Меню

Как регулировать уровень воды в баке



Как сделать указатель уровня воды в бочке

Наверное многие сталкивались с ситуацией, когда вода в бочке заканчивается неожиданно. Так и с нами произошло в эти выходные. После парилки приятно освежится в самодельном летнем душе, но вода закончилась в самый разгар бани. Домашние уверяли, что емкость была «почти полная»)))

Вообщем лучше не надо гадать, а видеть точно сколько в емкости воды. Будем делать указатель уровня воды.

Самое правильное было бы поставить водомерную трубку. По принципу сообщающихся сосудов уровень воды в нем всегда будет показывать сколько осталось воды в емкости

Для присоединения к сливному крану надо только добавить тройник и штуцер. Силиконовый шланг достаточно прозрачен , но для лучшей видимости туда можно опустить поплавок яркой расцветки.

Если нет возможности установить тройник можно сделать указатель уровня из поплавка и кусочка подходящей палки.

Для меня оба варианта не подходят, потому что емкость воды в душе расположен над головой. Выбегать из душа смотреть неудобно. Поэтому я решил сделать по третьему варианту.

Особенностью этой конструкции является подбор поплавка: он должен свободно плавать и при этом иметь достаточный вес, чтобы тянуть веревку с грузом-указателем на другом конце.

У этой системы есть маленький недостаток: нижнее положение стрелки указывает на полный бак, а верхнее положение-на пустой бак. Надо учитывать этот момент при разметке, а еще лучше подписать «ПУСТОЙ» и «ПОЛНЫЙ».

Под рукой оказался кусок утеплителя пеноплэкс. Он очень легкий для такого поплавка. Поэтому утяжеляем его гайками

Нагрев на газу легко вплавляем в кусок пеноплэкса. Проверяем плавучесть получившегося поплавка. Двух гаек оказалось мало-добавил еще два. Поплавок погружается на половину толщины-самое то для нас.

В качестве веревки возьму толстую рыболовную леску-он лучше скользит и не требует установки колесиков (блоков) на верху бака. В следующие выходные поставлю на емкость воды.

Указатель уровня важен не только для душа, но и для емкостей для полива. Нередко их ставят на подставку и заглянуть туда проблематично

Еще одной полезной штукой в хозяйстве станет больше)

Другие мои дачно-хозяйственные самоделки:

Источник

Датчик и регулятор уровня воды в баке

Предлагаем собрать простой датчик уровня воды и его контроллер. Как правило такие датчики работают с использованием электрической проводимости воды, так как не всегда получается использовать какой-либо плавающий переключатель. Здесь насос должен начинать качать каждый раз, когда вода достигает слишком низкого уровня, и должен прекращать накачку, когда вода достигает высокого уровня. Когда вода израсходована, а ее уровень немного ниже высокого уровня, схема должна снова включить насос и выключить его, когда поверхность воды снова коснется электрода, отвечающего за сигнализацию верхнего уровня воды. Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока питание не будет отключено. Поэтому пришлось спроектировать электронную схему, которая была бы надежна и имела длительный срок службы.

Возможности схемы

  1. Поддерживать уровень воды между «высоким» и «низким», то есть между соответствующими электродами, установленными в баке.
  2. Защита насоса, если уровень воды в баке падает ниже уровня, обеспечивающего нормальную его работу.
  3. Использована простейшая схема управления на базе CD4001.

Тут микросхема CD4001 подключена как триггер SR:

А вот как она будет управлять насосом:

Небольшой трансформатор на 220 В переменного тока, понижающий в 12 вольт с силой тока 250 мА подключается к плате источника питания через разъемы X1-1 и X1-2. Трансформатор обеспечивает низкое напряжение необходимое для питания контроллера и обеспечивает гальваническую развязку между цепью управления и сетью. Чтобы свести к минимуму количество используемых компонентов, микросхема CD4001 использовалась для создания одного блока питания для обоих компонентов, цепи управления и реле.

