Keď je potrebné kontrolovať hladinu kvapaliny, mnohí robia túto prácu manuálne, ale je to mimoriadne neefektívne, vyžaduje si veľa času a úsilia a následky prehliadnutia môžu byť veľmi drahé: napríklad zaplavený byt alebo vyhorený čerpadlo. Tomu sa dá ľahko vyhnúť použitím plavákových snímačov hladiny vody. Ide o zariadenia, ktoré majú jednoduchý dizajn a princíp fungovania a sú cenovo dostupné.
V domácnosti vám senzory tohto typu umožňujú automatizovať procesy, ako sú:
- monitorovanie hladiny kvapaliny v zásobnej nádrži;
- čerpanie podzemnej vody z pivnice;
- vypnutie čerpadla, keď hladina v studni klesne pod prípustnú úroveň, a niektoré ďalšie.
Princíp činnosti plavákového snímača
Predmet je umiestnený v kvapaline a neklesá v nej. Môže to byť kus dreva alebo peny, dutá zapečatená plastová guľa alebo kov a oveľa viac. Keď sa hladina kvapaliny zmení, tento objekt bude stúpať alebo klesať s ňou. Ak je plavák pripojený k pohonu, bude fungovať ako snímač hladiny vody v nádrži.
Klasifikácia zariadení
Plavákové snímače môžu nezávisle monitorovať hladinu kvapaliny alebo posielať signál do riadiaceho obvodu. Podľa tohto princípu ich možno rozdeliť do dvoch veľkých skupín: mechanické a elektrické.
Mechanické zariadenia
Mechanické ventily zahŕňajú širokú škálu plavákových ventilov pre hladinu vody v nádrži. Princíp ich činnosti spočíva v tom, že plavák je spojený s pákou, pri zmene hladiny kvapaliny sa plavák pohybuje nahor resp dolu touto pákou a ten zase pôsobí na ventil, ktorý uzatvára (otvára) prívod vody. Takéto ventily možno vidieť v nádržiach na splachovanie toaliet. Sú veľmi vhodné na použitie tam, kde potrebujete neustále dopĺňať vodu z centrálneho vodovodného systému.
Mechanické snímače majú niekoľko výhod:
- jednoduchosť dizajnu;
- kompaktnosť;
- bezpečnosť;
- autonómia - nevyžadujú žiadne zdroje elektriny;
- spoľahlivosť;
- lacnosť;
- jednoduchosť inštalácie a konfigurácie.
Ale tieto snímače majú jednu významnú nevýhodu: môžu ovládať iba jednu (hornú) úroveň, ktorá závisí od miesta inštalácie, a regulovať ju, ak je to možné, potom vo veľmi malých medziach. Takýto ventil je možné predať nazývaný „plavákový ventil pre nádoby“.
Elektrické snímače
Elektrický snímač hladiny kvapaliny (plavák) sa líši od mechanického v tom, že sám vodu nevypína. Plavák, ktorý sa pohybuje pri zmene množstva kvapaliny, ovplyvňuje elektrické kontakty, ktoré sú súčasťou riadiaceho obvodu. Na základe týchto signálov sa automatický riadiaci systém rozhodne o potrebe určitých akcií. V najjednoduchšom prípade má takýto snímač plavák. Tento plavák pôsobí na kontakt, cez ktorý sa čerpadlo zapína.
Ako kontakty sa najčastejšie používajú jazýčkové spínače. Jazýčkový spínač je zapečatená sklenená žiarovka s kontaktmi vo vnútri. Spínanie týchto kontaktov nastáva pod vplyvom magnetického poľa. Jazýčkové spínače majú miniatúrnu veľkosť a dajú sa jednoducho umiestniť do tenkej trubice z nemagnetického materiálu (plast, hliník). Plavák s magnetom sa voľne pohybuje pozdĺž trubice pod vplyvom kvapaliny a keď sa priblíži, kontakty sa aktivujú. Celý tento systém je inštalovaný vertikálne v nádrži. Zmenou polohy jazýčkového spínača vo vnútri trubice môžete nastaviť moment, kedy automatika funguje.
Ak potrebujete monitorovať hornú hladinu v nádrži, potom je snímač nainštalovaný hore. Akonáhle hladina klesne pod nastavenú úroveň, kontakt sa zopne a čerpadlo sa zapne. Voda začne pribúdať a keď hladina vody dosiahne hornú hranicu, plavák sa vráti do pôvodného stavu a čerpadlo sa vypne. V praxi sa však takáto schéma nedá použiť. Faktom je, že snímač sa spustí pri najmenšej zmene hladiny, po ktorej sa čerpadlo zapne, hladina stúpa a čerpadlo sa vypne. Ak je prietok vody z nádrže menší ako napájanie, nastáva situácia, keď sa čerpadlo neustále zapína a vypína, pričom sa rýchlo prehrieva a zlyhá.
