волны (эти параметры различны для полной и пустой емкости).Это самые распространенные уровневые датчики, кроме них существуют емкостные, гидростатические, радиоизотопные и другие виды устройств, которые применяются в различных отраслях промышленности.
Правила выбора
При покупке датчика уровня жидкости в резервуаре нужно учитывать несколько факторов, при их соблюдении устройство будет работать правильно и безотказно. В первую очередь нужно определить тип жидкой среды и ее плотность, уровень опасности для человека. Значение имеют материал изготовления емкости, ее объем — от этих параметров зависит принцип действия выбранного датчика.
Следующий момент, на который нужно обратить внимание — предназначение устройства, будет оно использоваться для контроля минимального и максимального уровня жидкости или же для постоянного отслеживания заполняемости резервуара.
При выборе промышленных датчиков количество критериев может быть расширено, для бытовых сигнализаторов и уровнемеров достаточно учитывать объем резервуара и тип устройства. В домашних условиях используются приспособления, изготовленные своими руками — работают они ничуть не хуже заводских моделей.
Изготовление своими руками
Проще всего изготовить самостоятельно поплавковый датчик уровня воды в резервуаре, или сигнализатор наполнения.
Принцип действия такого устройства заключается в том, что поплавок всплывает в жидкости, при максимальном наполнении емкости замыкает контакты и сигнализирует о достаточном уровне воды.
Последовательность изготовления:
- Два колпачка от шариковых ручек соединяют между собой и заливают клеем — получается поплавок.
- Трубку от корпуса ручки разрезают пополам — изготовленный ранее поплавок должен легко входить в нее и двигаться без ограничений. С одной стороны прикрепляют поперечную проволочку таким образом, чтобы поплавок не выпадал из корпуса, но в то же время внутрь беспрепятственно заходила вода.
- Два медных провода длиной 5−7 см зачищают, прикрепляют к ним квадратный кусочек фольги (зажимают плоскогубцами). Фольга с проводами клеится к основе из трубки, сверху закрывают колпачком.
- Готовый датчик опускают в воду, провода подключают к звуковому сигнализатору. При повышении уровня жидкости поплавок всплывает, замыкает контакты, раздается сигнал.
Фольга с проводами клеится к основе из трубки, сверху закрывают колпачком.Приведенная схема изготовления датчика самая простая, ее используют для небольших емкостей.
Минус такого устройства в том, что оно не дает возможности автоматического выключения насоса. Чтобы останавливать подачу воды в резервуар, изготавливают сигнализаторы с использованием магнитов и герконов.
5 Простые схемы контроллера уровня воды
Автоматический контроллер уровня воды — это устройство, которое определяет нежелательный низкий и высокий уровень воды в баке и соответственно включает или выключает водяной насос для поддержания оптимального содержания воды в баке.
В статье описаны 5 простых схем автоматического регулятора уровня воды, которые можно использовать для эффективного управления уровнем воды в резервуаре для воды путем включения и выключения двигателя насоса. Контроллер реагирует в зависимости от соответствующего уровня воды в резервуаре и положения точек погруженного датчика.
Я получил следующую статью о простой транзисторной схеме от г-на Виниша, который является одним из активных читателей и подписчиков этого блога.
Он также является активным любителем, которому нравится изобретать и создавать новые электронные схемы. Давайте узнаем больше о его новой схеме, которую мне прислали по электронной почте.
1) Простой автоматический регулятор уровня воды на транзисторах
Пожалуйста, найдите прилагаемую схему очень простого и дешевого регулятора уровня воды. Эта конструкция является лишь базовой частью моего собственного продаваемого продукта, имеющего небезопасное отключение напряжения, отключение всухую и Светодиодная и аварийная индикация и общая защита.
В любом случае, данная концепция включает автоматический контроль уровня воды и отключение высокого/низкого напряжения.
Это не новый дизайн, так как мы можем найти сотни схем для контроллера переполнения на многих сайтах и в книгах.
Но этот CKT упрощен, по крайней мере, из дешевых компонентов. определение уровня воды и определение высокого напряжения выполняются с помощью одного и того же транзистора.
Раньше я наблюдал за всеми своими СКТ в течение нескольких месяцев и обнаружил, что с этим СКТ все в порядке. но недавно некоторые проблемы были отмечены некоторыми клиентами, которые я обязательно запишу в конце этого письма.
ОПИСАНИЕ ЦЕПИ
Когда уровень воды в напорном баке достаточен, точки B и C закрываются через воду и удерживают T2 в состоянии ON, поэтому T3 будет выключен, что приведет к отключению двигателя.
Когда уровень воды опускается ниже B и C, T2 выключается, а T3 включается, что включает реле и насос (соединения насоса не показаны на схеме).
