31.03.21

[Домашняя]

В доме с подвалом или гараже грунтовые воды могут создавать большие проблемы. Необходима своевременная откачка грунтовых вод в дренажный колодец (или систему канализации, на рельеф местности и др.). Для откачки требуется насос. Чаще всего в продаже встречаются недорогие погружные насосы, предназначенные для устройства водопровода - качают воду из колодца. У таких насосов есть две важные особенности, - чтобы работать насос должен быть погружен в воду, и насос рассчитан на откачку чистой воды (без песка и грунта). Таким образом, чтобы использовать погружной насос для откачки грунтовых вод из подвала нужно в подвале соорудить небольшой колодец. Нужно в самой низкой части подвала выкопать яму глубиной около 0,8 метра и размерами 0,7x0,7 метра. Чтобы края ямы не осыпались, и дно не заиливалось её нужно выложить керамическим кирпичом без раствора. То есть, кирпичи должны свободно лежать друг на друге и через естественные щели между ними вода должна протекать в эту яму. Другой вариант - использовать бетонное кольцо для колодцев и закопать его в подвале. В стенках кольца нужно перфоратором насверлить отверстий для свободного протока воды, а дно выложить тем же кирпичом. Но этот вариант не всегда пригоден из-за больших размеров и массы бетонного кольца. Теперь, когда колодец готов, при повышении уровня грунтовых вод вода будет появляться сначала в нем, и только после его заполнения будет начинаться затопление подвала. Задача насоса - вовремя откачивать из этого колодца воду, не давая ему переполняться и затапливать подвал. Насос нужно подвесить в центре колодца так, чтобы он был погружен в него, но до дна оставалось еще 10-15 см. Остается сделать схему для управления насосом. На рисунке 1 показана схема, следящая за верхним и нижним уровнем воды в колодце.

Схема выполнена на распространенной и недорогой элементной базе. Е1, Е2 и ЕЗ - это датчики уровня воды. Они должны быть из нержавеющей стали. В идеале - это прутки нержавеющей стали, но можно использовать и какие-то изделия, например, столовые принадлежности (ложки, вилки), выполненные из нержавеющей стали. Е1 - нужно либо опустить до самого дна, либо воткнуть его в землю на дне (например, в щель между кирпичами, которыми выложено дно колодца). Е2 и ЕЗ подвешиваются на крышке или поперечине установленной на верху колодца. Е2 нужно установить на такой высоте, чтобы его край был как раз на высоте верхнего уровня воды в колодце (10-15 см до верхнего края). ЕЗ - на высоте нижнего уровня воды (20-25 см от дна). Основу логической схемы составляет RS-триггер на логических элементах D1.2 и D1.3 и инвертор D1.1. Когда в колодце пусто входы логических элементов, связанных с датчиками находятся под потенциалами логических единиц, поступающих на них через резис­торы R1 и R2. На вывод 1 D1.2 поступает единица, а на вывод 6 D1.3 поступает логический ноль с выхода инвертора D1.1. В результате RS-триггер устанавливается в устойчивое состояние с логическим нулем на выходе D1.3. Нуль на базе VT1 приводит к закрыванию VT1 и VT2. Ток на обмотку реле К1 не поступает и насос отключен от сети. Если уровень воды начинает увеличиваться, то сначала погружается в воду датчик ЕЗ. При этом возникает сопротивление между ним и Е1, соединенным с общим проводом схемы. Сопротивление воды значительно ниже сопротив­ления R2, поэтому напряжение на входах D1.1 опускается до уровня логического нуля. На выходе D1.1 появляется единица. Но RS-триггер остается в прежнем состоянии. При дальнейшем повышении уровня воды в воду погружается датчик Е2. Теперь напряжение на выводе 1 D1.2 падает до логического нуля, так как сопротивление воды существенно ниже сопротивления резистора R1. Это приводит к переключению RS- триггера в состояние с логической единицей на выходе D1.2. Транзисторы VT1 и VT2 открываются и реле К1 включает насос. Насос начинает откачивать воду и её уровень понижается ниже Е2, - напряжение на выводе 1 D1.2 повышается до логической единицы. Но RS-триггер остается в прежнем состоянии, и насос продолжает откачивать воду. Как только уровень воды становится ниже ЕЗ напряжение на входах D1.1 увеличивается и на его выходе появляется логический ноль, который, переключает RS-триггер в состояние нуля на выходе D1.2. Насос выключается. Конденсаторы С2 и СЗ нужны для того чтобы подавлять наводки и помехи, которые могут поступать на щупы самыми разными путями. Монтаж большинства деталей сделан на печатной плате, схема которой показана на рисунке 2.

На схеме дорожки показаны условно, без указания их толщины. Рисунок на фольгированном стеклотекстолите сделан маркером для письма на компакт-дисках. Плата протравлена в растворе хлорного железа. Отверстия можно сверлить компактной дрелью- шуруповертом. Источник питания - любой сетевой адаптер с выходным напряжением 4,6-5,5V. Схема может работать и при более высоком напряжении питания (до 15V), но обмотка реле К1 рассчитана на 5V. Если необходимо питать схему более высоким напряжением (но не более 15V) последовательно с обмоткой реле нужно включить резистор, сопротивление которого определить экспериментально или рассчитать, зная напряжение и сопротивление обмотки реле. На плате есть место под дополнительный резистор, - нужно пере­резать печатную дорожку между площадками под его выводы. Реле типа BS-115-C с обмоткой на 5V можно заменить другим аналогичным, например, с обмоткой на 9\/или12\/. Соответственно нужно будет и увеличить напряжение питания схемы. Микросхему К561ЛА7 можно заменить зарубежным аналогом типа CD4011 или отечественным К176ЛА7. Все конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не ниже напряжения питания.

Радиоконструктор №2  2014г стр. 28