Кроме того, контроллер содержит два светодиода, один зеленый — чтобы указать когда насос работает, а другой красный — чтоб сигнализировать когда насос находится в защитном режиме. Зеленый светодиод загорается при каждом включении реле. Этот LED вместе с токоограничивающим резистором подключен параллельно катушки реле. Если красный светодиод включен, насос с зеленым светодиодом останется выключенным. Когда красный светодиод гаснет, насос и зеленый светодиод могут включаться при необходимости.

Цепь, состоящая из транзисторов Q1 и Q2, предназначена для включения красного светодиода (защита насоса) каждый раз, когда уровень воды находится между уровнем электрода насоса и электродом, размещенным на дне. Q1 будет закрыт, пока уровень воды остается ниже защитного уровня. Ток базы Q1 слишком мал, менее 1 мкА. Q1 и Q2 собраны по схеме Дарлингтона, поэтому Q2 может активировать красный LED при необходимости.

IC1-B — это логический элемента «И», что означает каждый раз, когда необходимо заполнить резервуар и достичь уровня защиты насоса, он откроет транзистор Q3, который запустит водяной насос.

Список деталей

Резисторы:

  • 3x — 2,2 мОм 1/4 Вт (R1, R2, R3)
  • 1x — 4,7 кОм 1/4 Вт (R4)
  • 1x — 120 кОм 1/4 Вт (R5)
  • 2x — 470 Ом 1/2 Вт (R6, R7)
  • 1x — 15 кОм 1/4 Вт (R8)
Читайте также:  Мотор hdx 5 регулировка мотора

Конденсаторы:

  • 1x — 330 мкФ 63 В (С1)
  • 1x — 220 мкФ 25 В (С2)
  • 1x — 1 мкФ 63 В (С3)

Полупроводники:

  • 5x — 1N4004 (D1, D2, D3, D4, D5)
  • 1x — CD4001 (IC1)
  • 1x — 7812T (IC2)
  • 1x — Зеленый светодиод (LED1)
  • 1x — Красный светодиод (LED2)
  • 2x — 2N3904 (Q1, Q3)
  • 1x — 2N3906 (Q2)

Прочее:

  • 1x — реле 12 В (RLY1) Jameco P/N: 144186
  • 4x — 2 клеммных разъема (X1, X2, X3, X4)
  • 1x — 14-контактный разъем для микросхемы
  • 1x — 220 В / 12 В при токе 250 мА адаптер переменного тока.

При сборке сначала припаяйте пассивные компоненты, то есть резисторы и электролитические конденсаторы, обращая внимание на их полярность. Затем припаяйте компоненты блока питания, такие как диоды и стабилизаторы напряжения, также обращая внимание на цоколевку.

Установите 14-контактную панельку на печатной плате, а затем припаяйте ее. Наносите столько припоя, сколько нужно для пайки каждого провода. Слишком большое количество припоя может привести к тому, что отдельные контакты зальются.

Используйте для проверки внешний источник питания постоянного тока +15 В или две 9-вольтовые батареи, соединенные последовательно. Напряжение, измеренное между контактами 14 (Vdd) и 7 (GND), должно составлять +12 В +/- 2%. Если напряжение такое же, как указано выше, можете перейти к следующему шагу.

Установите транзисторы NPN 2N3904 в месте Q1 и Q3 следя за тем, чтобы все контакты вошли в соответствующие отверстия. Тщательно припаяйте каждый вывод. Установите транзистор Q2, то есть 2N3906 PNP, таким же образом. Установите зеленый светодиод в месте, обозначенном как LED1. Коротким концом является катод. Если светодиод установлен в обратном направлении, он не загорится. Сделайте то же самое с красным светодиодом, который должен быть установлен в месте, обозначенном как LED2.

Затем установите два двойных разъема. Установите один разъем в месте X1 и один в месте X4, а затем припаяйте их так, чтобы их выходы были обращены к краю печатной платы. Возьмите два других разъема и затем соедините их вместе, вдавив язычок одного из них в паз на другом. Такие собранные разъемы должны быть припаяны вместо X2 и X3, так же, как и прежде, обратите внимание, что их выходы направлены к краю платы.