Preto snímače hladiny vody na ovládanie čerpadla fungujú inak. V nádobe sú aspoň dva kontakty. Jeden je zodpovedný za hornú úroveň, vypína čerpadlo. Druhá určuje polohu spodnej úrovne, po dosiahnutí ktorej sa čerpadlo zapne. Výrazne sa tak zníži počet štartov, čo zaisťuje spoľahlivú prevádzku celého systému. Ak je rozdiel hladiny malý, potom je vhodné použiť rúrku s dvoma jazýčkovými spínačmi vo vnútri a jedným plavákom, ktorý ich spája. Ak je rozdiel väčší ako meter, použijú sa dva samostatné snímače, inštalované v požadovaných výškach.
Napriek zložitejšej konštrukcii a potrebe riadiaceho obvodu umožňujú elektrické plavákové snímače plne automatizovanú kontrolu hladiny kvapaliny.
Ak pripojíte žiarovky cez takéto snímače, potom ich možno použiť na vizuálne sledovanie množstva kvapaliny v nádrži.
Domáci plavákový spínač
Ak máte čas a túžbu, môžete si vyrobiť jednoduchý plavákový snímač hladiny vody vlastnými rukami a náklady na to budú minimálne.
Mechanický systém
S cieľom čo najviac zjednodušiť dizajn, ako uzamykacie zariadenie použijeme guľový ventil (kohútik). Najmenšie ventily (polpalcové alebo menšie) fungujú dobre. Tento typ kohútika má rukoväť, ktorá ho zatvára. Aby ste ho premenili na snímač, musíte túto rukoväť predĺžiť pásikom kovu. Pás je pripevnený k rukoväti cez otvory vyvŕtané v nej pomocou príslušných skrutiek. Prierez tejto páky by mal byť minimálny, ale nemal by sa ohýbať pod vplyvom plaváka. Jeho dĺžka je cca 50 cm.Na konci tejto páky je pripevnený plavák.
Ako plavák môžete použite dvojlitrovú plastovú fľašu zo sódy. Fľaša je do polovice naplnená vodou.
Činnosť systému môžete skontrolovať bez inštalácie do nádrže. Za týmto účelom nainštalujte kohútik vertikálne a umiestnite páku s plavákom do vodorovnej polohy. Ak je všetko vykonané správne, potom sa pod vplyvom množstva vody vo fľašiach páka začne pohybovať nadol a zaujme zvislú polohu a rukoväť ventilu sa s ňou bude otáčať. Teraz ponorte zariadenie do vody. Fľaša by sa mala vznášať a otočiť rukoväťou ventilu.
Keďže ventily sa líšia veľkosťou a veľkosťou sily potrebnej na ich prepnutie, môže byť potrebné systém upraviť. Ak plavák nemôže otočiť ventil, môžete ho zvýšiť dĺžka páky alebo si vezmite väčšiu fľašu.
Snímač namontujeme do nádoby na požadovanej úrovni v horizontálnej polohe, pričom vo vertikálnej polohe plaváka by mal byť ventil otvorený a v horizontálnej polohe by mal byť zatvorený.
Snímač elektrického typu
Na vlastnú výrobu snímača tohto typu budete okrem bežného nástroja potrebovať:
Výrobná postupnosť je nasledovná:
Pri zmene hladiny kvapaliny sa spolu s ňou pohybuje aj plavák, ktorý pôsobí na elektrický kontakt na ovládanie hladiny vody v nádrži. Riadiaci obvod s takýmto snímačom môže vyzerať ako ten, ktorý je znázornený na obrázku. Body 1, 2, 3 sú body pripojenia pre vodič, ktorý pochádza z nášho snímača. Bod 2 je spoločný bod.
Uvažujme o princípe fungovania domáceho zariadenia. Povedzme v momente zapnutia nádrže prázdny, plavák je v polohe nízkej hladiny (LL), tento kontakt sa uzavrie a napája relé (P).
Relé pracuje a zatvára kontakty P1 a P2. P1 je samosvorný kontakt. Je potrebné, aby sa relé nevypol (čerpadlo pokračuje v práci), keď voda začne stúpať a otvorí sa kontakt nízkotlakovej jednotky. Kontakt P2 spája čerpadlo (H) so zdrojom napájania.
