Схема уровня воды в баке

Простейшая схема автоматического управления уровнем воды

Устройство, сделанное своими руками на одном транзисторе, может изготовить практически любой, кто этого захочет и приложит небольшие усилия для закупки очень недорогих и не многочисленных комплектующих и спаяет их в схему. Применяется она для автоматического пополнения воды в расходных ёмкостях дома, на даче и везде, где присутствует вода, без ограничений. А таких мест очень много. Для начала рассмотрим схему этого устройства. Проще просто не бывает.


Контроль уровня воды в автоматическом режиме с помощью простейшего электронного Схема контроля уровня воды.
Вся схема управления уровнем воды состоит из нескольких простых деталей и если без ошибок собрана из хороших деталей, то не нуждается в настройке и сразу заработает, как запланировано. У меня подобная схема без сбоев работает уже почти три года, и я ей очень доволен.

Схема автоматического управления уровнем воды

Список деталей

  • Транзистор можно применить любой из этих: КТ815А или Б. TIP29A. TIP61A. BD139. BD167. BD815.
  • ГК1 – геркон нижнего уровня.
  • ГК2 – геркон верхнего уровня.
  • ГК3 – геркон аварийного уровня.
  • D1 – любой красный светодиод.
  • R1 – резистор 3Ком 0.25 ватт.
  • R2 – резистор 300 Ом 0.125 ватт.
  • К1 – любое реле на 12 вольт с двумя парами нормально разомкнутыми контактами.
  • К2 – любое реле на 12 вольт с одной парой нормально разомкнутых контактов.
  • В качестве источников сигнала для пополнения воды в ёмкость, я применил поплавковые герконовые контакты. На схеме обозначаются ГК1, ГК2 и ГК3. Китайского производства, но очень приличного качества. Ни одного плохого слова сказать не могу. В ёмкости, где они стоят, у меня происходит обработка воды озоном и за годы работы на них ни малейшего повреждения. Озон является крайне агрессивным химическим элементом и многие пластики он растворяет совершенно без остатка.



Теперь рассмотрим работу схемы в автоматическом режиме.
При подаче питания на схему, срабатывает поплавок нижнего уровня ГК1 и через его контакт и резисторы R1и R2 подаётся питание на базу транзистора. Транзистор открывается и тем самым подаёт питание на катушку реле К1. Реле включается и своим контактом К1.1 блокирует ГК1 (нижний уровень), а контактом К1.2 подаёт питание на катушку реле К2, которое является исполнительным и включает своим контактом К2.1 исполнительный механизм. Исполнительным механизмом может быть насос для воды или электрический клапан, которые подают воду в ёмкость.
Вода пополняется и когда превысит нижний уровень, выключится ГК1, тем самым подготавливая следующий цикл работы. Достигнув верхнего уровня, вода поднимет поплавок и включит ГК2 (верхний уровень) тем самым замыкая цепочку через R1, К1.1, ГК2. Питание на базу транзистора прервётся, и он закроется, выключив реле К1, которое своими контактами разомкнёт К1.1 и выключит реле К2. Реле, в свою очередь выключит исполнительный механизм. Схема подготовлена к новому циклу работы. ГК3 является поплавком аварийного уровня и служит страховкой, если вдруг не сработает поплавок верхнего уровня. Диод D1 является индикатором работы устройства в режиме наполнения воды.

А теперь приступим к изготовлению этого очень полезного устройства.

Размещаем детали на плату.


Все детали размещаем на макетной плате, чтобы не делать печатную. При размещении деталей, нужно учитывать, чтобы паять как можно меньше перемычек. Нужно максимально использовать проводники самих элементов для монтажа.



Окончательный вид.
Схема управления уровнем воды запаяна.
Схема готова к испытаниям.
Подключаем к аккумулятору и имитируем срабатывание поплавков.
Всё работает нормально. Смотрите видео об испытаниях в работе этой системы.

Сообщества ›
Электронные Поделки ›
Блог ›
Индикатор уровня воды

Конструкция выходного дня ставшая неожиданно востребованной. Несмотря на обилие подобных схемотехнических решений в данном устройстве микроконтроллер используется намеренно – стоит копейки и есть у каждого радиолюбителя и в каждом магазине радиодеталей. Чего не скажешь о теряющей популярность КМОП “логике” и пр. “рассыпухе”. Дело в том, что авторы подобных схем зачастую просто “выкручиваются из ситуации”, когда нужно во что бы то ни стало сделать индикатор уровня из того, что под рукой. Таким образом, интернет завален схемами подобных устройств на различных “диковинных” микросхемах и специализированных транзисторах, которые имеются только у того, кто их (схемы) придумал. Именно с такой ситуацией в свое время столкнулся я сам, когда не нашел нужные микросхемы для повторения схемы с интересующим меня функционалом. Поэтому пришлось самостоятельно разработать схему на самом “народном” микроконтроллере.