Установите реле RLY1 и припаяйте его. После этого плата контроллера будет готова. Чтобы подготовить устройство к тестированию, поместите интегральную микросхему CD4001 в ранее припаянную панельку.

Поместите собранную печатную плату на непроводящую поверхность, чтобы предотвратить случайное закорачивание точек пайки проводящими ток предметами. Подключите пару проводов длиной около 30 сантиметров, а затем зачистите их концы. Вставьте один конец кабеля в разъем на плате контроллера с надписью «Земля», а затем поместите конец другого провода в разъем, описанный как «защита уровня насоса», оставляя другие концы свободными.

Подключите источник питания к схеме. Если блок питания правильно подключен к плате и вся печатная плата собрана без ошибок, должен загореться красный светодиод. Если соедините два провода вместе, красный светодиод должен погаснуть, а зеленый загореться. Вы также должны услышать тихий щелчок в реле. При размыкании концов кабеля выключится зеленый светодиод, красный светодиод загорится. Если все работает как описано выше, значит схема была собрана правильно.

Пластиковый контейнер наполните водой. Не отключайте питание от схемы. Красный светодиод должен гореть, а два изолированных провода не должны касаться друг друга. Поместите концы проводов в емкость с водой. Красный светодиод должен погаснуть, а зеленый загореться. Реле снова издаст тихий звук. Удалите проводники из воды, зеленый светодиод должен погаснуть, а красный загореться. Если этот тест также был успешным, значит схема работает нормально.

Тест питания

Теперь пришло время протестировать самодельный контроллер с питанием от трансформатора 220 В / 12 В. Подключите 12 В переменного тока от трансформатора к разъемам на плате контроллера, помеченным как 12 В AC. Подключите первичную обмотку трансформатора с помощью внешнего кабеля к сети. Схема должна вести себя так же, как при использовании постоянного напряжения. Если это так, можно перейти к следующему тесту.

Читайте также:  Бензокоса лидер вс 415 регулировка

Имитация работы насоса

Подготовьте другую пару проводов той же длины, что и те, которые уже подключены к плате контроллера, зачистите их и подключите первый провод к клемме «низкий уровень», а второй провод к клемме «высокий уровень». Когда концы защитного кабеля насоса и «Земля» погружены в емкость с водой, должен гореть зеленый светодиод. Теперь погрузите в тот же контейнер с водой, что и предыдущие кабели с кабелем «низкого уровня». Зеленый светодиод должен гореть, а затем погрузив провод «высокого уровня» в тот же контейнер с водой, зеленый светодиод должен погаснуть. Это испытание имитировало заполнение резервуара водой через насос. Чтобы смоделировать сбор воды из контейнера, можете удалить провод «высокого уровня» из контейнера для воды, схема должна вести себя одинаково все время. Теперь удалите кабель низкого уровня из воды. Зеленый светодиод должен гореть, а реле должно включать насос.

Если схема успешно прошла все тесты, то контроллер уровня воды готов к использованию — можете испытывать его на практике. Электроды которые действуют как датчики, должны располагаться вертикально сверху вниз в резервуаре для воды. Чтобы предотвратить коррозию электродов стоит сделать их из нержавеющего материала (для увеличения срока службы). Если электроды будут проходить через стенку резервуара, обязательно загерметизируйте отверстия, чтобы предотвратить утечку.

Простой вариант датчика

При необходимости схему можно ещё более упростить, исключив микросхему. Для подобных целей можно использовать и такую систему. Но тут нет защиты насоса от холостой работы, поэтому есть всего два уровня. Компоновка настолько проста, что собирается за час. Она тоже долгое время работала без проблем и в холодной, и кипящей воде. В качестве электродов использовались куски проволоки из нержавейки. Скачать файлы тут

Источник

Двухпозиционный регулятор уровня воды в резервуаре.