Насос выключается только тогда, когда вода поднимается и касается только точки А, потому что точка С становится нейтральной, когда включается Т3.
Насос снова включается только тогда, когда уровень воды опускается ниже B и C. Предустановки VR2 должны быть настроены на отключение по высокому напряжению, скажем, 250 В, когда напряжение поднимается выше 250 В при включенном насосе, Т2 включается и реле выключается.
Предустановка VR1 должна быть настроена на отключение при низком напряжении, скажем, 170 В. T1 будет включен до тех пор, пока стабилитрон z1 не потеряет напряжение пробоя, когда напряжение упадет до 170 В, Z1 не будет проводить, а T1 останется в выключенном состоянии, что подает базовое напряжение на T2, в результате чего реле отключается.
Т2 берет на себя основную роль в этом КТ. (платы отключения высокого напряжения, доступные на рынке, могут быть легко интегрированы в этот блок)
Электронные компоненты в этой схеме работали очень хорошо, но недавно наблюдались некоторые проблемы:
1) Небольшие отложения на проводе датчика из-за электролиза в воде, требуется чистка через 2-3 месяца ( сейчас эта проблема сведена к минимуму путем подачи переменного напряжения на провод датчика с помощью дополнительной схемы, которая будет отправлена вам позже)
2) Из-за искрения контактов реле, возникающих каждый раз при начальном токе насоса постепенно изнашиваются контакты.
Это ведет к нагреву насоса из-за недостаточного тока, подаваемого на насос (замечено, что новые насосы работают нормально. Старые насосы больше нагреваются). Чтобы избежать этой проблемы, необходимо использовать дополнительный пускатель двигателя, чтобы ограничить функцию реле. только для управления пускателем двигателя, а насос никогда не нагревается.
- Список деталей
- R1, R11 = 100K
- R2, R4, R7, R9, = 1,2K
- R3 -10KR5 = 4.7K
- R6 = 47K
- 1101111111110101111111111111111110101010110110101111111111111111111111010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101111111111111111.0054
- R12 = 100E
- C1 = 4,7 UF/16V
- C2 = 220UF/25 В
- D1, D2, D3, D4 = 1N 4007
- T1, T2 = BC 547
- T3 = BC 639 = BC 639 = BC 639 = BC 639 = BC 639 = BC 639 = BC 639 = BC 639 = BC 639 = BC 639 = Bc 639 = BC 639 = Bc 639 = Bc 639 = Bc 639 = Bc 639. )
- Z1, Z2 = стабилитрон 6,3 В, VR1,
- VR2 = 10K ПРЕДУСТАНОВКА
- RL = реле 12 В 200E, > 5 AMP CONT (в зависимости от мощности насоса)
)2) Схема автоматического регулятора уровня воды на базе IC 555
Следующая конструкция включает в себя универсальную рабочую лошадку IC 555 для реализации намеченной функции контроля уровня воды довольно простым и в то же время эффективным способом.
Ссылаясь на приведенную выше иллюстрированную схему, работу IC 555 можно понять по следующим пунктам:
Мы знаем, что когда напряжение на выводе № 2 IC 555 падает ниже 1/3 Vcc, выходной вывод № 3 отключается. становится высоким или активным при напряжении питания.
Мы также можем заметить, что булавка № 2 удерживается на дне резервуара для определения нижнего порога уровня воды.
Пока 2-контактная вилка остается погруженной в воду, контакт № 2 удерживается на уровне питания Vcc, что гарантирует, что контакт № 3 остается низким.
Однако, как только уровень воды опускается ниже нижнего положения 2-контактного разъема, напряжение Vcc на контакте №2 исчезает, в результате чего на контакте №2 генерируется более низкое напряжение, чем 1/3 Vcc.
Мгновенно активирует вывод №3 микросхемы, включающей каскад управления транзисторным реле.
Реле, в свою очередь, включает двигатель водяного насоса, который начинает наполнять резервуар для воды.
Теперь, когда вода начинает поступать, через некоторое время вода снова погружает нижнюю двухконтактную заглушку, однако это не меняет ситуацию с IC 555 из-за внутреннего гистерезиса IC.
Вода продолжает подниматься, пока не достигает верхней двухконтактной заглушки, перекрывая воду между двумя ее штифтами. Это немедленно включает BC547, подключенный к выводу № 4 микросхемы, и заземляет вывод № 4 с отрицательной линией.
Когда это происходит, микросхема IC 555 быстро сбрасывается, вызывая низкий уровень на выводе №3 и, следовательно, отключая драйвер транзисторного реле, а также водяной насос.