Особенности устройства и краткие характеристики:

Дешевый и доступный микроконтроллер ATtiny13A в DIP-корпусе;
Индикация 3-уровней воды 2-мя светодиодами;
Измерение 3-уровней воды 2-мя электродами;
Звуковое сопровождение индикации “высокого” уровня;
Низкий уровень (внимание) – мигает красный светодиод:
Средний уровень (норма) – горит зеленый светодиод;
Высокий уровень (авария) мигает красный светодиод и сопровождается звуковым сигналом;
Высокая чувствительность устройства позволяет использовать его для контроля даже грязной воды, влажности почвы и пара;
Потребляемый ток не более тока потребляемого примененным светодиодом (т.е. около 20мА);
Напряжение питания 3-30В;
Текущий уровень воды индицируется соответствующим светодиодом (другие не горят);
Защита от переполюсовки.

Схема. Классическая для подключения такого типа МК. Защита от переполюсовки сделана на диоде включенном последовательно с “питанием”. Помимо основного входа “питания” (через стабилизатор напряжения) имеется вход 5V для питания устройства от 5-вольтового блока питания, например “зарядника” от сот. телефона. Пищалка-зуммер 5-вольтовая, включается транзистором, поэтому может быть любой.
Настройка схемы не требуется, устройство начинает работать сразу после прошивки МК.

При необходимости уменьшить (“загрубить”) чувствительность входов нужно уменьшить сопротивление подтягивающих резисторов входов электродов HI и MID. В одном случае, из-за обильного парообразования в расширительном баке, мне пришлось уменьшить сопротивление этих резисторов до 4.7кОм.

Низкий уровень индицируется когда ни один электрод не касается воды. Подразумевается, что рашир. бак металлический и “общий” провод прикручивается непосредственно к баку. Иначе (как на фото ниже) потребуется 3 электрода. Когда электрод MID касается воды индикация переключается в реж. “норма”. Так будет до тех пор пока электрод MID в воде или пока воды не коснется еще и электрод HI – тогда индицируется высокий уровень.

Плата. Односторонняя, разведена в DipTrace 3.0. Все компоненты для поверхностного монтажа. Светодиоды и зуммер припаиваются с торца платы – для удобства вывода индикации из корпуса готового устройства. Платы готовых устройств покрыты тонированным цапон-лаком. Шелкография на верхней стороне платы выполнена ЛУТ, как, впрочем, и вся плата.

В последнее время на Драйве стало «модно» выкладывать свои ваяния без схемы или без прошивки. Модератор сообщества упорно это поощряет. Но, нужно отдать должное, поощряет он и возможность заработать на том, что сделано своими руками. За что — спасибо. Всем спасибо, нападайте — я готов к критике. Заранее прошу не умничать «диванных экспертов» — я с вами разговаривать не буду. Конструктивная критика «по делу» приветствуется.

Автоматическое управление водяным насосом (К561ЛА7, КТ604АМ)

В сельской местности водопровод есть не всегда и не везде, в лучшем случае водоснабжение из скважины, но чаще и из обычного колодца. Такая система водопровода требует использования накопительной емкости, в которую вода закачивается из колодца.

Для того чтобы поддерживать необходимый запас воды нужно периодически пополнять эту емкость, включая водяной погружной насос, находящийся в колодце. Вручную делать это хлопотно. Лучше эту работу поручить несложному электронному автомату.

Схема автомата изолирована от электросети, поэтому абсолютно безопасна для пользователя водопровода. Для определения уровня воды в резервуаре используются три щупа из нержавеющего металла (автор использовал три шампура из нержавеющей стали). Два из них опущены на глубину почти до дна резервуара.

А один сделан короче, так что бы контактировал с водой при полном резервуаре.

Резервуар — пластмассовый «еврокуб», в него помещается один кубометр воды. Для установки датчиков в верхней стенке «еврокуба» просверлены три отверстия, по размеру пробок от винных бутылок, так чтобы они туда туго вставлялись. В пробках прорезаны меньшие отверстия, в которые вставлены выше указанные шампуры (от шашлычного набора).