В небольших городах, а особенно в сельской местности очень часто возникают проблемы с водоснабжением. Некоторые из этих проблем может решить устройство, описанное в этой статье. Животноводческие хозяйства ежедневно расходуют большое количество воды на поение скота, кормоприготовление, мойку доильной аппаратуры, посуды, помещений для животных. Механизированная подача воды на животноводческие фермы освобождает персонал от трудоемких работ и отвечает требованиям современного общественного животноводства.

Автоматизация водокачек обеспечивает надежное водоснабжение без дежурного персонала, улучшает использование малодебитных источников воды, так как отбор воды осуществляется более равномерно. В автоматических системах водоснабжения чаще всего используются поплавковые и электродные датчики уровня воды в резервуарах. Поплавковые датчики состоят из поплавка и узла, который преобразует его перемещение в выходной электрический сигнал. Недостаток поплавковых датчиков — наличие подвижных частей. В зимнее время из-за их обмерзания, поплавковый датчик, как правило, не работает.
Электродные датчики регистрируют изменение уровня жидкости по изменению активной проводимости междуэлектродного пространства. Электродные датчики не имеют подвижных частей, но в зимнее время они покрываются льдом, а лед, как известно, не проводит ток и электродный датчик не даёт информацию об уровне воды. Многие читатели в зимнее время наблюдали такую картину: водонапорная башня представляет собой огромную глыбу льда. Это происходит из-за того, что пока вода опустится до датчика нижнего уровня и вернется к датчику верхнего уровня, когда он уже покрылся льдом. Поэтому вода начинает течь с самого верха башни и естественно превращается в лед.

В описываемом ниже устройстве использован емкостной датчик уровня жидкости. Преимущество таких датчиков — надежность работы в самых неблагоприятных условиях, отсутствие подвижных частей и простота обслуживания. Принцип работы основан на измерении электрической емкости датчика при изменении уровня контролируемой среды вдоль оси датчика. Диапазон изменения зависит от типа датчика, его длины, характеристики измеряемой среды и монтажа датчика на резервуар. Емкостной датчик представляет собой электрод, погруженный в измеряемую среду. По конструкции электрода датчики подразделяются на стержневые, пластинчатые, тросовые и т.д. Обкладками датчика служат металлические стенки резервуара и зонд. Емкость конденсатора, образованного зондом и стенками, зависит от диэлектрической проницаемости вакуума, диэлектрической проницаемости измеряемой среды, длины датчика и уровня среды (воды). Приблизительно на метр уровня воды емкость датчика изменяется на 1000 пФ. Зонд должен быть изолирован от воды (достаточно использовать изолированный электрический провод). Если резервуар сделан не из металла, то необходимо опустить два провода, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Взяв справочник по физике можно определить величину емкости такого конденсатора.