Теперь контур возвращается в исходное состояние и ждет, пока вода не достигнет нижнего порога, чтобы начать цикл.
3) Контроль уровня жидкости с помощью IC 4093
В этой схеме мы используем логическую IC 4093. Как мы все знаем, вода (в нечистом виде), которую мы получаем в наши дома через нашу домашнюю систему водоснабжения, имеет низкое сопротивление к электрической энергии.
Проще говоря, вода проводит электричество, хотя и очень незначительно. Обычно сопротивление водопроводной воды может быть в диапазоне от 100 К до 200 К.
Этого значения сопротивления вполне достаточно для электроники, чтобы использовать ее для проекта, описанного в этой статье, то есть для простой схемы регулятора уровня воды.
Здесь мы использовали четыре вентиля NAND для требуемого измерения, всю операцию можно понять с помощью следующих точек:
IC 4093 Выводы
Как расположены датчики
Ссылаясь на приведенную выше диаграмму, мы видим эту точку В, находящийся под положительным потенциалом, находится где-то в нижней части резервуара.
Точка C расположена на дне бака, а точка A закреплена в самой верхней части бака.
Пока вода остается под точкой B, потенциалы в точках A и C остаются отрицательными или на уровне земли. Это также означает, что входы соответствующих вентилей И-НЕ также фиксируются на низком логическом уровне из-за резисторов 2M2.
Выходы N2 и N4 также остаются на низком уровне логики, оставляя реле и двигатель выключенными. Теперь предположим, что вода внутри резервуара начинает наполняться и достигает точки B, она соединяет точки C и B, вход ворот N1 становится высоким, что делает выход N2 также высоким.
Однако из-за наличия D1 положительный сигнал с выхода N2 не имеет никакого значения для предыдущей схемы.
Теперь, когда вода достигает точки A, вход N3 становится высоким, как и выход N4.
N3 и N4 фиксируются из-за резистора обратной связи между выходом N4 и входом N3. Высокий уровень на выходе N4 включает реле, и насос начинает опорожнять бак.
По мере опорожнения резервуара положение воды в какой-то момент времени опускается ниже точки А, однако это не влияет на N3 и N4, так как они защелкиваются, и двигатель продолжает работать.
Однако, как только уровень воды опускается ниже точки B, точки C и вход N1 возвращается к низкому логическому уровню, выход N2 также становится низким.
Здесь диод смещается в прямом направлении и переводит вход N3 также в низкий логический уровень, что, в свою очередь, делает низкий уровень на выходе N4, впоследствии отключая реле и двигатель насоса.
Список деталей
- R1 = 100K,
- R2, R3 = 2M2,
- R4, R5 = 1K,
- T1 = BC547,
- D1, D2 = 1N4148, 44747474154 гг. OHMS,
- Переключатель SPDT
- N1, N2, N3, N4 = 4093
Изображения прототипа
Вышеупомянутая схема была успешно построена и протестирована г-ном Аджаем Дуссой, следующие изображения, отправленные г-ном Аджаем, подтверждают процедуры.
4) Автоматический контроллер уровня воды с использованием IC 4017
Концепция, описанная выше, может быть также разработана с использованием IC 4017 и нескольких вентилей NOT, как показано ниже.
Рабочая идея этого 4-го контура была запрошена г-ном Яном Кларком
Вот требование к контуру:
«Я только что обнаружил этот сайт с этими контурами и хотел бы знать, не могли бы вы мне помочь….. У меня очень похожая потребность
Мне нужен контур для предотвращения работы погружного скважинного насоса (1100 Вт) всухую, т.е. истощения запаса воды. Мне нужно, чтобы насос выключался, когда уровень воды достигает примерно 1 м над впускным отверстием насоса, и снова включается, как только он достигает примерно 3 м над впускным отверстием.
Корпус насоса с потенциалом земли, скорее всего, является типичным эталоном. Зонды и связанная с ними проводка к поверхности находились на этих расстояниях.
Будем признательны за любую помощь, которую вы можете оказать. Схемы монтировать смогу, но вряд ли разберусь в конкретной схеме. Большое спасибо в нетерпении.”
Вырезка видео:
Обратите внимание, что схема, показанная в следующем видео, немного отличается от схемы, показанной выше.
Тем не менее, рабочая концепция аналогична.
Работа цепи
Предположим, установка точно такая, как показано на рисунке выше. На самом деле эту цепь необходимо инициировать в существующем положении, показанном на рисунке.
Здесь мы видим три щупа, один из которых имеет общий потенциал земли, присоединенный к дну резервуара и постоянно контактирующий с водой.
Второй датчик находится на высоте около 1 метра над уровнем дна резервуара.
