31.03.21

[Домашняя]

В частных домах редко бывает центральная канализация, - обычно это септик. Но септик от центральной канализации отличается тем, что рассчитан на суточный сброс воды не более какого-то определенного значения. Например, мой септик за сутки может обработать не более полутора кубометра воды, то есть, не более 1500 литров. Но приближаться к этому значению не стоит, лучше ограничиться объемом в 1100-1200 литров. Переполнение септика грозит неприятными, во всех отношениях, последствиями, поэтому было принято решение сделать ограничитель суточного объема. Ограничитель состоит из запорного водопроводного клапана, датчика потребления воды и электронного устройства, которое отключает воду если суточный объем превысит 1165 литров. Суть работы в том, что электронная схема считает импульсы с выхода датчика потребления воды. При превышении порога отключает воду. Каждые сутки счетчик электронного устройства обнуляется на рассвете. За это отвечает фотореле. Схема показана на рисунке.

Используется бытовой датчик потребления воды YF-S201. Он вырабатывает около 450 импульсов на литр воды. То есть 450000 импульсов на кубометр. Датчик состоит из муфтообразного устройства, врезаемого в трубу, на котором расположен небольшой счетный блок. От этого блока идет три провода, - красный (питание +5V), желтый (выходные импульсы) и черный (общий минус). Схема счета сделана на двух счетчиках типа К561ИЕ16. Самое близкое подходящее значение получилось при включении счетчиков последовательно. При этом на выводе 4 D2 логическая единица появляется после поступления на вход D1 524288 импульсов. То есть, при потреблении воды в объеме 1165 литров. Что, в общем, вполне подходит. И так, в исходном состоянии, то есть, после обнуления, на всех выходах счетчика D2 нули. Транзистор VT1 закрыт и светодиод HL1 не горит. Нуль с вывода 4 D2 инвертируется элементом D3.3, и единица с его выхода поступает на затвор полевого транзистора VT2. Он открывается. Через него поступает ток на реле К1. Его контакты (на схеме не показаны) включены так, чтобы подавать ток на водопроводный клапан. Поэтому клапан открыт. Льем воду, датчик выдает импульсы, они поступают на вход «С» счетчика D1. После того как будет вылито 582,5 литра, то есть, половина лимита, появляется логическая единица на выводе 5 D2. Открывается транзистор VT1 и загорается индикаторный светодиод HL1. Он предупреждает о том, что половина суточного лимита уже вылита. После того как будет вылито 1165 литров появится логическая единица на выводе 4 D2. На выходе D3.3 теперь нуль. Транзистор VT2 закрывается и с помощью реле К1 выключает подачу воды (водопроводный клапан закрывается при отключении питания его соленоида). Для того чтобы схема считала именно суточный объем потребления воды нужно было что-то сделать, чтобы счетчики обнулялись один раз в сутки. Можно было пристроить к делу электронный будильник, но в конечном итоге остановились на фотореле, которое будет обнулять счетчики каждые сутки на рассвете. Фотореле выполнено на двух элементах микросхемы D3 - К561ТЛ1. Датчиком света служит фоторезистор RF1. Вместе с подстроечным резистором R1 он образует делитель напряжения, управляемый светом. Датчик настраивают подстроечным резистором R1. Напряжение с этого делителя поступает на входы логического элемента D3.1. Элементы микросхемы К561ТЛ1 обладают свойствами триггера Шмитта. Резистором R1 настраивают датчик так, чтобы ночью на выходе D3.1 была логическая единица, а днем - ноль. На рассвете сопротивление фоторезистора RF1 снижается и напряжение на входах D3.1 повышается до уровня логической единицы. На его выходе - ноль. На выходе D3.2 возникает логическая единица, и цепь C4-R2 формирует импульс, который обнуляет счетчики. Таким образом, если за период от рассвета до рассвета лимит потребления воды не был превышен, то и водопроводный клапан закрываться не будет. Для ручного сброса счетчиков есть кнопка S1. При её нажатии на выходе D3.2 формируется единица. Питается схема от источника постоянного тока напряжением 5V, в качестве которого можно использовать популярные сейчас универсальные зарядные устройства для сотовых телефонов. Реле К1 - с обмоткой на 5V. Можно заменить любым аналогичным реле. Питать схему от источника напряжения больше 5V будет проблематично, потому что датчик YF-S201 рассчитан на 5-вольтовое питание. Микросхемы К561ИЕ16 можно заменить полными аналогами CD4020, или микросхемами CD4060, но подключение по выводам будет другим: С = 11, R = 12. Остальные выводы, используемые в этой схеме, совпадают. Светодиод HL1 - любой индикаторный. Транзистор VT1 - КТ3102, КТ503, КТ315, ВС549 или любой другой маломощный структуры п-р-п. Полевой транзистор КП501 можно заменить на КП505, КП504, 2N7000, 2N7002, ВС170 или другие аналогичные. Налаживание заключается в настройке датчика света подстройкой резистора R1. Если счетчики будут ошибаться нужно на вывод 3 D1 и общий минус питания подцепить небольшой конденсатор емкостью до 100 пф. Он будет подавлять паразитные очень короткие могут быть на выходах некоторых микросхем К561ИЕ16. Можно упростить схему, если убрать фотореле. В таком случае, нужно будет счетчики обнулять вручную, - с помощью кнопки подавать логическую единицу на их соединенные вместе выводы 11. В этом случае можно резистор R2 оставить, а С4 удалить вместе с остальной схемой на D3.1 и D3.2. А кнопку подключить между выводами 11 D1, D2 и плюсом питания. Если такие радикальные меры, как отключение воды не нужны, можно вместо реле К1 подключить какой-нибудь сигнализатор, например, зуммер, который будет пищать в случае превышения лимита. Переделать схему на контроль большего объема жидкости несложно, например, если резистор R4 перепаять с 5-го на 4-й вывод D2, а входы элемента D3.3 с вывода 4 на вывод 6 D2. Теперь схема будет реагировать на 2330 литров.

Радиоконструктор №4 2018г стр. 33