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:

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