Читайте также:  Как регулировка дверные замки на ваз 2110

Двухпозиционный регулятор уровня воды в резервуаре работает по следующему принципу: при заполнении резервуара до верхнего порогового уровня (ВУ) насос отключается и идет расход воды до определенного нижнего уровня (НУ). Затем электронный блок включает насос, и он подает воду в резервуар до его заполнения. Далее процесс повторяется.
На рис.1 представлена принципиальная электрическая схема двухпозиционного регулятора уровня воды в резервуаре. Регулятор позволяет также « видеть» уровень воды в резервуаре с помощью четырех светодиодов VD5-VD8. Светодиод VD4 информирует о работе насоса. Логический элемент DD1.1 формирует положительный импульс соответствующий моменту перехода сети через нуль, который подается на один из входов логических элементов DD1.2,DD2.1,DD2.3. Инвертированный импульс с логического элемента DD1.3 поступает на три интегрирующие цепочки, которые формируют временной интервал соответствующий нижнему уровня, верхнему уровню и текущему уровню воды в резервуаре. Логические элементы DD1.2,DD2.1,DD2.3 в сочетании с интегрирующими цепочками R2,R5,C1 –(НУ) , R3,R6,C2-(ВУ), R4,R7,C3,Cд — (текущий уровень) формируют три импульса, соответствующие нижнему, верхнему и текущему уровням воды в резервуаре. Логические элементы DD1.3,DD1.4 инвертируют импульсы (НУ), (ВУ) и поступают на информационные входы D-триггеров DD3.1,DD3.2. Построечными резисторами R5-R7 устанавливаем длительности импульсов НУ, ВУ и текущего уровней (т.е. они являются задатчиками НУ, ВУ и ТУ). Выходной импульс с логического элемента DD2.3 поступает на тактовые входы обоих D-триггеров. D-триггеры DD3.1,DD3.2 выполняют функцию сравнения импульсов по длительности. Как известно сигнал с информационного входа D-триггера передается на его выход по фронту тактового импульса. Если в момент действия фронта тактового импульса (ТУ) на информационном входе будет присутствовать высокий уровень, то он будет передан на прямой выход триггера, а если низкий-то на выходе будет действовать низкий уровень. Это уровень будет сохраняться до прихода следующего тактового импульса. На логических элементах DD4.1,DD4.3 выполнен логический полусумматор, который совместно RS-триггером DD4.2,DD4.4 осуществляют двухпозиционный алгоритм регулирования. Выходной сигнал триггера с помощью транзистора VT1 включает реле К1. Контакты реле должны быть включены в цепь управление насосом. Логические элементы DD5.1-DD5.5 служат в качестве буфера питания светодиодов VD1-VD5. Желательно поставить сверхъяркие светодиоды. Светодиоды ( ВУ), необходимо взять красного цвета, остальные зеленого. Цепочка C5,R9 устанавливают триггеры в исходное состояние при включении питания регулятора. Настройка заключается в настройке резисторов задатчиков. В начале добиваетесь свечения светодиодов ( НУ). При этом светодиод ( ВУ). Светодиод (НАСОС) должен погаснуть. Надо отметить , что светодиод (>ВУ) при нормальной работе регулятора светит малое время т.к. насос при достижении верхнего уровня останавливается. Но бывает так, что при ручной работе текущий уровень будет превышать установленный верхний уровень — о чем будет говорить свечение светодиода (>ВУ). При пробое изоляции датчика этот светодиод также будет светиться при любом уровне воды в резервуаре. В регуляторе использовано реле JZC-20F с катушкой в 400 Ом. Контакты реле коммутируют ток 10А. 20F с катушкой в 400 Ом. Регулятор достаточно универсальный, например, установив вместо резистора R4 термистор и заменив конденсаторы Cд, C3,С4 одним термостабильным конденсатором можно регулировать температуру. Может быть, пытливые читатели найдут ему другое применение — я буду только рад.

Так как устройство выполнено на микросхемах КМОП серии, то необходимо предпринять ряд защитных мероприятий. Часто причиной выхода аппаратуры из строя являются импульсные скачки напряжения в сети, коммутационные помехи, которые возникают при коротких замыканиях, обрывах или резких изменениях сопротивления нагрузки. Источником большого напряжения (кВ), поступающего на вход прибора может быть человек, из-за статических зарядов. Поскольку устройство соединяется с датчиком воздушной линией, то грозовые разряды также представляют большую опасность. Для защиты устройства необходимо поставить быстродействующие защитные диоды (супрессоры). Варисторы и стабилитроны нельзя ставить, так как они имеют большую емкость и низкое быстродействие. Принцип действия всех быстродействующих устройств защиты заключается в закорачивании цепи прохождения сигнала помехи и рассеивании имеющейся у неё энергии на защитном элементе. Быстродействие супрессоров составляет время в несколько пикосекунд. Отечественная промышленность не производит их, поэтому необходимо использовать импортные следующих марок Р4КЕ16А, Р6КЕ16СА, 1,5КА16СА. Они рассеивают мощность 400-600 Вт, а напряжение срабатывания у них 14,4-16 В. Причем они двунаправленные, т.е. ограничивают сигнал помехи обеих полярностей. Провод к датчику лучше использовать скрученный (витую пару), тогда помех будет меньше. Один провод идет датчику, а другой к корпусу резервуара (если он металлический) или к другому проводу, который может быть неизолированным от воды.

Источник