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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Движение челюстей вырабатывает электричество 18.09.2014 Канадские ученые создали "умный" ремешок, который умеет преобразовывать и запасать механическую энергию от движений челюсти (например, в процессе употребления жевательной резинки). Накопленная энергия в перспективе сможет применяться для питания электронных устройств. Для получения электричества в устройстве применен полимерный материал с пьезоэлектрическими свойствами. При растяжении и сжатии в материале возникает разность потенциалов, и в цепи появляется электрический ток. Ремешок крепится на нижнюю челюсть при помощи наушников и особых приспособлений. Когда челюсть двигается, ремешок растягивается и сжимается, в результате чего возникает электрический ток. По оценкам ученых, только во время еды подобное устройство может развивать мощность в среднем до 7 мВт. Исследователи установили это в ходе проведения экспериментов, в которых они просили участников опыта жевать резинку. Специалисты сделали вывод, что развиваемая ремешком мощность слишком мала для питания современных электроприборов. Но собираются устранить этот недостаток, увеличив число слоев пьезоэлектрического материала в ремешке. В частности, по словам ученых, 20 слоев пьезоэлектрика суммарной толщиной в 6 мм будет вполне достаточно для получения выходной мощности в 200 мкВт, которой хватит для питания слухового аппарата. Пьезоэлектрический материал является самой дорогой конструктивной частью аппарата, стоимость которого составляет около 20 долл. в опытном образце. Ученые считают, что приобретение "умного" ремешка будет выгоднее, чем покупка обычных одноразовых батареек: он сможет оправдать вложенные средства примерно за 3 года. Кроме того, разработчики обращают внимание на снижение негативного воздействия на экологию в случае использования необычного устройства по сравнению с традиционными батарейками. По мнению специалистов, "умный" ремешок может быть полезен для обеспечения электроэнергией различных миниатюрных устройств, в т.ч. имплантатов и маломощных гаджетов. В будущем инженеры планируют оборудовать ремешок специальным чипом, который будет управлять схемами питания.

Другие интересные новости:

▪ Новые светодиоды серии LM281D+ от Samsung

▪ Созданы противомалярийные комары

▪ Революционный чип за один цент

▪ Безопасное топливо не загорается при контакте с огнем

▪ Биологи вырастили муху с генами времен динозавров

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья Факт биографии. Крылатое выражение

▪ статья Какие страны мира входят в первую десятку самых маленьких по численности населения? Подробный ответ

▪ статья Администратор (менеджер) торгового зала. Должностная инструкция

▪ статья Терморегуляторы, термостаты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Тень пламени. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025