Самый верхний зонд на высоте 3 метра над дном уровня резервуара.
В показанном положении оба щупа находятся под положительным потенциалом через соответствующие резисторы 2M2, что делает выход N3 положительным, а выход N1 отрицательным.
Оба этих выхода подключены к контакту № 14 IC 4017, который используется в качестве последовательного логического генератора для этого приложения.
Однако при первом включении питания начальный положительный выход N3 не оказывает никакого влияния на последовательность IC 4017, потому что при включении IC сбрасывается через C2, и логика не может сместиться с исходного вывода № 3 IC .
Теперь давайте представим, что вода начинает заполнять бак и достигает первого датчика, что приводит к тому, что выход N3 становится отрицательным, что опять же не влияет на выход IC 4017.
Когда вода наполняется и, наконец, достигает самый верхний датчик, это приводит к тому, что выход N1 становится положительным. Теперь это влияет на IC 4017, который переключает свою логику с вывода № 3 на вывод № 2.
Контакт № 2, подключенный к каскаду привода реле, активирует его, а затем активирует насос двигателя.
Теперь мотопомпа начинает забирать воду из бака и продолжает опорожнять ее до тех пор, пока уровень в баке не начнет снижаться и не опустится ниже верхнего датчика.
Это возвращает выход N1 на ноль, что не влияет на выход IC 4017, и двигатель продолжает работать и опорожнять бак, пока, наконец, вода не опустится ниже нижнего датчика.
Когда это происходит, выход N3 становится положительным, и это влияет на выход IC 4017, который переключается с контакта № 2 на контакт № 4, где он сбрасывается через контакт № 15 обратно на контакт № 3.
Здесь мотор останавливается навсегда… до того момента, пока вода снова не начнет наполнять бак и ее уровень снова не поднимется и не достигнет самого верхнего уровня.
5) Контроллер уровня воды с использованием IC 4049
Еще одна простая схема контроллера уровня воды, которая является 5-й в нашем списке для контроля переполнения резервуара, может быть построена с использованием одной IC 4049 и использоваться по назначению.
Схема, представленная ниже, выполняет двойную функцию, она включает в себя функции контроля уровня воды над головой, а также показывает различные уровни воды, когда вода заполняет резервуар.
Принципиальная схема
Принцип работы контура
Как только вода достигает самого верхнего уровня резервуара, последний датчик, расположенный в соответствующей точке, включает реле, которое, в свою очередь, переключает двигатель насоса для запуска требуемого действия по откачке воды .
Схема настолько проста, насколько это возможно. Использование всего одной ИС делает всю конфигурацию очень простой в сборке, установке и обслуживании.
Тот факт, что нечистая вода из-под крана, которую мы получаем в наших домах, имеет относительно низкое сопротивление электричеству, был эффективно использован для достижения намеченной цели.
Здесь используется одна микросхема CMOS IC 4049 для необходимого обнаружения и выполнения функции управления.
Еще один интересный факт, связанный с КМОП-ИС, помог очень легко реализовать настоящую концепцию.
Именно высокое входное сопротивление и чувствительность КМОП-затворов делают их работу совершенно простой и беспроблемной.
Как показано на рисунке выше, мы видим, что шесть вентилей НЕ внутри микросхемы 4049расположены в соответствии с их входами, непосредственно введенными внутрь резервуара для необходимого определения уровня воды.
Заземление или отрицательная клемма источника питания вводится прямо в нижнюю часть бака, так что она становится первой клеммой, соприкасающейся с водой внутри бака.
Это также означает, что предыдущие датчики, размещенные внутри бака, а точнее входы вентилей НЕ, последовательно входят в контакт или перемыкаются с отрицательным потенциалом по мере постепенного подъема воды внутри бака.
Мы знаем, что вентили НЕ представляют собой простые потенциальные или логические инверторы, то есть их выход создает потенциал, прямо противоположный тому, который подается на их вход.
Здесь это означает, что когда отрицательный потенциал со дна воды входит в контакт с входами вентилей НЕ через сопротивление воды, выходы соответствующих вентилей НЕ последовательно начинают давать противоположный отклик, то есть их выходы начинают становиться логика высока или становится при положительном потенциале.
Это действие немедленно включает светодиоды на выходах соответствующих вентилей, показывая пропорциональные уровни воды внутри бака.
Еще один момент, который следует отметить, это то, что все входы затворов подключены к положительному источнику питания через большое сопротивление.
Это важно для того, чтобы входы вентилей изначально были зафиксированы на высоком логическом уровне, а затем их выходы генерировали низкий логический уровень, удерживая все светодиоды выключенными, когда в баке нет воды.