Keď hladina stúpne na hornú hodnotu, jazýčkový spínač sa spustí a otvorí svoj kontakt VU. Relé bude bez napätia, otvorí svoje kontakty P1 a P2 a čerpadlo sa vypne.
Keď sa množstvo vody v nádrži zníži, plavák začne klesať, ale kým sa nedostane do spodnej polohy a neuzavrie kontakt NU, čerpadlo sa nezapne. Keď k tomu dôjde, pracovný cyklus sa znova zopakuje.
Takto funguje plavákový spínač na reguláciu hladiny vody.
Počas prevádzky je potrebné pravidelne čistiť potrubie a plavák od nečistôt. Jazýčkové spínače vydržia obrovské množstvo prepnutí, takže tento senzor vydrží dlhé roky.
Urob si sám zariadenie s jedným tranzistorom môže vyrobiť takmer každý, kto to chce a vynaloží trochu úsilia na nákup veľmi lacných a nie početných komponentov a ich spájkovanie do obvodu. Slúži na automatické dopĺňanie vody v zásobovacích nádobách doma, na vidieku a všade tam, kde je voda bez obmedzení. A takých miest je veľa. Najprv sa pozrime na schému tohto zariadenia. Jednoduchšie to už byť nemôže.
Kontrolujte hladinu vody automaticky pomocou jednoduchého elektronického obvodu kontroly hladiny vody.
Celý okruh regulácie hladiny vody pozostáva z niekoľkých jednoduchých častí a ak je zostavený bez chýb z dobrých častí, nepotrebuje nastavovanie a bude okamžite fungovať podľa plánu. Podobná schéma mi funguje bez porúch už takmer tri roky a som s ňou veľmi spokojný.
Automatický okruh kontroly hladiny vody
Zoznam položiek
- Môžete použiť ktorýkoľvek z týchto tranzistorov: KT815A alebo B. TIP29A. TIP61A. BD139. BD167. BD815.
- GK1 – jazýčkový spínač nižšej úrovne.
- GK2 – jazýčkový spínač hornej úrovne.
- GK3 – núdzový hladinový jazýčkový spínač.
- D1 – ľubovoľná červená LED.
- R1 – rezistor 3Kom 0,25 wattov.
- R2 – odpor 300 Ohm 0,125 watt.
- K1 – akékoľvek 12 voltové relé s dvoma pármi normálne otvorených kontaktov.
- K2 – akékoľvek 12 voltové relé s jedným párom normálne otvorených kontaktov.
- Ako zdroje signálu na doplnenie vody v nádobe som použil plavákové jazýčkové kontakty. Diagram je označený ako GK1, GK2 a GK3. Vyrobené v Číne, ale veľmi slušnej kvality. Nemôžem povedať jediné zlé slovo. V nádobe, kde stoja, upravujem vodu ozónom a za tie roky práce nedošlo k ich najmenšiemu poškodeniu. Ozón je mimoriadne agresívny chemický prvok a rozpúšťa veľa plastov úplne bezo zvyšku.
Teraz sa pozrime na fungovanie obvodu v automatickom režime.
Keď je obvod napájaný, aktivuje sa plavák nižšej úrovne GK1 a napájanie sa dodáva do bázy tranzistora cez jeho kontakt a odpory R1 a R2. Tranzistor sa otvára a tým dodáva energiu do cievky relé K1. Relé zopne a kontaktom K1.1 blokuje GK1 (nižšia úroveň) a kontaktom K1.2 napája cievku relé K2, ktoré je aktuátorom a zapína aktor kontaktom K2.1. Aktuátorom môže byť vodné čerpadlo alebo elektrický ventil, ktorý dodáva vodu do nádoby.
Voda sa doplní a keď prekročí spodnú úroveň, GK1 sa vypne, čím sa pripraví ďalší cyklus práce. Po dosiahnutí hornej úrovne voda zdvihne plavák a zapne GK2 (horná úroveň), čím uzavrie reťaz cez R1, K1.1, GK2. Napájanie bázy tranzistora sa preruší a ten sa zatvorí, čím sa vypne relé K1, ktoré svojimi kontaktmi otvorí K1.1 a vypne relé K2. Relé zase vypne pohon. Okruh je pripravený na nový cyklus práce. GK3 je núdzový hladinový plavák a slúži ako poistka, ak horný hladinový plavák náhle nefunguje. Dióda D1 je indikátorom, že zariadenie pracuje v režime plnenia vodou.
Teraz začnime vyrábať toto veľmi užitočné zariadenie.