Длина одного шампура почти равна одному метру. Вот таких два вставлены служат датчиками Е2 и Е3, они опущены почти до дна «еврокуба». А третий шампур укорочен до 15 см.

Это датчик Е1, он контролирует верхний предел заполнения «еврокуба».

Принципиальная схема управления насосом

Когда «еврокуб» пуст, все датчики с водой не контактируют. На входы логического элемента D1.3 поступает напряжение высокого уровня через резистор R4 от источника питания. При этом на выходе D1.3 будет логический ноль. Он поступает на вывод 5 элемента D1.2, образующего вместе с элементом D1.1 обычный RS-триггер с инверсными входами.

Так как на выводе 6 D1.2 — ноль, триггер устанавливается в такое состояние, когда на выходе D1.1 так же ноль, а на выходе элемента D1.4 возникает логическая единица. Ток с выхода D1.4 через резистор R6 поступает на базу транзистора VТ1, тот открывается и реле К1, обмотка которого включена в его коллекторной цепи, своими контактами подключает насос, через разъем Х2 и Х2, к электросети.

Рис.1. Принципиальная схема устройства автоматического управления водяным насосом.

Насос начинает накачивать воду в «еврокуб». Сначала погружаются датчики Е2 и Е3. На входах элемента D1.3 устанавливается логический ноль, на его выходе единица. Но RS-триггер на D1.1 и D1.2 своего состояния не меняет. Как только уровень воды достигает датчика Е1 на выводе 1 D1.1 устанавливается логический ноль.

RS-триггер переключается и теперь на выходе D1.4 — ноль. Транзистор VТ1 закрывается и реле К1 выключает насос. «Еврокуб» заполнен.

В дальнейшем, на различные нужды вода из «еврокуба» расходуется, и её уровень в нем понижается ниже датчика Е1. Напряжение на выводе 1 D1.1 поднимается до логической единицы, но на состояние RS-триггера это никак не влияет. Насос будет включен только тогда, когда «обсохнет» датчик Е3.

Детали и налаживание

Реле К1 фирмы «Bestar» типа BS-115C-12A-12VDC с обмоткой на 12V и контактами на 240V и 12А. Реле можно заменить любым аналогом, полным или функциональным. Если это не полный аналог -потребуется внести изменения в монтаж.

Транзистор КТ604АМ можно заменить на любой КТ602, КТ603, КТ604 или КТ815.

Диоды 1N4004 — любые диоды на напряжение не ниже 400V.

Рис.2. Печатная плата для автомата управления водяным насосом.

Трансформатор Т1 -китайский, неизвестной марки, от разбитого сетевого блока питания с выходным напряжением 12V. Можно подобрать любой аналогичный. Можно купить дешевый сетевой блок питания на 12V и использовать его вместо схемы T1-VD2-VD5-C2.

Конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 12V.

Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К176ЛА7 или зарубежным аналогом.

Рис.3. Расположение деталей на печатной плате автомата управления насосом.

Схема монтажа показана на рисунках 2 и 3. Монтаж можно выполнить на печатной плате, но у автора не оказалось такой возможности, поэтому в качестве основы для платы был использован кусок строительного пластика. В общем, это очень похоже на гетинакс, но одна сторона цветная, с рисунком, а вторая коричневая.

В заготовке были просверлены отверстия согласно рис.2, затем в них, согласно рисунку 3, были установлены все компоненты. Выводы слегка подогнуты, чтобы не вываливались. Затем, взята медная проволока от телефонного кабеля, зачищена, облужена, и проложена с навивкой в один-два витка на выводы деталей, в соответствии со схемой соединений на рисунке 2. После все точки соединения пропаяны.

Конечно, это не так прочно и надежно, как печатная плата, но тоже работает, если в процессе эксплуатации нет серьезных механических воздействий на монтаж.

Если монтаж делать на печатной плате, нужно рисунок 2 брать как схему расположения печатных дорожек и монтажных отверстий. Естественно, дорожки будут существенно шире, чем показано на схеме. А рисунок 3 брать как схему расположения деталей.

В принципе, налаживания никакого не требуется. Если все детали исправны и нет ошибок в монтаже, должно работать сразу. Единственно, может потребоваться подбор R2 и R4, — если в воде мало примесей, её токопроводность низка, и их сопротивление, в таком случае, придется увеличить.

Данный автомат можно применить там, где есть центральный водопровод, но работает с перебоями, для заполнения резервного резервуара, заменив насос на электромагнитный клапан.

Гайсаков В. РК-2016-03.

Литература: Афанасов В. И. «Автомат для сельского водопровода». РК2011, 3.