Вход последней заслонки, отвечающей за запуск моторного насоса, расположен прямо у края бака.
Это означает, что когда вода достигает верхней части бака и шунтирует отрицательную подачу на этот вход, выход затвора становится положительным и срабатывает транзистор T1, который, в свою очередь, переключает питание на мотопомпу через проводные контакты реле.
Мотопомпа запускается и начинает откачивать или выпускать воду из бака в другое место.
Это предохраняет резервуар для воды от переполнения и разлива, другие соответствующие светодиоды, которые контролируют уровень воды по мере ее подъема, также обеспечивают важную индикацию и информацию о мгновенных уровнях поднимающейся воды внутри резервуара.
Список деталей
- R1 до R6 = 2M2,
- R7 до R12 = 1K,
- Все светодиоды = RED 5MM,
- D1 = 1N4148,
- = 12 V, SPDT, ,,,,,,,,. BC547B
- от N1 до N5 = IC 4049
Все точки датчика представляют собой обычные латунные винтовые клеммы, надетые на пластиковую палочку на требуемом измеренном расстоянии друг от друга и подключенные к цепи гибкими токопроводящими изолированными проводами (14/36).
Модернизация релейной схемы
Рассмотренная выше схема имеет один серьезный недостаток. Здесь работа реле может постоянно включать и выключать двигатель, как только уровень воды достигает порога переполнения, а также сразу же, когда верхний уровень опускается немного ниже самой верхней точки датчика.
Это действие может быть нежелательным для любого пользователя.
Недостаток можно устранить, модернизировав схему тиристором и транзисторной схемой, как показано ниже:
Как это работает
Вышеупомянутая интеллектуальная модификация обеспечивает включение двигателя, как только уровень воды достигает точки «F».
“, и после этого двигатель продолжает работать и откачивать воду, даже когда уровень воды падает ниже точки “F” …. пока, наконец, не достигнет точки “D”.
Первоначально, когда уровень воды поднимается выше точки “D”, транзисторы BC547 и BC557 включаются, однако реле по-прежнему не включается, поскольку SCR в это время выключен.
КАК наполнится бак и уровень воды поднимется до точки “F”, выход затвора N1 повернет тиристор в положительное положение, после чего реле и двигатель также включатся.
Водяной насос начинает откачивать воду из бака, в результате чего бак постепенно опорожняется. Уровень воды теперь падает ниже точки «F», отключая N1, но тиристор продолжает работать, находясь в заблокированном состоянии.
Насос продолжает работать, в результате чего уровень воды постоянно падает, пока не опустится ниже точки “D”. Это мгновенно выключает сеть BC547/BC557, лишая положительное питание реле и, в конечном итоге, выключая реле, SCR и двигатель насоса. Схема возвращается в исходное положение.
ULN2003 Схема контроллера уровня воды
ULN2003 представляет собой 7-ступенчатую сеть транзисторов Дарлингтона внутри одной микросхемы. Датчики Darlington рассчитаны на ток до 500 мА и напряжение до 50 В. ULN2003 можно эффективно использовать для создания полноценного автоматического 7-ступенчатого регулятора уровня воды с индикатором, как показано ниже:
1) ПОЖАЛУЙСТА, ДОБАВЬТЕ КОНДЕНСАТОР 1 мкФ/25 В ПОПЕРЕЧНО БАЗУ/ЭМИТТЕР BC547, В ИНАЧЕ ЦЕПЬ БУДЕТ АВТОМАТИЧЕСКИ ЗАЩЕЛКИВАТЬСЯ ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ ПИТАНИЯ.2) ПОЖАЛУЙСТА, НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ СВЕТОДИОДЫ НА КОНТАКТАХ 10 И 16, ИНАЧЕ НАПРЯЖЕНИЕ ОТ СВЕТОДИОДОВ МОЖЕТ ПОМЕХАТЬ И ВЫЗВАТЬ ПОСТОЯННУЮ ЗАЩЕЛКУ РЕЛЕ
Как это работает схема сброса, которая соединена с самым нижним и самым верхним контактами ИС для требуемого набора действий сброса реле и двигателя насоса.
Если предположить, что уровень воды ниже датчика контакта 7, выходной контакт 10 остается деактивированным, что, в свою очередь, позволяет положительному источнику питания достигать базы BC547 через резистор 10 кОм.
Это немедленно включает PNP BC557, который мгновенно запирает два транзистора посредством обратной связи 100K между коллектором BC557 и базой BC547. Это действие также блокирует реле, включающее мотопомпу. Вода насоса начинает заполнять бак, и вода постепенно поднимается выше уровня датчика pin7. Pin7 пытается заземлить смещение 10K для BC547, но это не влияет на переключение реле, так как BC547/BC557 фиксируются через резистор 100K.
