Индикатор уровня воды в помещении. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Индикаторы, детекторы

 Комментарии к статье

Индикатор уровня воды (ИУВ) представляет собой устройство, сигнализирующее о появлении воды на полу в квартире или при достижении критического уровня жидкости в раковине, ванне и пр.при их наполнении. ИУВ может использоваться также как индикатор аварийного подъема воды в канализационных трубах или ливневых стоках при их засорении.

ИУВ издает тональный звуковой сигнал вместе с мигающей световой сигнализацией в течение 60 с, а затем переходит в дежурный энергосберегающий режим. При включении питания, если датчик появления жидкости уже замочен (находится в жидкости), раздается короткий тревожный сигнал.

ИУВ (рис.1) состоит из:

• автономного источника питания (батареи GB1);
• датчика появления жидкости (щупов) В1;
• схемы сброса C5-R4;
• резистивного делителя напряжения R1-R2 с помехогасящим конденсатором С1.
• первого таймера-одновибратора на элементах DD1.1. С2. R3, VD2, VD3;
• второго таймера-одновибратора - DD1.2, С6, VD6, R8 с устройством запуска на элементах VT2, R5;
• логического элемента 2ИЛИ - VD4, VD5, R6;
• токового ключа на полевом транзисторе VT1 с комбинированной нагрузкой на элементах HL1, HL2, С4 и активном зуммере А1 с встроенным генератором и излучателем в одном корпусе.

При замыкании тумблера SA1 "Питание" ИУВ устанавливается в дежурный режим и находится в таком состоянии, пока сопротивление его датчика велико, т.е. датчик сухой. Когда возле контактов датчика появляется вода (любая проводящая жидкость), сопротивление между контактами уменьшается, ИУВ срабатывает и в течение 1 мин находится в тревожном режиме (вырабатывает светозвуковой сигнал тревоги). Время работы светозвуковой сигнализации (тревожного режима) ограничено для экономии рабочего ресурса батареи. Сработавший и "замолчавший" ИУВ при повторных протечках, когда датчик сначала высох, а затем снова намок, опять переходит в тревожный режим и т.д (вплоть до выключения питания).

При включении питания заряжается конденсатор С5. Ток протекает по цепи: +" GB1 - SA1 - С5 - R4 - общий провод. Пока конденсатор не зарядился, на его обкладке "-" присутствует уровень логической "1", устанавливающий по входу R через диод VD1 в исходное (нулевое) состояние таймер-одновибратор DD1.1. Этот же установочный импульс подается на затвор полевого транзистора VT2, инвертируется, и положительный перепад напряжения со стока VT2 поступает на синхровход С (вывод 11) таймера-одновибратора DD1.2. Если щупы датчика сухие, то с делителя R1-R2 на информационный вход D (вывод 9) DD1.2 подается логический "0". DD1.2 не запускается, и на его прямом выходе (выводе 1) - "0".

Таким образом, оба одновибратора (DD1.1 и DD1.2) устанавливаются в исходное состояние (на выводах! и 13DD1-"0"). На входы (аноды VD4. VD5) логического элемента 2ИЛИ поступают "0". поэтому на затворе VT1 - низкий потенциал, снимаемый с резистора R6. Транзистор VT1 закрыт, комбинированная нагрузка в цепи стока VT1 (элементы HL1. HL2. С4, А1) обесточена. ИУВ находится в дежурном режиме.

Когда жидкость замыкает контакты щупа, за счет малого сопротивления жидкости напряжение на делителе R1-R2 увеличивается, и на входе С (выводе 3) DD1.1 устанавливается высокий уровень. Первый одновибратор запускается. На прямом выходе (выводе 1) DD1.1 появляется "1", которая через диод VD4 поступает на затвор VT1, он открывается, и сопротивление перехода сток-исток VT1 резко (до единиц ом) уменьшается. Напряжение с батареи GB1 поступает на нагрузку. Мигающие светодиоды HL1, HL2, периодически включаясь, управляют работой активного зуммера А1. Конденсатор С4, включенный параллельно зуммеру А1. не позволяет ему полностью прерывать работу во время пауз в свечении диодов. Благодаря такому режиму работы звучание зуммера становится пульсирующим, с заметной "девиацией" частоты, и более пронзительным.

