31.03.21

[Домашняя]

Погружные вибронасосы получили широкое распространение благодаря простому монтажу и высокой производительности. К сожалению, всем вибронасосам присущ один недостаток — они быстро выходят из строя на холостом ходу. В журнале "Радио" было описано немало различных устройств, позволяющих автоматически контролировать количество воды в резервуаре, куда помещен вибронасос или ток вибронасоса. Наиболее простыми и универсальными оказываются устройства, контролирующие количество воды по ее уровню в баке или любом другом резервуаре. Они могут быть использованы не только для обеспечения безопасной работы вибронасоса, но и для борьбы с подтоплением подвалов и погребов, а также для поддержания необходимого уровня жидкости в баках систем тепло и водоснабжения. В предлагаемом вниманию читателей автомате, схема которого изображена на рисунке, в качестве основного управляющего элемента использован интегральный таймер NE555.

Алгоритм работы довольно прост. Допустим, уровень воды в контролируемом объеме такое, что оба подключенных к колодке ХТ1 датчика сработали: ее контакты 2 и 3 соединены с контактом 1. Напряжение на входах S и R таймера близко к нулю и его внутренний триггер переходит в состояние, соответствующее высокому уровню напряжения на выводах 3 и 7. При нажатой кнопке SB1 к выводу 3 подключена обмотка реле К1. Сработав, оно включает насос, который в зависимости от решаемой задачи откачивает воду из колодца или подвала либо подает ее в заполняемый бак. Спустя некоторое время в результате изменения уровня воды размыкается цель, соединявшая контакты 1 и 2 колодки ХТ1. Уровень напряжения на входе S таймера становится высоким, но триггер таймера остается в прежнем состоянии, поскольку уровень на входе R все еще низкий. Насос продолжает работать. Только когда разомкнётся цепь, соединявшая контакты 1 и 3 колодки ХТ1, и станет высоким уровень напряжения на входе R, триггер изменит состояние, что приведет к выключению насоса. Если говорить более точно, внутренние компараторы напряжения, имеющиеся в таймере между его внешними выводами и входами RS-триггера, имеют разные пороги срабатывания. Для компаратора на входе S это одна треть напряжения питания, а на входе R — две трети. Именно оба этих порога должны быть превышены, чтобы триггер перешел в состояние, соответствующее напряжению, близкому к нулевому. Во многих случаях сопротивление датчиков в "разомкнутом" состоянии далеко не бесконечно — они работают в водной среде либо при повышенной влажности, поэтому утечка тока неизбежна. При заметной утечке резисторы R1 и R2, возможно, потребуется подобрать, чтобы обеспечить нужные значения напряжения на входах таймера. Двухцветный светодиод HL1 с общим катодом кристаллов разного цвета свечения предназначен для визуального контроля работы автомата. Чтобы в дежурном режиме обеспечить зеленое свечение светодиода, а в рабочем — красное, имеется инвертор уровня на транзисторе VT1. При высоком уровне напряжения на выводе 3 таймера внутренний транзистор выхода 7 закрыт. Поэтому транзистор VT1 открыт током, текущим через резистор R3, и ток, заданный резистором R5, течет через участок коллектор—эмиттер транзистора, а не через "зеленый" кристалл светодиода HL1. Поэтому светится только его "красный" кристалл. Когда на выводе 3 таймера низкий уровень и "красный" кристалл светодиода не светится, внутренний транзистор на выходе (вывод 7) таймера открыт, а транзистор VT1 закрыт. Ток течет через резистор R5 и светящийся в этой ситуации "зеленый" кристалл светодиода. Конечно, вместо двухцветного светодиода можно применить два обычных разного цвета свечения. Выносной кнопочный переключатель SB1 позволяет включать насос вручную, одновременно отключая автоматику. Цепь R4C5 — искрогасящая, она защищает контакты реле К1 от обгорания. Автомат собран на односторонней печатной плате из фольгированного листового изоляционного материала. Чертеж платы и схема расположения на ней деталей показаны на рис. 4.

Для подключения внешних цепей использованы контактные колодки с винтовыми зажимами 350-031-12 (Х1), 350-021-12 (Х2) и 300-021 -12 (ХЗ, Х4) Если от пере­ключателя SB1 решено отказаться, на плате следует соединить проволочной перемычкой контактные площадки, предназначенные для контактов 1 и 3 переключателя. Можно не монтировать и узел световой индикации. В этом случае не нужны светодиод HL1, транзистор VT1 и резисторы R3, R5, R6. Хотя таймер NE555 имеет отечественный аналог — КР1006ВИ1, при необходимости замены импортного прибора следует иметь в виду, что у отечественного максимальный ток нагрузки вдвое меньше (100 мА вместо 200 мА). Замена может привести к ненадежной работе автомата при использовании реле К1 с малым сопротивлением обмотки. Транзистор КТ3102А заменяется любым из серий КТ3102, КТ315, а также транзистором ВС 147 или другим маломощным транзистором структуры п-р-п. Вместо светодиода АЛС331А допустимо установить другой двухцветный, кристаллы которого соединены по такой же схеме - L-59EGC, L-839EGW, L-239EGW или, как уже было сказано, использовать два отдельных светодиода разных цветов свечения. Реле К1 - WJ113-2C-12VDC (рабо­чее напряжение обмотки —12 В, сопротивление — 200 Ом). Вместо него можно использовать реле KSD215AC3, KSD225AC8, KSD240AC3 и другие с рабочим напряжением 9... 12 В и контактами, способными коммутировать ток 5 А при напряжении 220...240 В. Автомат можно питать от простейшего трансформаторного или импульсного блока питания, дающего постоянное напряжение 9... 12 В при токе нагрузки 200 мА. Подойдут, например, блоки, описанные в [5, 6]. Датчики уровня воды могут быть любыми: оптическими, емкостными, ультразвуковыми, контактными. Единственное требование к ним — близкое к нулю сопротивление выходной цепи при наличии воды на уровне установки датчика и как можно большее сопротивление в ее отсутствие. Самый простой датчик—кондуктометрический — можно сделать из отрезка трехпроводного кабеля. Концы его проводов» опускаемые в резервуар с водой, зачищены от изоляции на длине 10 мм. На другом конце отрезка кабеля провода подключают к контактной колодке ХТ1, причем номера проводов на рис. 5 соответствуют номерам ее контактов.

Конфигурация, показанная на рис. 5,а, соответствует случаю, когда резервуар с водой — это колодец. Погруженный в воду вибрационный насос требуется выключить, если ее уровень в колодце опустится ниже минимально допустимого. Откачка воды начнется вновь, когда ее уровень достигнет конца провода 2. Если автоматически начинать откачку не требуется, можно соединить провод 2 с проводом 1 кнопкой SB2, как показано на рис 5,б, Откачка начнется при нажатии на эту кнопку независимо от количества воды, но автоматически прекратится, когда ее уровень опустится до минимального. Для поддержания заданного уровня воды в баке провода датчика подключают, как показано на рис. 5,в. Когда ее уровень ниже обозначенного на рисунке максимума, насос автоматически включается, когда ниже — выключается. Если вода поступает под напором из водопровода, насос может быть заменен электрогидроклапаном открываемым и закрываемым по сигналу автомата.

Радио  №6 2011г стр. 40