По мере того, как вода наполняет резервуар и поднимается вверх, она, наконец, достигает самого верхнего уровня датчика pin1 ULN2003. Как только это происходит, соответствующий контакт 16 переходит в низкий уровень, и это заземляет смещение защелки обратной связи базы BC547, которая, в свою очередь, выключает реле и мотопомпу.
Изготовление индивидуального контроллера уровня воды
Эта индивидуальная идея идеальной схемы контроллера переполнения резервуара была предложена и запрошена мной г-ном Билалом Инамдаром.
Разработанная схема пытается улучшить приведенную выше простую схему в более индивидуальной форме.
Схема разработана и нарисована исключительно мной.
Цель схемы
Ну просто я хочу добавить акриловый лист ниже моего аквариума, который будет содержать ламповые лампы. Короче акриловый потолок. Уровень бака не может наблюдаться из-за листа. Это также необходимо для террасного бака на 1500 литров, чтобы следить за уровнем в помещении, не выходя на улицу.
Как это поможет
Это поможет во многих случаях, таких как наблюдение за уровнем резервуара на террасе, наблюдение и управление уровнем верхнего резервуара, а также наблюдение за уровнем воды в подземном резервуаре и управление двигателем. Кроме того, это убережет драгоценную воду от потери из-за перелива (озеленение). И снимите напряжение, вызванное человеческим фактором (забыв включить насос и налив воды, также выключите двигатель)
Область применения: –
Верхний бак
Размер – высота = 12 дюймов ширина = 36 дюймов длина = 45 дюймов
бак используется для питья, мытья и купания.
Бак находится на высоте 7 футов над полом.
Бак хранится в ванной
Материал бака – пластик (или ПВХ, или волокно, не проводящее электричество)
Бак имеет три соединения
Вход 1/2″, выход 1/2″ и водоворот (перелив) 1″.
Вода поступает из впускного отверстия. Вода поступает из выхода для использования. Переливное соединение предотвращает перелив воды в бак и отводит ее в дренаж.
Выходное отверстие ниже, а перелив и вход выше на баке (высота реф.)
Сценарий:-
Датчики бака и уровня
|_A датчик (перелив)
|__ok уровень
|_D датчик (средний )
|__низкий уровень
|_B датчик
|__очень низкий уровень
|_C общий датчик
В соответствии со сценарием я объясню, как должна работать схема
Примечания к схеме:-
/DC (для резервного копирования) до 12 AC/DC (для резервного копирования)
2) Схема должна в основном работать на переменном токе (моя сеть 220-240 В переменного тока) с использованием трансформатора или адаптера, это предотвратит ржавление датчика, которое происходит из-за положительного отрицательного напряжения.
3) Постоянный ток будет питаться от легко доступной батареи 9 В или от батареи типа АА или ААА.
4) У нас много перебоев в электроснабжении, поэтому, пожалуйста, рассмотрите резервное решение постоянного тока.
5) в качестве зонда используется алюминиевая проволока 6 мм.
6) Сопротивление воды меняется в зависимости от места, поэтому схема должна быть универсальной.
7) Звук должен быть музыкальным, а также разным для очень высоких и очень низких. Это может испортиться, поэтому следующий звук предпочтительнее. Зуммер не подходит для большой комнаты 2000 кв.м.
8) Выключатель сброса должен быть обычным выключателем дверного звонка, который можно вставить в существующий электрический щит.
9) Должно быть не менее 6 светодиодов
Очень высокий, очень низкий, нормально, низкий, средний, мотор вкл/выкл. Середина должна быть рассмотрена для будущих расширений.
10) Схема должна показывать, что светодиод не горит при отсутствии переменного тока.
И переключиться на постоянный ток обратно.
или добавить два светодиода для индикации питания от сети и от батареи.
Функции цепи.
1) Зонд B – если уровень воды ниже этого значения, должен загореться индикатор очень низкого уровня. Мотор должен запуститься. Сигнал тревоги должен звучать. Звук должен быть уникальным для очень низкого уровня.
2) если нажат переключатель сброса, то звук должен исчезнуть, все остальное остается прежним (цепь активирована, светодиод горит, двигатель)
3) если датчик прикосновения к воде B, звук должен быть отключен автоматически. Светодиодный индикатор очень низкого уровня выключается Светодиодный индикатор низкого уровня больше не включается
4) Датчик D – если датчик касается воды Индикатор низкого уровня выключается. Загорается светодиод нормального уровня
5) Зонд А – если вода касается этого зонда, мотор выключается.
Индикатор нормального уровня гаснет, и загорается индикатор очень высокого уровня.