Нагрузка включена в течение времени, определяемого выдержкой первого одновибратора, т.е. пока на прямом выходе DD1.1 присутствует "Г. За счет этой "1" через резистор R3 плавно заряжается конденсатор С2. Через 60 с (время определяется цепью C2-R3 и может быть рассчитано по приближенной формуле t*0,7-R3-C2) C2 зарядится до половины напряжения питания плюс падение напряжения на кремниевом диоде VD2 (порядка 0,7 В), что эквивалентно появлению "1" на входе R DD1.1. Триггер DD1.1 обнуляется (на его выводе "1 снова устанавливается "0"), а С2 быстро разряжается через диод VD3. подготавливая одновибратор к следующему циклу работы. Другими словами, на прямом выходе DD1.1 формируется 60-секун-дный импульс положительной полярности, который через диод VD4 поступает на затвор VT1 и открывает его. Диоды VD1, VD2 "организованы " в монтажное ИЛИ и расширяют вход "Reset" DD1.1.

Если ИУВ включен в момент, когда щуп уже замочен, то установочный импульс положительной полярности через разряженный конденсатор С5 подается на затвор VT2, открывает его. и положительный перепад напряжения со стока VT2 поступает на синхровход С (вывод 11) второго одновибратора. С делителя R1-R2 на информационный вход D (вывод 9) DD1.2 подается "1", одновибратор запускается, и на прямом выходе DD1.2 устанавливается "1".

Второй одновибратор на DD1.2 работает аналогично первому и при запуске вырабатывает импульс положительной полярности длительностью 1.3 с. С прямого выхода DD1.2 этот импульс через диод VD5 поступает на затвор VT1. Транзистор VT1 открывается и через канал исток-сток пропускает ток в нагрузку (HL1, HL2.A1). Данный укороченный сигнал сообщает, что датчик "обнаружил" аварийную ситуацию, но, скорее всего, щуп просто не был вытерт (не высох) после предыдущей аварии. При выключении питания ИУВ конденсаторы С7 и C3 разряжаются через замкнувшиеся контакты SA1 и резистор R7, подготавливая ИУВ к повторному включению.

Сопротивление между контактами датчика, опущенными в воду (проводящую жидкость), зависит от расстояния между ними. Чем меньше расстояние между контактами, тем меньше сопротивление. В ИУВ это расстояние выбрано фиксированным (10 мм).

Детали. В ИУВ использованы резисторы ОМЛТ-0,125. Конденсаторы С1, C3 - керамические, КМ; остальные - оксидные. К50-35 или зарубежного производства. Диоды - любые кремниевые например, КД503, КД510, КД5137КД520...КД522. Полевой транзистор VT1 можно заменить КП501 с любым буквенным индексом. Тумблер SA1 - малогабаритный MTS-102 или особо малогабаритный SMTS-102. Гнездо XS1 - типа СНЦ-3,5 с гаечным креплением. В ИУВ применена микросхема серии К561, которую при доработке печатной платы можно заменить на 564ТМ2. Блок А1 при некотором уменьшении громкости звучания зуммера можно заменить TR1205-у (с номинальным рабочим напряжением 5 В и током 20 мА). В качестве светодиодов HL1. HL2 можно применить практически любые мигающие. Хорошо сочетаются пары: ARL-5013URC-B L-56BYD (желтый), а также L-5013LRD-B и L-56BRD (оба красные). Сопротивление высокоомного резистора R6 не критично и может быть от 220 кОм до 2,2 МОм.

