Автоматическая водокачка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дом, приусадебное хозяйство, хобби

 Комментарии к статье

В нашем журнале уже публиковались описания различных устройств, позволяющих автоматизировать работу насоса при откачивании воды из подвала или перекачивании ее из колодца в резервуар. Однако все они давали возможность контролировать уровень воды лишь в одном месте - либо в ее источнике, либо в резервуаре для ее хранения. Автор предлагаемой вниманию читателей статьи рассказывает, как сделать автомат, одновременно контролирующий уровни в двух местах.

При ограниченном поступлении воды в колодец желательно автоматизировать работу насоса таким образом, чтобы с его помощью можно было откачать максимально возможное количество воды, не допуская, конечно, переполнения резервуара. Схема автомата, обеспечивающего необходимый режим работы насоса, приведена на рис. 1.

(нажмите для увеличения)

К контактам 1-5 подключены четыре датчика уровня, опущенных в воду. Датчики, соединенные с контактами 1 и 2, установлены соответственно на 10 и 100 мм ниже верхнего края приемного резервуара. Аналогично датчики, подключенные к контактам 4 и 3, находятся у дна колодца: первый - примерно на 50, а второй - на 150 мм выше уровня заборных отверстий вибрационного насоса или клапана центробежного. Контакт 5 соединен с корпусом приемного резервуара и с металлической трубой, по которой откачивается вода из колодца.

Если датчики сухие, через резисторы R1-R8 на соответствующие входы микросхемы DD1 подается напряжение источника питания +9 В, но как только они погружаются в воду, напряжение на входах микросхемы за счет проводимости воды приближается к нулевому значению.

Рассмотрим работу автомата с момента включения в сеть. Пусть в колодце достаточно много воды, а приемный резервуар пуст. В этом случае на входах 1 и 2 элемента DD1.1 присутствует высокий логический уровень, а на входах 3 и 4 элемента DD1.2 - низкий. Эти элементы представляют собой мажоритарные клапаны [1], выходной сигнал которых соответствует большинству входных. Поэтому на выходе элемента DD1.1 будет высокий уровень, на выходе DD1.2 - низкий. На двух входах элемента DD2.1 - высокий уровень, поэтому на его выходе - низкий, а на выходе DD2.3 - высокий. Этот уровень открывает транзистор VT1, который включает тринисторный оптрон U1, соединяющий друг с другом анод и управляющий электрод симистора VS1 через резистор R13. Симистор включается и подает напряжение на электродвигатель насоса М1. Поскольку автор использовал трехфазный двигатель, напряжение на один из его выводов подается через фазосдвигающий конденсатор С8.

При включении автомата в сеть конденсатор С5 разряжен. Присутствующий на выходе элемента DD2.1 низкий логический уровень через конденсатор С5 передается на вход элемента DD2.4, и на его выходе появляется высокий логический уровень, открывающий транзистор VT2. После чего включается оптрон U2 и симистор VS2 подключает параллельно конденсатору С8 пусковой конденсатор С9, обеспечивающий быстрый запуск двигателя М1.

Напряжение на нижней по схеме обкладке конденсатора С5 повышается за счет тока, протекающего через резистор R10. Примерно через 3 с оно поднимется до порога переключения элемента DD2.4, на его выходе появится низкий логический уровень и пусковой конденсатор С9 отключится. Время нарастания напряжения на конденсаторе С5 выбрано с большим запасом, гарантирующим запуск двигателя. В то же время оно недостаточно для его перегрева.

Далее возможны два варианта работы устройства. Предположим, что воды в колодце достаточно для наполнения приемного резервуара. Тогда через некоторое время после пуска вода подойдет к датчику, подключенному к контакту 2, на входе 2 элемента DD1.1 появится низкий уровень. Выходной сигнал этого элемента, однако, не изменится, поскольку на его входах 13 и 1 - высокий уровень. Когда же резервуар наполнится, низкий уровень появится и на входе 1 элемента DD1.1. Теперь, поскольку на двух входах этого элемента низкий уровень, такой же сигнал появится и на его выходе, в результате чего двигатель М1 остановится.