Звонок/динамик включается с другой мелодией для очень высоких частот.
Кроме того, если в этом случае нажата кнопка сброса, то также не должно быть никакого другого эффекта, кроме отключения звука.
И последнее, но не менее важное: электрическая схема должна быть расширяемой до E, F, G и т. д. для очень большого резервуара (как у меня на террасе)
Еще одна вещь, которую я не знаю, как должен быть указан средний уровень.
Слишком устал, чтобы писать больше, извините. Название проекта (просто предложение) Автоматизация уровня Perfect Water Tank или идеальный контроллер уровня воды в баке.
Перечень деталей
R1 = 10K,
R2 = 10M,
R3 = 10M,
R4 = 1K,
T1 = BC557,
Диод = 1N4148
Номинальный ток реле, контакты насоса 12 В.
Все вентили Nand взяты из микросхемы 4093
Работа схемы вышеприведенной конфигурации
Предполагая, что содержание воды находится в точке A, положительный потенциал от точки «C» в резервуаре достигает входа N1 через воду, делая выход N2 идут вверх.
Это запускает N3, N4, транзистор/реле и звуковой сигнал №2.
При спуске воды ниже точки “А” затворы N3, N4 удерживают положение за счет запирающего действия (обратная связь с его выхода на вход).
Поэтому сирена №2 остается включенной.
Однако при нажатии верхнего переключателя сброса защелка переворачивается и поддерживается в отрицательном положении, отключая звуковой сигнал.
Тем временем, поскольку точка “B” также находится под положительным потенциалом, поддерживает низкий уровень на выходе среднего одиночного затвора, оставляя соответствующий транзистор/реле и звуковой сигнал №1 выключенными.
Выход двух нижних затворов высокий, но не влияет на транзистор/реле и звуковой сигнал №1 из-за диода на базе транзистора.
Теперь предположим, что уровень воды падает ниже точки “B”, положительный сигнал от точки “C” блокируется, и теперь эта точка переходит в низкий логический уровень через резистор 10M (требуется коррекция на диаграмме, которая показывает 1M).
Выход среднего одиночного затвора немедленно становится высоким и включает транзистор/реле и звуковой сигнал №1.
Эта ситуация сохраняется до тех пор, пока порог воды ниже точки B.
Однако сирена №1 может быть выключена нажатием нижней кнопки PB, которая возвращает защелку, сделанную из нижней пары ворот N5, N6. Выход двух нижних затворов становится низким, притягивая базу транзистора к земле через диод.
Транзисторное реле выключается и, следовательно, сирена №1.
Ситуация сохраняется до тех пор, пока уровень воды снова не поднимется выше точки В.
Перечень деталей для вышеуказанной цепи указан на схеме.
Работа схемы вышеуказанной конфигурации
Предполагая, что уровень воды находится в точке A, можно наблюдать следующее: через воду.
Это приводит к низкому логическому уровню на выходе верхнего правого затвора, который, в свою очередь, устанавливает высокий уровень на выходе верхнего левого затвора, включая светодиод (яркое свечение, показывающее, что бак полон)
Входные контакты нижнего правого затвора также имеют высокий уровень, что делает его выход низким, поэтому светодиод с пометкой LOW выключается.
Однако это сделало бы выход нижнего левого затвора высоким, включив светодиод, помеченный как OK, но из-за диода 1N4148 он удерживает его на низком уровне, так что светодиод «ОК» остается выключенным.
Теперь предположим, что уровень воды падает ниже точки A, две верхние заслонки меняют свое положение, выключая светодиод с пометкой HIGH.
Через 1N4148 не проходит напряжение, поэтому нижний левый затвор включает светодиод с надписью «ОК»
Когда уровень воды падает ниже точки D, светодиод OK продолжает светиться, потому что нижняя правая заслонка остается неизменной и продолжает работать с низким выходным сигналом.
Однако в тот момент, когда вода опускается ниже точки B, нижний правый вентиль меняет свой выход, потому что теперь оба его входа находятся на низком логическом уровне.
Это включает светодиод с пометкой LOW и выключает светодиод с пометкой OK.
Список деталей для вышеуказанной схемы приведен на схеме
IC 4093 Схема выводов
Примечание:
Не забудьте заземлить входной контакт оставшихся трех ворот, которые не используются.
Во всех трех ИС потребуется 16 логических элементов, только 13 будут использоваться, а 3 останутся неиспользованными, с этими неиспользуемыми логическими элементами необходимо соблюдать вышеуказанную меру предосторожности.
Все соответствующие точки датчиков, выходящие из разных цепей, должны быть соединены вместе и подключены к соответствующим точкам датчиков резервуара.
