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:

Горькие продукты улучшают работу мозга 08.11.2025

Как выяснили японские ученые, горький вкус флаванолов играет важную роль в стимуляции центральной нервной системы. Даже при минимальном усвоении этих веществ организм получает сигнал к повышению активности нейромедиаторов и улучшению когнитивных функций, что делает натуральные продукты с горьким вкусом потенциально полезными для мозга и общей физиологии. В поисках способов улучшить работу мозга ученые все чаще обращаются к натуральным соединениям, содержащимся в привычных продуктах питания. Одним из таких веществ являются флаванолы, присутствующие в какао, красном вине и ягодах. Исследователи из Технологического института Сибаура в Японии выяснили, что горький и вяжущий вкус этих соединений способен активировать мозг через вкусовые рецепторы, способствуя улучшению памяти, внимания и способности к обучению. Ранее было известно, что флаванолы защищают нейроны и поддерживают когнитивные функции, однако их биодоступность - доля вещества, поступающая в кровь - крайне низка. Это вызвал ...>>

Дождевой электрогенератор 08.11.2025

Группа разработчиков Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики представила дождевой электрогенератор, который превращает дождевые капли в источник электричества, используя саму воду как структурный и электрический элемент. В отличие от традиционных капельных генераторов, где электричество создается на твердых диэлектрических пленках с металлическими электродами, новое устройство плавает непосредственно на поверхности воды. Вода одновременно выполняет роль опоры и проводника, что позволило снизить вес системы на 80%, а стоимость уменьшить почти наполовину, сохранив при этом мощность до 250 вольт на каждую каплю. "Мы позволили воде одновременно выполнять структурную и электрическую функции, создав легкую, доступную и масштабируемую систему", - объяснил профессор Ванлин Гуо, ведущий автор исследования. Такая концепция открывает путь к созданию гидровольтаических систем, которые могут работать в водоемах без использования суши, дополняя солнечные и ветровые технологии. П ...>>

Климат влияет на длительность беременности 07.11.2025

Беременность традиционно воспринимается как естественный биологический процесс с предсказуемыми сроками, однако современные исследования все чаще доказывают, что на ее продолжительность влияют факторы, выходящие далеко за пределы медицины. Среди них особое место занимают климат и окружающая среда - именно эту взаимосвязь впервые подробно изучили ученые из Университета Кертина в Австралии. Их работа раскрывает, что экстремальные погодные условия способны не только вызывать преждевременные роды, но и, напротив, удлинять срок беременности. Команда исследователей проанализировала данные почти 400 тысяч новорожденных, появившихся на свет в Западной Австралии. Результаты оказались неожиданными: климатические колебания заметно влияли на организм будущих матерей, особенно у тех, кто рожал после 41-й недели беременности. По словам доктора Сильвестра Додзи Ньядана из Школы народного здоровья Университета Кертина, проблема перенашивания долгое время оставалась в тени, хотя ее последствия могут ...>>

Случайная новость из Архива 3,3-Тбайт оптический накопитель от Sony 24.04.2016 Оптические приводы все реже встречаются в персональных компьютерах, и, казалось бы, скоро совсем уйдут в историю. Но у них есть своя ниша, в которой оптические диски прочно закрепились, - киностудии и вещательные станции, которым нужно хранить огромные объемы видео, а также крупные корпорации, работающие с большими объемами редко изменяемых данных. Для таких клиентов компания Sony подготовила новинку - картридж Optical Disc Archive второго поколения с оптическими дисками совокупной емкостью 3,3 Тбайт! Напомним, первые CD вмещали всего 650 Мбайт данных, емкость DVD составляла 4,7 Гбайт и выше, а современные серийные диски Blu-ray могут хранить более 100 Гбайт информации. Благодаря объединению оптических дисков в формате картриджей емкость накопителей может достигать нескольких терабайт. Новинка Sony не только отличается рекордной емкостью, но и характеризуется в два раза более высокими скоростями чтения и записи (благодаря использованию 8-канального оптического модуля) по сравнению с картриджами первого поколения. По цене в расчете на 1 Гбайт оптические диски выглядят привлекательнее SSD и жестких дисков, но при частых записи и стирании они быстро изнашиваются и не годятся в качестве постоянного носителя в ПК. К достоинствам своих картриджей Sony относит долговечность. Используемые в них носители имеют заявленное время жизни 100 лет. Новинки, представленные в ходе выставки NAB 2016, будут поддерживать работу в составе систем хранения Everspan, совокупная емкость которых может достигать сотен петабайт. В продажу картридж поступит летом этого года.

Другие интересные новости:

▪ Датчик движения TDK InvenSense

▪ Владельцы собак живут дольше

▪ Новый контроллер для обратноходовых преобразователей

▪ В космосе впервые испекли печенье

▪ Искусственный интеллект поищет внеземную жизнь

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Мобильная связь. Подборка статей

▪ статья Трап в летнем доме. Советы домашнему мастеру

▪ статья Зачем менеджер Элвиса Пресли распространял значки с надписью I hate Elvis? Подробный ответ

▪ статья Машинист бетоносмесителя передвижного. Должностная инструкция

▪ статья Электрический термометр, 20-45 градусов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Формирователь сигнала радиомаяка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025