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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Кошки понимают людей 31.03.2020 Котовладельцев можно разбить на 2 лагеря: одни утверждают, что их кот все понимает, только ответить не может, другие - что коты вообще не понимают человеческую речь. Но что же на самом деле? Понимают ли кошки, что говорит хозяин или они ориентируются только на интонацию в голосе? В этом вопросе попытались разобраться японские ученые Ацуко Сайто и Казутака Шинозука, результаты исследования удивительны, ведь удалось доказать, что кошки не просто различают интонацию, они понимают человеческую речь. Как именно проводили эксперименты? Понятное дело, что поговорить с кошками в прямом смысле слова нельзя, точнее можно, но ответ Вы не поймете. Те не менее, ученые пообщались с 78 котами и кошками, для чистоты эксперимента в исследовании участвовали не только домашние коты, но и животные из кото-кафе, у которых нет определенного хозяина. За основу взяли вопрос: "Понимает ли кот, как его зовут? Может ли отличить свое имя от похожих слов?". Ученые пришли к выводу: у наших питомцев в самом деле отлично развит слух и они хорошо запоминают слова. В среднем кот может запомнить до 100 слов, произносимых хозяином. Реагируют кошки по-разному: они могут подойти к человеку, повернуться к нему или просто шевельнуть ухом, все зависит от степени заинтересованности. Некоторые кошки могут различать на слух до 20 названий предметов и приносить их хозяину, но это, конечно, результат долгих тренировок. Важную роль играет также интонация: благодаря эмоциональным оттенкам голоса коты отлично понимают, что хозяин зол или расстроен по одному тону голоса.

Другие интересные новости:

▪ Гибридно-электрическое воздушное такси Plana

▪ Солнечные панели над водными каналами

▪ Влагостойкий и пылезащищенный ридер PocketBook 640

▪ Сенсорный дисплей, не требующий касания пальцев

▪ Предложена структура 1-нм транзистора с затвором из углеродной нанотрубки

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Конспекты лекций, шпаргалки. Подборка статей

▪ статья Природа не терпит пустоты. Крылатое выражение

▪ статья Что такое натуральная шерсть? Подробный ответ

▪ статья Работа на токарно-винторезном станке. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Использование солнечной энергии. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразователь напряжения для светодиода. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026