Сигнализатор уровня воды в баке для душа

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: водоснабжение

Опубликовано: 17.10.2019 10:18

Просмотров: 1622

На садово-огородных участках часто устанавливают душевые кабины с верхним расположением бака для воды, идущей в душ "самотеком". Контроль за уровнем воды в таком баке часто бывает затруднен из-за его высокого расположения. Решается эта проблема при помощи простого электронного устройства. Создан сигнализатор уровня для эксплуатации в условиях умереннохолодного климата при температуре окружающей среды от -20 до +45 °С, относительной влажности воздуха до 100 % при температуре +20 С и атмосферном давлении в пределах 200...900 мм рт.ст. Область применения данного сигнализатора может быть расширена благодаря его универсальности, простоте и малой стоимости.

Принципиальная схема двух устройств для контроля за уровнем жидкости в различных объемах приведена на рис.1. На схеме рис.1,а показано устройство, собранное на двух транзисторах различной проводимости, образующих мультивибратор, который потребляет очень мало энергии.
Датчики уровня, а их три, подсоединяют к электрическим соединителям ХЗ, Х4, которые изготавливают из однородного металла или из графитовых стержней от химических источников тока. К металлическим колпачкам этих стержней припаивают проводники в изоляции, а места пайки покрывают двухслойным лаком.
При закрытом транзисторе VT1 течет только обратный ток коллектора транзистора VT2, который по существу ничтожно мал, и ток, определяемый резистором R1. При изменении состояния наполнения бака, когда увеличивается сопротивление на входе, через транзистор VT1 течет коллекторный ток, открывающий транзистор VT2. Вследствие этого возрастает потенциал коллектора транзистора VT2, который через конденсатор связи изменяет потенциал базы транзистора VT1, ускоряя процесс его открывания. При уменьшении тока зарядки конденсатора С1 ток базы транзистора VT1 падает, напряжение на резисторе R1 в цепи коллектора транзистора VT2 тоже снижается и конденсатор снова разряжается, что приводит к быстрому уменьшению коллекторных токов обоих транзисторов.
Теперь до следующего открывания транзистора VT1 конденсатор С1 должен снова зарядиться до порогового значения напряжения этого транзистора через резистор R2 в цепи его базы. Периодичность процесса зарядки-разрядки конденсатора определяется сопротивлением резистора R1, которое должно быть сравнительно малым. Уменьшение сопротивления резистора R4 приводит к укорочению времени импульса.
Генератор импульсов имеет широкий диапазон частот при изменении номиналов элементов, входящих в схему. Конденсатор С1 при регулировании может иметь емкость 0,001...0,3 мкФ, резистор R4 — сопротивление 0,5 Ом... 15 кОм. При этом различные сочетания цепи обратной связи Cl R4 позволят изменять тональность выходного сигнала.
Электропитание устройства осуществляется от плоской батарейки КБС от карманного фонаря напряжением 4,5 В или от элементов типа 373.
В устройстве применены элементы следующих типов: резисторы Rl, R3—R5 типа МЛТ, R2 типа МЛТ-0,125 или переменный резистор типа СПЗ-1-0,25Вт; конденсатор С1 типа К10-7В-10В; переключатель SA1 типа П1Т-1-1.
На принципиальной схеме рис.1,б показан второй вариант уровнемера жидкости в резервуаре, например воды в емкости для душа на садовом участке. Устройство, выполненное по этой схеме, обеспечивает контроль за наполнением водой до номинальной отметки и при заполнении резервуара выше верхней предельной отметки.
Устройство представляет собой два генератора звуковой частоты, собранных на одной микросхеме DA1. Первый генератор имеет выводы с 1-го по 6-й включительно, второй генератор — с 8-го по 13-й включительно. Датчики уровня подключают к электрическим соединителям Х3—Х5 и располагают на различных заданных уровнях.
Уровнемер подает звуковой сигнал различной тональности, которая зависит от уровня воды. При номинальном уровне воды звучит постоянный сигнал звуковой частоты, а на критической отметке начинает звучать тревожный прерывистый сигнал.
Работой обоих генераторов управляют датчики уровня, которые располагают на разных уровнях в зависимости от объема резервуара. Если датчики находятся выше уровня жидкости, на входах микросхемы действует напряжение высокого уровня (логическая 1). Оба генератора находятся в ждущем режиме. В это время устройство при включенных контактах переключателя SA1 практически не потребляет электроэнергии, и химический источник тока может работать несколько месяцев.
При наполнении бака, когда вода достигает датчиков, подключенных к соединителям ХЗ, Х4, и замкнет их на выходе 12, появится напряжение низкого уровня (логический 0). Это приведет к срабатыванию генератора, и начнет звучать постоянный сигнал высокой звуковой частоты. По этому сигналу необходимо отключить насос подачи воды в бак.
В случае дальнейшего наполнения бака до уровня третьего датчика на входе первого генератора появляется напряжение низкого уровня, что приводит к его срабатыванию и частичному блокированию непрерывного сигнала. Поэтому будут слышны, и достаточно громко, прерывистые сигналы звуковой частоты.
В устройстве (рис.1,б) применены элементы следующих типов: резисторы R1R3 типа МЛТ; конденсаторы Cl, C2 типа К10-7В-10В; электрические соединители Х1 Х5 типа КМЗ-1 приборные; источник питания GB1 типа А-373 (6 шт.); переключатель SA1 типа П1Т-1-1.
При регулировании и настройке уровнемера могут быть применены и другие элементы, не ухудшающие основные параметры и эксплуатационные характеристики. Резисторы типа МЛТ можно заменить на резисторы типов ВСа, МТ, ОМЛТ, С1-4; конденсаторы типа К10-7В — на конденсаторы типов КМ-4, КМ-5, КМ-6, К10-50, К10-У5; источник тока типа А-373 — на аккумулятор типа 7Д-0,115 или химический источник тока типа "Крона-ВЦ".
Выполняется устройство методом навесного монтажа на гетинаксовой плате. Датчики изготавливают в виде полосок шириной 10 и длиной до 100 мм из фольгированного гетинакса или стеклотекстолита. Для исключения наводок соединение датчиков с платой лучше выполнить экранированным проводом. Датчики уровня должны располагаться друг от друга на расстоянии, обеспечивающем сопротивление 10 МОм.
В устройстве могут быть применены в качестве излучающего элемента телефоны от головных гарнитур с сопротивлением 100 Ом.
Управление водоснабжением дачного участка
Бездонная бочка
Автомат для заполнения резервуара водой из колодца