Подведение итогов
На этом мы завершаем наши статьи о 5 лучших автоматических регуляторах уровня воды, которые можно настроить для автоматического включения/выключения двигателя насоса в зависимости от верхнего и нижнего порогов воды. Если у вас есть другие идеи или сомнения, поделитесь ими в поле для комментариев ниже 9.0003
Автоматический регулятор уровня воды своими руками, схема и работа
— Реклама —
Вот простой автоматический регулятор уровня воды для подвесных баков, который включает/выключает двигатель насоса, когда уровень воды в баке становится ниже/выше минимального/максимального уровня.
Уровень воды измеряется двумя поплавками, приводящими в действие переключатели, управляющие двигателем насоса.
Ранее мы разработали простую схему автоматического управления водяным насосом.
Цепь автоматического контроллера уровня водыКаждый поплавок датчика подвешен сверху с помощью алюминиевого стержня. Это устройство заключено в трубу из ПВХ и закреплено вертикально на внутренней стенке резервуара для воды. Такие датчики более надежны, чем датчики индукционного типа. Датчик 1 определяет минимальный уровень воды, а датчик 2 – максимальный уровень воды (см. рисунок).
Схема автоматического регулятора уровня воды– Объявление –
Листовые переключатели S1 и S2 (используемые в магнитофонах) закреплены в верхней части сенсорных блоков таким образом, что при поднятии поплавков прикрепленный 5-миллиметровый d. (прибл.) алюминиевые стержни толкают подвижные контакты (P1 и P2) листовых выключателей S1 и S2 из нормально замкнутого (Н/З) положения в нормально разомкнутое (Н/О) положение.
Точно так же, когда уровень воды падает, подвижные контакты возвращаются в исходное положение.
Обычно размыкающий контакт переключателя S1 подключается к земле, а размыкающий контакт переключателя S2 подключается к источнику питания 12 В.
Микросхема 555 подключена таким образом, что когда ее триггерный контакт 2 заземлен, он срабатывает, а когда сброс сброса контакт 4 заземлен, он сбрасывается. Пороговый вывод 6 и разрядный вывод 7 в схеме не используются.
Контроллер уровня воды в рабочем состоянииКогда вода в баке опустится ниже минимального уровня, подвижные контакты (P1 и P2) обоих листовых выключателей перейдут в положение N/C. Это означает, что триггерный контакт 2 и сброс 4 IC1 подключены к земле и 12 В соответственно.
Это запускает IC1, и на его выходе устанавливается высокий уровень для подачи питания на реле RL1 через управляющий транзистор SL100 (T1). Двигатель насоса включается, и он начинает перекачивать воду в верхний бак, если переключатель S3 находится в положении «включено».
При повышении уровня воды в баке поплавок датчика 1 поднимается. Это переводит подвижный контакт переключателя S1 в положение N/O, а триггерный контакт 2 IC1 подключается к 12 В. Это не оказывает никакого влияния на IC1, и его выход остается высоким, чтобы поддерживать работу двигателя насоса.
По мере того, как уровень воды поднимается до максимального уровня, поплавок датчика 2 переводит подвижный контакт S2 в положение Н/О, и он замыкается на землю.
Теперь IC1 сбрасывается, и его выход становится низким, чтобы выключить насос.
По мере расходования его уровень в верхнем баке снижается. Соответственно, расходуется, снижается его уровень в верхнем баке. Соответственно поплавок датчика 2 также опускается.
Это приводит к тому, что подвижный контакт переключателя S2 возвращается в положение NC, а контакт сброса 4 микросхемы IC1 снова подключается к 12 В. Но IC1 не срабатывает, потому что его триггерный контакт 2 все еще зафиксирован на уровне 12 В с помощью переключателя S1.
Таким образом, насос остается выключенным.
Когда уровень воды продолжает опускаться и достигает минимального уровня, подвижный контакт переключателя S1 возвращается в положение N/C, чтобы соединить триггерный контакт 2 микросхемы IC1 с землей. Это запускает IC1, и насос включается.
Строительство и испытанияБлоки поплавковых датчиков можно собрать дома. Обе единицы идентичны, за исключением того, что их длина различна. За длину датчика минимального уровня можно принять глубину водяного бака от верха до выпускной водопроводной трубы. Глубина резервуара для воды от верха до уровня, до которого вы хотите наполнить резервуар, принимается за длину датчика максимального уровня. Листовые переключатели закреплены в верхней части резервуара, как показано на рисунке.
Каждая труба закрыта с обоих концов двумя заглушками. Диаметр 5 мм. В центре верхней крышки просверлено отверстие, через которое легко проходит алюминиевый стержень для выбора контакта листовых выключателей.