При отборе воды из резервуара вначале высокий уровень появится на входе 1 элемента DD1.1. Однако это не изменит его состояния, поскольку на его входах 13 и 2 присутствует низкий уровень. Лишь когда уровень воды окажется ниже датчика, подключенного к контакту 2, на двух входах этого элемента будет высокий уровень и двигатель насоса снова включится.

Таким образом, элемент DD1.1 выполняет функции триггера, устанавливаемого в единичное состояние при подаче на два его входа высокого уровня и в нулевое состояние при подаче на них низкого уровня [2]. Гистерезис по уровню воды позволяет избежать слишком частых включений двигателя.

Аналогично автомат управляет работой насоса и в том случае, когда воды в колодце недостаточно для наполнения резервуара. Он выключает его, когда уровень воды ниже датчика, соединенного с контактом 4, и включает, когда вода поднимется выше датчика, соединенного с контактом 3.

Резисторы R5-R8 и конденсаторы С1-С4 защищают входы микросхемы DD1 от статического электричества и помех, наводимых в проводах и датчиках. Резистор R9 ограничивает выходной ток элемента DD2.2 при перезарядке конденсатора С5. Резисторы R11 и R12 задают ток через светодиоды оптронов U1 и U2, a R13 и R14 ограничивают ток через их динисторы и управляющие электроды симисторов VS1 и VS2 в момент включения. Резистор R16 обеспечивает разрядку конденсатора С9 после его отключения от конденсатора С8, a R15 ограничивает ток через симистор VS2 в момент его повторного включения при неполной разрядке конденсатора С9.

В устройстве применен нестабилизированный источник питания, поскольку использованные в нем микросхемы серии К561 сохраняют работоспособность при изменении напряжения питания от 3 до 15 В.

При установке в насосе однофазного двигателя, не требующего на момент пуска подключения дополнительного конденсатора, а также в случае применения вибрационного насоса все элементы, начиная от резистора R9 и заканчивая резистором R16, можно исключить. Необходимо лишь входы неиспользуемого элемента DD2.4 соединить с общим проводом или выводом 14 этой микросхемы.

Устройство собрано в виде этажерки и накрыто колпаком, изготовленным из полиэтиленовой канистры для автомобильного масла. На нижней плате, выполненной из текстолита толщиной 6 мм, установлены конденсаторы С8 и С9, к выводам последнего подпаян резистор R16. Верхняя плата - печатная размерами 80x180 мм из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На ней размещены все остальные детали автомата. Чертеж фрагмента платы приведен на рис. 2.

Плата рассчитана на установку резисторов МЛТ соответствующей мощности, конденсаторов КМ-6 (С1-С4, С6), К50-16 (С5) и К50-35 (С7). В качестве С7 можно также использовать К50-6 или К50-16, но тогда при изготовлении печатной платы следует учесть, что расстояние между их выводами 7,5 мм. Вместо транзисторов КТ315Г можно установить любые транзисторы структуры n-p-n малой или средней мощности с коэффициентом передачи тока базы не менее 40 (при токе коллектора 30...50 мА). Микросхема К561ЛП13 заменима на К561ИК1 [3] при условии соединения ее управляющих входов (выводы 7 и 9) с общим проводом.

Вместо диодных мостов можно использовать любые диоды на рабочий ток не менее 100 мА, для замены VD1 и VD2 годятся диоды с рабочим напряжением не менее 300 В.

Тринисторные оптроны серии АОУ103 могут иметь буквенные индексы Б и В, а симисторы КУ208 - В и Г.

Трансформатор питания Т1 - ТПП220, все его вторичные обмотки соединены последовательно. Допустимо установить любой трансформатор, обеспечивающий на вторичной обмотке напряжение 7...9 В при токе до 100 мА, например, трансформатор от любого адаптера. Кстати, от адаптера можно взять конденсатор для замены С7 и диоды для замены моста VD3.

Резистор R15 - проволочный остеклованный, сопротивлением 20...33 Ом. Емкость конденсаторов С8 и С9 указана для случая использования двигателя АОЛ22-43Ф мощностью 400 Вт, обмотки которого включены треугольником. При применении двигателя другой мощности их емкость должна быть пропорционально изменена. Конденсаторы С8 и С9 - металлобумажные МБГО, МБГТ, МБГП на напряжение не менее 400 В или МБГЧ, К42-19 на 250В.