Монтаж ИУВ следует вести паяльником с заземленным жалом или низковольтным. Для удобства работы и настройки транзисторы VT1, VT2 и микросхему DD1 можно установить в панельки ("сокеты") с шагом между выводами 2,5 мм. 3-вы-еодные панельки для транзисторов можно изготовить из большой панельки под микросхему, например. 14-выводной.

Большая часть деталей ИУВ размещается на печатной плате размерами 38x37 мм (рис.2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Толщина платы не критична и может составлять 1,5...2.5 мм. В плате сверлятся 4 крепежных отверстия 02,7 м под винты М2.5. Остальные отверстия(под электронные компоненты) делаются сверлом диаметром 0,9 мм.

Плата устанавливается в пластмассовый корпус подходящих размеров, например, в мыльницу прямоугольной формы размерами 100x60x30 мм. Вариант оформления фальшпанели для такого корпуса ИУВ приведен на рис.3.

В верхней крышке корпуса сверлятся отверстия под элементы нагрузки, гнездо XS1 и винты (с потайной головкой) крепления платы. Бумажная фальшпанель. отпечатанная на цветном принтере, приклеивается клеем ПВА к верхней крышке корпуса. После сушки фальшпанель защищается от влаги широкой полоской скотча.

Собранный без ошибок ИУВ настройки обычно не требует. Время работы одновибраторнов можно подкорректировать подбором резисторов R3 и R8 соответственно. Сопротивления этих резисторов можно выбрать в широком диапазоне - от 10 кОм до 1,5 МОм (и даже более при использовании оксидных конденсаторов зарубежного производства с малыми токами утечки).

Иногда для работы в условиях высокого уровня помех, создаваемых электроприборами (проверено с озонатором воздуха) сопротивления резисторов R1 и R2 рекомендуется уменьшить до 12 и 120 кОм. Это повысит помехоустойчивость ИУВ при незначительном увеличении потребляемого тока при замоченном датчике. Дополнительное увеличение помехоустойчивости дает увеличение емкости С1 от 0,22 до 2,2 мкФ (КМ-ба) или уменьшение длины кабеля (витой пары), соединяющего щупы датчика с корпусом ИУВ. Конденсатор С1 в любом случае должен быть безындукционным (например, керамическим).

Ток дежурного режима ИУВ не превышает 0,5 мкА (при сухом датчике), 50 мкА - при щупах в воде и 20 мА - при работе нагрузки в тревожном режиме.

Автор: А.Ознобихин, г.Иркутск

Смотрите другие статьи раздела Индикаторы, детекторы.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Супергибкая и огнестойкая древесина 29.01.2022 Ученые Китая совершили рывок в создании древесных композитов. Они изобрели технологию, которая придает дереву гибкость и при этом защищает его от воздействия горения и поражения грибком.  Китайские исследователи взяли образцы тропического бальзового дерева с толщиной до пяти миллиметров. Затем поместили их в специальный щелочной раствор при определенной температуре на 12 часов. После этого заполнили древесные образцы гидрогелем нового образца. Именно он и привел к тому, что материал не промокал, защищал от воспламенения при открытом огне и при этом обладал прекрасной гибкостью.  По заверению ученых из КНР дерево, обработанное таким образом, может сгибаться при температуре минус 50 градусов Цельсия. А плесень на нем не появляется даже если оставить такой материал в помещении с влажностью 90% на два с половиной месяца.

Другие интересные новости:

▪ В состав пара вейпов входят токсичные металлы

▪ Проектор меньше наперстка

▪ Умные очки Icis от Laforge Optical

▪ Туры на воздушных шарах по стратосфере

▪ Измерение темной энергии

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ваши истории. Подборка статей

▪ статья Плач и скрежет зубовный. Крылатое выражение

▪ статья Где на Земле самые большие приливы и отливы? Подробный ответ

▪ статья Машинист валочно-раскряжевочно-сучкорезной машины (харвестера) и трелевочно-транспортной машины (форвардера). Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Большой семиэлементный индикатор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Три опыта со стаканом. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026