Diely položíme na dosku.
Všetky diely poukladáme na doštičku, aby nevznikla potlač. Pri umiestňovaní dielov je potrebné počítať s tým, aby ste pripájali čo najmenej prepojok. Na inštaláciu je potrebné maximálne využiť vodiče samotných prvkov.
Konečný vzhľad.
Veľká nádoba na vodu vo vidieckom dome alebo záhrade môže byť použitá na polievanie alebo zásobovanie vodou doma. Pri jej plnení nie je potrebné neustále stúpať po schodoch a celý deň sledovať hladinu – to zvládnu elektronické senzory.
- Pokročilé vidiecke domy a farmy zaoberajúce sa pestovaním ovocia a zeleniny používajú pri svojej práci zavlažovacie systémy typu kvapkania. Aby sa zabezpečila automatická prevádzka zavlažovacieho zariadenia, konštrukcia vyžaduje veľkú kapacitu na zber a skladovanie vody. Zvyčajne sa plní ponornými vodnými čerpadlami v studni a je potrebné sledovať úroveň tlaku vody pre čerpadlo a jej množstvo v zbernej nádrži. V tomto prípade je potrebné riadiť chod čerpadla, to znamená zapnúť ho pri dosiahnutí určitej hladiny vody v zásobnej nádrži a vypnúť, keď je nádržka na vodu úplne naplnená. Tieto funkcie je možné realizovať pomocou plavákových snímačov.
- Veľká akumulačná nádrž na vodu môže byť potrebná aj pre zásobovanie vodou v domácnosti, ak je prietok nádrže na odber vody veľmi malý alebo výkon samotného čerpadla nedokáže zabezpečiť spotrebu vody zodpovedajúcu požadovanej úrovni. V tomto prípade sú potrebné aj zariadenia na kontrolu hladiny kvapaliny na automatickú prevádzku vodovodného systému.
- Systém kontroly hladiny kvapaliny je možné použiť aj pri práci so zariadeniami, ktoré nemajú ochranu proti chodu studňového čerpadla nasucho, snímač tlaku vody alebo plavákový spínač pri čerpaní podzemnej vody z pivníc a miestností s úrovňou pod povrchom terénu.
Všetky snímače hladiny vody na ovládanie čerpadla možno rozdeliť do dvoch veľkých skupín: kontaktné a bezkontaktné. Bezkontaktné metódy sa používajú najmä v priemyselnej výrobe a delia sa na optické, magnetické, kapacitné, ultrazvukové atď. druhy. Snímače sú inštalované na stenách nádrží na vodu alebo priamo ponorené do sledovaných kvapalín, elektronické komponenty sú umiestnené v rozvádzači.
Ryža. 2 Typy snímačov hladiny V každodennom živote sú najpoužívanejšie lacné kontaktné zariadenia plavákového typu, ktorých sledovací prvok je vyrobený z jazýčkových spínačov. V závislosti od ich umiestnenia v nádobe s vodou sú takéto zariadenia rozdelené do dvoch skupín.
Vertikálne. V takomto zariadení sú prvky jazýčkového spínača umiestnené vo vertikálnej tyči a samotný plavák s prstencovým magnetom sa pohybuje pozdĺž trubice a zapína alebo vypína jazýčkové spínače.
Horizontálne. Sú pripevnené k hornému okraju zo strany steny nádrže, pri naplnení nádrže sa plavák s magnetom zdvihne na kĺbovej páke a priblíži sa k jazýčkovému spínaču. Zariadenie sa spustí a spína elektrický obvod umiestnený v riadiacej skrini, vypína napájanie elektrického čerpadla.
Ryža. 3 Vertikálne a horizontálne jazýčkové senzory Jazýčkové spínacie zariadenie
Hlavným ovládacím prvkom jazýčkového spínača je jazýčkový spínač. Zariadenie je malý sklenený valec naplnený inertným plynom alebo vzduchom odsatým. Plyn alebo vákuum zabraňujú tvorbe iskier a oxidácii kontaktnej skupiny. Vo vnútri banky sú uzavreté kontakty z feromagnetickej zliatiny pravouhlého prierezu (permalloy drôt) potiahnutej zlatom alebo striebrom. Pri pôsobení magnetického toku sa kontakty jazýčkového spínača zmagnetizujú a navzájom sa odpudzujú - otvorí sa obvod, ktorým preteká elektrický prúd.