Датчики представляют собой плоские спирали с наружным диаметром примерно 25 мм, плотно свитые из оголенных концов медного или алюминиевого осветительного провода в двойной изоляции сечением 2x1,5 или 2x2,5 мм2. На рис. 3 показан возможный вариант их установки. Здесь: 1 - труба, по которой откачивается вода из колодца; 2 - вибрационный насос или клапан центробежного насоса; 3 - датчики-спирали; 4 - провод в изоляции.

Для уменьшения шунтирования датчиков длина проводов и изоляции от места их разделения до датчиков должна быть не менее 200 мм. Если поступление воды в колодец достаточно большое, расстояние между датчиками можно существенно увеличить, что уменьшит частоту включения насоса.

Литература

1. Алексеев С. Формирователи и генераторы на микросхемах структуры КМОП. - Радио, 1985, №8, с. 31-35.
2. Алексеев С. Применение микросхем серии КР1533. - Радио, 1991, № 2, с. 64, 65.
3. Алексеев С. Применение микросхем серии К561. - Радио, 1990, № 6. с. 54-57. 60.

Автор: С.Бирюков, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Дом, приусадебное хозяйство, хобби.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива 512-ГБ SSD от Samsung в формате BGA-микросхемы 03.06.2016 Samsung Electronics, второй по объему выручки производитель полупроводников и нынешний мировой лидер в области контроллеров и памяти для SSD, приступил к серийному выпуску нового твердотельного накопителя (Solid State Drive - SSD) емкостью 512 Гбайт. Отгрузки заказчикам начались в мае 2016 г. Особенностью устройства является его размер. Он составляет всего 20 x 16 мм, что сопоставимо с габаритами почтовой марки. Это первое подобное решение на рынке. До этого никто не предлагал твердотельные накопители с такими размерами, в форм-факторе одной интегральной схемы BGA. Производитель отметил, что новый SSD позволит производителям ноутбуков и другой мобильной электроники реализовать новые идеи, воплотить которые раньше не было возможности из-за ограничений по объему внутреннего пространства гаджетов. Для сравнения, SSD в форм-факторе 2,5 дюйма, которыми по-прежнему оснащаются ноутбуки, имеют размеры 100 x 69,85 мм. Более современный форм-фактор M.2 предлагает размеры 80,15 x 22,15 мм. Микросхема весит всего 1 г, тогда как накопитель в форм-факторе 2,5 дюйма - 66 г, а в форм-факторе M.2 - 7 г. По сравнению с 2,5-дюймовым накопителем новый чип меньше в 100 раз в объеме. В BGA-корпусе находится 16 чипов памяти емкостью по 32 ГБ. Каждый из них имеет по 48 слоев ячеек, эта фирменная конструкция Samsung называется V-NAND. Помимо чипов памяти, в корпусе присутствуют контроллер и 512 МБ оперативной памяти (оба компонента предназначены для управления этим накопителем). Несмотря на размеры и вес, производительность нового накопителя сопоставима со скоростью работы SSD в более крупных форм-факторах: до 1500 МБ/с в режиме последовательного чтения и до 900 МБ/с в режиме последовательной записи. Высокая скорость в режиме последовательной записи обеспечивается за счет технологии TurboWrite. Она использует некоторые части памяти SSD в качестве буфера записи.

Другие интересные новости:

▪ Samsung Galaxy Note 3

▪ Выращены первые клетки биологического кардиостимулятора

▪ Новый принцип связи - быстрее оптоволокна

▪ Мертвые клетки препятствуют иммунной реакции

▪ Безалкогольное пиво полезно для сердца

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электропитание. Подборка статей

▪ статья Держиморда. Крылатое выражение

▪ статья Что сделали аборигены с телом убитого капитана Кука? Подробный ответ

▪ статья Вахта трехлистная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Первая помощь при поражении электрическим током. Непрямой (закрытый) массаж сердца. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Импульсный источник питания на 40 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026