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:

Микрогравитация не ослабляет сердечные клетки 09.09.2026

Продолжительное пребывание в космосе подвергает человеческий организм воздействию условий, с которыми он никогда не сталкивается на Земле. Микрогравитация изменяет распределение жидкостей, способствует потере костной и мышечной массы, а космическое излучение способно повреждать ДНК. Особое значение для будущих длительных экспедиций имеет состояние сердечно-сосудистой системы. Новый эксперимент с мышами на борту Международной космической станции показал, что клетки сердечной мышцы могут сохранять силу сокращения даже после нескольких недель пребывания в микрогравитации. Исследователи давно наблюдают за тем, каким образом отсутствие привычной земной гравитационной нагрузки отражается на организме. В космосе жидкости перераспределяются в сторону верхней части тела, позвоночник немного растягивается, из-за чего рост временно увеличивается, а скелетные мышцы постепенно теряют массу и силу. Однако сердечная мышца работает в несколько иных условиях, поэтому специалисты Чикагского университ ...>>

Квантовый процессор IBM Nighthawk R2 09.09.2026

Квантовые компьютеры пока существенно уступают классическим системам в универсальности, однако в специализированных задачах они уже демонстрируют впечатляющие возможности. При этом важна не только вычислительная мощность отдельных кубитов, но и скорость, с которой процессор способен выполнять последовательность квантовых операций. Именно на сокращение таких задержек специалисты IBM сделали ставку при создании нового процессора Nighthawk R2, оснащенного 120 программируемыми кубитами. Главным достижением Nighthawk R2 стала значительно более высокая скорость выполнения квантовых схем. Новый процессор способен обрабатывать более 100 тысяч схем в секунду, тогда как предшествующий Heron выполнял около 4 тысяч. Такой разрыв связан не столько с увеличением количества кубитов, сколько с устранением одного из узких мест квантовых вычислений - длительного промежутка между последовательными запусками программ. В предыдущей архитектуре Heron после завершения вычисления кубит необходимо было и ...>>

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Случайная новость из Архива Компьютер Кларион для автомобилей 20.01.2000 Выпущен персональный компьютер "Кларион", разработанный специально для автомобилей. Он позволяет управлять автомобильным приемником с помощью голоса. Можно настраиваться на желаемую станцию, менять громкость и переключать CD-плейер. Водитель получает возможность связи с определенным абонентом сотовой связи, просто назвав его номер. Компьютер зачитывает все поступающие во время движения письма электронной почты и сообщения, переданные на пейджер. В памяти компьютера имеется карта местности, все точки которой привязаны к определенному начальному пункту. Кроме того, в комплект входит приемник глобальной системы навигации. По голосовому запросу компьютер сообщает, как проехать в то или иное место. Помимо голосовой информации на дисплее отображается стрелка, указывающая направление поворота автомобиля.

Другие интересные новости:

▪ Божественному ветру помогли халтурщики-корабелы

▪ Создан самый мощный в мире магнит

▪ Новый рекорд плотности данных на магнитной ленте

▪ Новые DC/DC-преобразователи FAN2011 и FAN2012

▪ Датчик в жерле вулкана

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Светодиоды. Подборка статей

▪ статья Война всех против всех. Крылатое выражение

▪ статья Как охотятся совы? Подробный ответ

▪ статья Оказание помощи при пищевом отравлении. Советы туристу

▪ статья Подключение электровилки В16 242. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья УКВ приемник с ФАПЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026