Ryža. 4 Vzhľad jazýčkových spínačov Najbežnejšie typy jazýčkových spínačov fungujú na uzávere, to znamená, že keď sú magnetizované, ich kontakty sú navzájom spojené a elektrický obvod je uzavretý. Jazýčkové spínače môžu mať dve svorky na vytvorenie alebo prerušenie obvodu alebo tri, ak sa používajú na spínanie elektrických prúdových obvodov. Nízkonapäťový obvod, ktorý spína napájanie čerpadla, je zvyčajne umiestnený v riadiacej skrini.
Schéma zapojenia pre jazýčkový spínač snímača hladiny vody
Jazýčkové spínače sú zariadenia s nízkym výkonom a nie sú schopné spínať vysoké prúdy, takže ich nemožno použiť priamo na vypnutie a zapnutie čerpadla. Zvyčajne sú zapojené do nízkonapäťového spínacieho obvodu na prevádzku relé vysokovýkonného čerpadla umiestneného v riadiacej skrini.
Ryža. 5 Elektrický obvod na ovládanie elektrického čerpadla pomocou jazýčkového plavákového snímača
Na obrázku je znázornený najjednoduchší okruh so snímačom, ktorý riadi drenážne čerpadlo v závislosti od hladiny vody počas čerpania, pozostávajúci z dvoch jazýčkových spínačov SV1 a SV2.
Keď kvapalina dosiahne hornú úroveň, magnet s plavákom zapne horný jazýčkový spínač SV1 a na cievku relé P1 sa privedie napätie. Jeho kontakty sa zatvoria, dôjde k paralelnému spojeniu s jazýčkovým spínačom a relé sa samo zachytí.
Samospínacia funkcia neumožňuje vypnúť napájanie reléovej cievky pri otvorení kontaktov spínacieho tlačidla (v našom prípade je to jazýčkový spínač SV1). To sa stane, ak je záťaž relé a jeho cievka pripojené k rovnakému obvodu.
Napätie je privedené do cievky výkonného relé v napájacom obvode čerpadla, jeho kontakty sa zatvoria a elektrické čerpadlo začne pracovať. Keď hladina vody klesne a plavák s magnetom spodného jazýčkového spínača SV2 ju dosiahne, zapne sa a kladný potenciál sa privedie aj na cievku relé P1 na druhej strane, prestane tiecť prúd a relé P1 sa vypne. To spôsobí nedostatok prúdu v cievke výkonového relé P2 a v dôsledku toho sa zastaví napájacie napätie elektrického čerpadla.
Ryža. 6 Plavákové vertikálne snímače hladiny vody Podobný obvod ovládania čerpadla, umiestnený v ovládacej skrini, možno použiť pri monitorovaní hladiny v nádrži s kvapalinou, ak sú jazýčkové spínače prehodené, to znamená, že SV2 bude hore a vypne čerpadlo a SV1 v hĺbka nádrže na vodu ju zapne.
Snímače hladiny možno použiť v každodennom živote na automatizáciu procesu pri plnení veľkých nádob vodou pomocou elektrických vodných čerpadiel. Najjednoduchšie typy jazýčkových spínačov na inštaláciu a prevádzku sú tie, ktoré vyrába priemysel vo forme vertikálnych plavákov na tyčiach a vodorovných konštrukcií.
Na reguláciu a kontrolu hladiny kvapalnej alebo pevnej látky (piesok alebo štrk) vo výrobe alebo doma sa používa špeciálne zariadenie. Nazýva sa to snímač hladiny vody (alebo iná zaujímavá látka). Existuje niekoľko druhov takýchto zariadení, ktoré sa navzájom výrazne líšia v princípoch fungovania. Ako funguje snímač, výhody a nevýhody jeho odrôd, aké jemnosti by ste mali venovať pozornosť pri výbere zariadenia a ako si vyrobiť zjednodušený model s relé vlastnými rukami, prečítajte si tento článok.
Snímač hladiny vody sa používa na nasledujúce účely:
Možné metódy na určenie zaťaženia nádrže
Existuje niekoľko spôsobov merania hladiny kvapaliny:
- Bezkontaktne- zariadenia tohto typu sa často používajú na kontrolu hladiny viskóznych, toxických, kvapalných alebo pevných, zrnitých látok. Ide o kapacitné (diskrétne) zariadenia, ultrazvukové modely;
- Kontakt- zariadenie je umiestnené priamo v nádrži, na jej stene, na určitej úrovni. Keď voda dosiahne tento indikátor, senzor sa spustí. Ide o plavákové, hydrostatické modely.
Na základe princípu činnosti sa rozlišujú tieto typy snímačov:
- Typ plaváka;
- hydrostatické;
- kapacitné;
- Radar;
- Ultrazvukové.
