31.03.21

[Домашняя]

При организации дачного водопровода обычно пользуются «еврокубом» (резервуаром для воды) и погружным насосом для закачки воды в него из колодца. «Еврокуб» устанавливают где-то повыше, например, на чердаке, чтобы создать аналог водонапорной башни. По мере необходимости воду в нем пополняют включая и выключая погружной насос. Здесь приводится описание автомата для автоматизации данного процесса. Для контроля уровня воды в резервуаре используется датчик, сделанный из трех полосок нержавеющей стали. Одна полоска опускается до самого дна резервуара и соединяется с общим минусом схемы. Вторая опускается в резервуар так, чтобы не доставала до дна примерно на десять сантиметров. Она служит для индикации нижнего уровня воды («пустой»), при котором требуется пополнение. Третья полоска короткая, она опускается в резервуар так, чтобы её нижний конец был на уровне поверхности воды при почти полном резервуаре. Эта пластина служит для индикации верхнего уровня воды («полный»). Принципиальная схема автомата показана на рисунке 1.

Как уже было сказано, система датчиков состоит из трех пластин из нержавеющей стали. Общая пластина соединена с общим минусом схемы. Пластины «полный» и «пустой» через резисторы R1 и R2, соответственно, соединены с плюсом питания микросхемы D1. Сопротивление воды между данными пластинами и общим минусом совместно с резисторами R1 и R2 образует делители напряжения, напряжение с которых поступает на вывод 1 D1.2 и на соединенные вместе выводы 3, 4, 5 D1.1 через RC-цепи R3-C1 и R4-C2. Данные цепи служат для подавления возможных наводок, которые могут быть в соединительных проводах, идущих от резервуара к печатной плате. Алгоритм работы определяется логикой RS-триггера, выполненного на микросхеме D1, которая заключается в изменении устойчивых состояний RS- триггера. Когда резервуар пуст и требуется его пополнение, уровень воды в нем ниже нижнего конца пластины «пустой». При этом проводимости по воде нет, и сопротивление R1 значительно ниже сопротивления между пластиной «пустой» и общим минусом схемы. На выводе 1 D1.2 устанавливается напряжение логической единицы. Это переключает RS-триггер в устойчивое состояние с логической единицей на выводе 10 D1.3. Транзистор VT1 открывается и подает питание на обмотку реле К1, которое своими контактами включает насос. На схеме не показано подключение насоса, - нужно насос к электросети подключить через замыкающие контакты реле. Начинается заполнение резервуара, уровень воды поднимается и достигает пластины «пустой». Сопротивление между ней и общим минусом становится ниже сопротивления R1 и напряжение на выводе 1 D1.2 падает до уровня логического нуля. Но триггер продолжает оставаться в устойчивом состоянии с единицей на выходе D1.3. Резервуар продолжает пополняться. Затем, вода достигает пластины «полный». Сопротивление между ней и общим минусом становится ниже сопротивления R2 и напряжение на выводах 3, 4, 5 D1.1 падает до уровня логического нуля. При этом на выходе D1.1 возникает логическая единица, которая поступает на соединенные вместе выводы 12 и 13 D1.3 и переключает триггер в другое устойчивое состояние, при котором на выводе 10 D1.3 напряжение низкого уровня. Транзистор VT1 закрывается и реле К1 выключает насос. В процессе пользования водой её уровень в резервуаре снижается и становится ниже пластины «полный». Сопротивление между ней и общим минусом становится выше сопротивления R2 и напряжение на выводах 3, 4, 5 D 1.1 возрастает до уровня логической единицы. При этом на выходе D1.1 возникает логический ноль, который поступает на соединенные вместе выводы 12 и 13 D1.3. Но к изменению состояния триггера это не приводит - на выходе D1.3 по прежнему ноль. Изменение состояния произойдет, только когда уровень воды в резервуаре опустится ниже пластины «пустой». Тогда включится насос. Питается автомат от сетевого адаптера с выходным напряжением 9V (от старой 8- битной телевизионной игровой приставки), хотя может быть и любой другой источник источник постоянного тока напряжением 5-12V, но обязательно с гальванический развязкой от сети, иначе возникает опасность поражения электрическим током. Для устранения сбоев в работе схемы из- за кратковременных отключений электроэнергии в схеме имеется своеобразный резервный источник питания на основе конденсатора СЗ и диода VD1. Диод не дает конденсатору разрядиться через реле или индикаторный светодиод при кратковременных перерывах в питании. Светодиод HL1 служит индикатором наличия питания схемы. Примененное в схеме реле рассчитано на напряжение питания обмотки 5V. Но здесь напряжение выше (9V) поэтому последовательно обмотке реле подключен резистор R6, берущий на себя избыточные 4 V напряжения. Если автомат будет питаться напряжением 5V, этот резистор следует заменить перемычкой, при напряжении более 5V сопротивление R6 нужно выбрать таким, чтобы при открытом транзисторе VT1 на обмотке реле было напряжение 5V. Конечно, можно использовать другое реле, с обмоткой на другое напряжение, но не более напряжения питания. Если напряжение обмотки равно напряжению питания резистор R6 заменить перемычкой, если ниже напряжения питания, - подобрать R6 так, чтобы на обмотке реле было номинальное напряжение. Все детали автомата смонтированы на печатной плате с односторонним расположением проводников (рис.2).

Микросхему К561ЛЕ10 можно заменить зарубежным аналогом «4025» из серии CD или аналогичных серий. Светодиод любой. Диоды VD1 и VD2 - то же любые. Конденсатор СЗ на напряжение не ниже напряжения питания. О реле сказано выше. При налаживании, возможно, потребуется подбор сопротивлений R1 и R2. Это зависит от состава примесей в воде. Если в вашем колодце вода «дистиллированная» величины этих сопротивлений придется увеличить в несколько раз.

Радиоконструктор №9 2015г стр. 30