Stručne o každom type zariadenia
Plavákové modely sú diskrétne a magnetostrikčné. Prvá možnosť je lacná, spoľahlivá a druhá je drahá, má zložitý dizajn, ale zaručuje presné odčítanie hladiny. Spoločnou nevýhodou plavákových zariadení je však nutnosť ponorenia do kvapaliny.
Plavákový snímač na určenie hladiny kvapaliny v nádrži
- Hydrostatické zariadenia - v nich sa všetka pozornosť venuje hydrostatickému tlaku stĺpca kvapaliny v nádrži. Citlivý prvok prístroja sníma tlak nad sebou a zobrazuje ho podľa schémy na určenie výšky vodného stĺpca.
Hlavnými výhodami takýchto jednotiek sú kompaktnosť, kontinuita prevádzky a cenová dostupnosť. Ale nemôžu byť použité v agresívnych podmienkach, pretože sa nezaobídu bez kontaktu s kvapalinou.
Hydrostatický snímač hladiny kvapaliny
- Kapacitné zariadenia - dosky slúžia na kontrolu hladiny vody v nádrži. Zmenou ukazovateľov kapacity môžete posúdiť množstvo kvapaliny. Absencia pohyblivých konštrukcií a prvkov, jednoduchý dizajn zariadenia zaručuje odolnosť a spoľahlivú prevádzku zariadenia. Ale nemožno si všimnúť nevýhody - to je nutnosť ponorenia do kvapaliny a náročné teplotné podmienky.
- Radarové zariadenia - určiť stupeň nárastu vody porovnaním frekvenčného posunu, oneskorenia medzi vyžarovaním a dosiahnutím odrazeného signálu. Snímač teda funguje ako emitor aj ako odrazový kolektor.
Takéto modely sa považujú za najlepšie, presné a spoľahlivé zariadenia. Majú množstvo výhod:
Jedinou nevýhodou modelu je jeho vysoká cena.
Radarový snímač hladiny kvapaliny v nádrži
- Ultrazvukové senzory - princíp činnosti a konštrukcia prístroja sú podobné ako pri radarových prístrojoch, používa sa len ultrazvuk. Generátor vytvára ultrazvukové žiarenie, ktoré sa po dosiahnutí povrchu kvapaliny odrazí a po určitom čase dosiahne prijímač snímača. Po niekoľkých matematických výpočtoch, poznaní časového oneskorenia a rýchlosti ultrazvuku, sa určí vzdialenosť k vodnej hladine.
Výhody radarového snímača sú vlastné aj ultrazvukovej verzii. Jediná vec je, že indikátory sú menej presné a schéma prevádzky je jednoduchšia.
Jemnosť výberu takýchto zariadení
Pri nákupe jednotky venujte pozornosť funkčnosti zariadenia a niektorým jeho indikátorom. Mimoriadne dôležité otázky pri kúpe zariadenia sú:
Možnosti snímačov na určenie hladiny vody alebo pevných látok
DIY snímač hladiny kvapaliny
Základný snímač na určenie a kontrolu hladiny vody v studni alebo nádrži si môžete vyrobiť vlastnými rukami. Na vykonanie zjednodušenej verzie potrebujete:
Vlastnoručne vyrobené zariadenie je možné použiť na reguláciu vody v nádrži, studni alebo čerpadle.
Bez vody je nemožné, a ak máte vlastnú domácnosť alebo bývate v súkromnom dome, potom sa nezaobídete bez jednoduchého riadiaceho okruhu čerpadla. Ovládanie čerpadla musí fungovať minimálne v dvoch režimoch: drenáž - čerpanie vody z nádoby, studne alebo studne a zdvíhanie vody - v režime plnenia nádoby. Ak je nádrž na vodu naplnená, môže dôjsť k pretečeniu a ak sa z nej odčerpá voda, čerpadlo môže vyschnúť a vyhorieť. Každý riadiaci obvod čerpadla je navrhnutý tak, aby sa týmto problémom vyhlo.
Konštrukcia využíva dva senzory: krátka oceľová tyč monitoruje maximálnu povolenú hladinu vody a dlhá kovová tyč minimálnu hladinu. Samotná nádrž je kovová a pripojená k zápornej zbernici. Ak je nádoba vyrobená z dielektrického materiálu, potom je prípustné použiť prídavnú oceľovú tyč pozdĺž celej dĺžky nádoby. V prípade kontaktu s vodou dlhým snímačom a krátkym snímačom sa logická úroveň na svorkách mikroobvodu K561LE5 zmení z vysokej na nízku, čím sa zmení prevádzkový režim čerpadla.
Schéma riadenia čerpadla pre K561LE5
Ak je hladina vody pod oboma snímačmi, desiaty kolík mikroobvodu je logická nula. Pri postupnom zvyšovaní hladiny, aj keď sa voda dostane do kontaktu s dlhým senzorom, bude stále logická nula. Akonáhle hladina vody dosiahne krátky snímač, objaví sa logická jednička a tranzistor zopne relé ovládania čerpadla, ktoré začne čerpať vodu z nádoby.
Keď hladina vody klesne a krátky snímač nepríde do kontaktu s vodou, na kolíku 10 bude stále logická jednička a čerpadlo pokračuje v činnosti. Ale ak hladina vody klesne pod dlhý snímač, objaví sa logická nula a čerpadlo prestane fungovať. Prepínač S1 sa používa na spätný chod.
V tomto okruhu je snímač hladiny vody v nádrži zostavený tak, že kontakty SF1 sa zatvoria, ak je hladina vody pod minimom, a jazýčkový spínač SF2 sa zatvorí až vtedy, keď voda dosiahne maximálnu hladinu.
Tento amatérsky rádiový vývoj som použil na chate na kontrolu a udržiavanie určitého množstva hladiny kvapaliny v zavlažovacej nádrži.
Akékoľvek automatické zásobovanie vodou začína snímačom. Najčastejšie používané snímače sú kontaktné snímače, ktoré sú ponorené do vody a merajú odpor vody. Zdá sa mi, že táto metóda má vážne nevýhody. Voda je neustále pod prúdom. Áno, tento prúd je malý, ale nech je to čokoľvek, vedie k elektrochemickým procesom vo vode. To nielen zvyšuje koróziu kovovej nádržky a kontaktov snímača, ale tiež zvyšuje obsah kovových solí vo vode, ktoré môžu byť pre telo škodlivé, samozrejme, s výnimkou použitia strieborných kontaktov a nádob z potravinárskeho plastu. V tomto prípade môže pridanie iónov striebra do vody poskytnúť telu určité výhody. Stále je však vhodnejšie opustiť snímač hladiny vody používaný v tomto vývoji, čo je plastová rúrka spustená vertikálne do nádrže s vodou. Vo vnútri potrubia sa voľne pohybuje plavák vyrezaný z penového plastu, na ktorom je pripevnený magnet prevzatý zo starého reproduktora. Magnet je umiestnený na povrchu plaváka a neprichádza do kontaktu s vodou. Aby plavák pri nízkej hladine vody nevypadol z potrubia, spodná časť potrubia je zablokovaná prepojkou vyrobenou z tela starého guľôčkového pera (otvory sú vyvŕtané v stenách potrubia oproti sebe a pero je tam vložené s miernym trením).
Obvod riadenia čerpadla automatický
Dva jazýčkové spínače sú pripevnené na vonkajšej strane potrubia, miesto ich inštalácie je vybrané experimentálne na základe charakteristík konkrétnej nádrže. Jeden jazýčkový spínač sa musí zatvoriť pôsobením permanentného magnetu plaváka, keď je nádrž vyprázdnená na minimálnu úroveň, pri ktorej musí byť zapnuté elektrické čerpadlo, aby sa nádrž doplnila. Druhý jazýčkový spínač je inštalovaný na mieste v potrubí, kde sa zatvára pôsobením plavákového magnetu, keď je nádrž maximálne naplnená, keď je potrebné vypnúť čerpadlo. Na zvýšenie spoľahlivosti môžete na miesto inštalácie každého jazýčkového spínača nainštalovať niekoľko jazýčkových spínačov, umiestniť ich okolo potrubia a navzájom paralelne spojiť. Faktom je, že počas pohybu sa snímač môže otáčať a jazýčkový spínač je citlivejší na kolmý vplyv magnetického poľa naň, takže pri určitej polohe magnetu nemusí fungovať.
Je tiež potrebné vziať do úvahy, že vzdialenosť medzi jazýčkovými spínačmi (jazýčkovými spínačmi) spodnej a hornej úrovne na potrubí musí byť značná, aby v žiadnej polohe plaváka nemohlo magnetické pole viesť k uzavretiu oboch jazýčkov. spínače (obe skupiny jazýčkových spínačov), pretože súčasné zopnutie jazýčkových spínačov spodnej a hornej úrovne vedie ku skratu v silovom obvode obvodu. Jazýčkové spínače a vodiče, ktoré k nim vedú, musia byť starostlivo izolované od vody pomocou tmelu.
Schéma zapojenia elektronickej časti je znázornená na obrázku vyššie. Na prvkoch D1.1 a D1.2 je postavená Schmittova spúšť s relatívne nízkym vstupným odporom (v závislosti od hodnoty R1). Nízky vstupný odpor má za následok minimálne rušenie na drôte prichádzajúcom z jazýčkového spínača a znižuje náchylnosť obvodu na poškodenie statickou elektrinou. Ako je známe, Schmittova spúšť preberá stav zodpovedajúci stavu na jej vstupe. Vstupom sú navzájom spojené svorky prvku D1.1. Ak je na tento vstup aplikovaný logický jeden, potom výstup prvku D1.2 bude tiež logický, ale ak sa potom vstup spúšťača vypne, zostane v jedinom stave kvôli tomu, že na jeho vstupe sa svojím výstupom cez rezistor R1 dostane logická jednička. To isté platí pre nastavenie na nulu.
Jazýčkový spínač SG1 je inštalovaný v spodnej časti potrubia a je zodpovedný za zapnutie čerpadla na naplnenie nádrže. Jazýčkový spínač SG2 je umiestnený v hornej časti potrubia a je zodpovedný za vypnutie čerpadla. Jeden alebo druhý jazýčkový spínač sa zapína iba v hornej a dolnej polohe vodnej hladiny. V strednej polohe na ne nepôsobí magnet a nie sú zatvorené. Predpokladajme, že okruh bol zapnutý a hladina vody bola priemerná. Schmittovu spúšť je možné pri zapnutí napájania ľubovoľne nastaviť do ľubovoľnej polohy. Ak je nastavený do polohy Unity, čerpadlo sa zapne a pumpuje vodu do nádrže, kým sa jazýčkový spínač SG2 nezatvorí. Ak je Schmittova spúšť nastavená do nulovej polohy, čerpadlo sa nezapne, kým hladina vody neklesne, kým sa nezatvorí SG1. Predpokladajme, že hladina vody v nádrži je minimálna. Potom sa zatvorí jazýčkový spínač SG1 a cez neho sa na vstup Schmittovej spúšte privedie vysoké napätie. Výstup D1.2 je nastavený na logickú jednotku.
Podľa toho bude jeden na výstupe D1.4. Tranzistor VT3 sa otvorí a napája relé K1; ak je prepínač S1 v polohe „AVT“, zapne sa elektrické čerpadlo. Okruh bude v tomto stave, kým plavák nevystúpi do potrubia natoľko, že jeho magnet uzavrie jazýčkový spínač SG2. Teraz je vstup spúšťača Schmitt pripojený k spoločnému mínusu, to znamená, že je na nízkej úrovni. V súlade s tým bude nízka úroveň na výstupe D1.2 a D1.4. Tranzistor VT3 sa zatvorí a ak je S1 v polohe „AVT“, jeho kontakty vypnú elektrické čerpadlo. LED HL1 a HL2 slúžia na indikáciu stavu systému. Ak je čerpadlo zapnuté, rozsvieti sa HL1 a ak je vypnuté, rozsvieti sa HL2. Na základe stavu LED diód môžete sledovať stupeň naplnenia nádrže a činnosť elektrického čerpadla. Prepínač S1 slúži na prepnutie na manuálne alebo automatické ovládanie. S1 je pákový spínač s neutrálnou polohou. V neutrálnej polohe („OFF“) je elektrické čerpadlo vypnuté bez ohľadu na stav snímačov.
V polohe „VK“ je čerpadlo zapnuté bez ohľadu na stav snímačov. A v polohe „AVT“ je čerpadlo ovládané automaticky. Polohy „ON“ a „OFF“ sú potrebné pri vykonávaní údržby alebo opravy vodovodného systému, ako aj pri ručnom ovládaní v prípade poruchy snímača. Čip K561LE5 alebo K561LA7 - na logike vstupov meniča nezáleží, vstupy sú spojené dohromady. Môžete použiť akýkoľvek mikroobvod série K561, K176 alebo CD s minimálne štyrmi meničmi. Napríklad K176LE5, K176LA7, K561LN2. Elektromagnetické relé K1 s 12V vinutím a 230V kontaktmi pri prúde do ZA. Môžete použiť akékoľvek podobné relé alebo ho vybrať v závislosti od výkonu čerpadla. Ak výkon čerpadla nie je väčší ako 200 W, môžete použiť relé KUTS-1 zo starého televízora.
