Kontroler poziomu wody

W wielu domach i innych miejscach publicznych wykorzystuje się wodę gruntową, która jest pompowana do zbiorników napowietrznych za pomocą pomp wodnych sterowanych silnikami elektrycznymi. Sterowanie pompami jest często koniecznością, aby uniknąć marnotrawstwa wody.

1. Skontaktuj się z kontrolerem poziomu wody

Tutaj prosty obwód do sterowania pompami wodnymi. Gdy poziom wody w zbiornik nad głową przekroczy wymagany poziom, pompa automatycznie wyłącza się i zatrzymuje proces pompowania zapobiegając w ten sposób przelewaniu się wody. Wykorzystuje przekaźnik do odcięcia zasilania pompy wodnej.

Obwód jest zbudowany z następujących komponentów:

• Układ scalony CMOS CD4001 : Jest to wszechstronny 14-pinowy układ scalony, który zawiera 4 bramki NOR. Każda bramka NOR ma dwa wejścia i jedno wyjście. Zatem układ scalony ma 8 pinów wejściowych i 4 piny wyjściowe, jeden pin Vcc (podłączony do dodatniego napięcia zasilającego) i jeden Vss (podłączony do ujemnego zasilania). Jego podstawowe cechy to - Maksymalne napięcie zasilania: 15V, Minimalne napięcie zasilania: 3V, Maksymalna prędkość pracy: 4MHz. Może być stosowany w generatorach tonów, wykrywaczach metali itp.
• Tranzystor BC547 : Jest to bipolarny tranzystor złączowy NPN i jest używany głównie do wzmacniania i przełączania. Jego cechy obejmują maksymalne wzmocnienie prądowe 800. Jest używany w konfiguracji CE, gdy jest używany jako wzmacniacz.
• Bateria : Zasilanie prądem stałym o napięciu 9 V jest dostarczane przez akumulator do zasilania obwodu.

Obwód wykorzystuje CMOS IC CD 4001/4011 do sterowania przekaźnikiem. Jego bramka wejściowa 1 służy do podłączenia sondy do wykrywania poziomu wody. Jedna sonda jest podłączona do bramki 1 układu scalonego, a druga sonda do masy. Gdy sonda A podłączona do bramki 1 układu scalonego jest pływająca, wejście bramki 1 pozostaje w stanie wysokim, a styk wyjściowy 4 przechodzi w stan wysoki, a tranzystor sterownika przekaźnika przewodzi. Przekaźnik zostanie aktywowany. Zasilanie pompy wodnej jest podłączone poprzez styki wspólny i zwierny przekaźnika, dzięki czemu po załączeniu przekaźnika pompa wodna pracuje. Dioda LED sygnalizuje pracę przekaźnika. Kiedy poziom wody podnosi się i styka się z sondami A i B, wyjście IC staje się niskie, a przekaźnik wyłącza się, aby zatrzymać pompowanie.

Początkowo, gdy A i B nie są połączone, tj.poziom wody jest niski, styk wejściowy 1 układu scalonego ma stan logiczny wysoki i zgodnie z tabelą prawdy bramki NOR, wyjście na styku 3 będzie miało stan logiczny niski. Ponieważ pin3 jest zwarty do pinów 5 i 6, stąd wejście do innej bramki NOR będzie logicznie niskie. Daje to wysoki logiczny sygnał do odpowiedniego styku wyjściowego 4. Gdy prąd przepływa przez rezystor do bazy tranzystora, zaczyna przewodzić i działa jak zamknięty przełącznik. Przekaźnik podłączony do kolektora tranzystora zostaje pobudzony, styki NO zostają połączone ze stykiem wspólnym, a pompa wodna zostaje zasilona z sieci i zaczyna pracować.

Teraz, gdy poziom wody w zbiorniku podnosi się tak, że sondy A i B są połączone przez wodę, przepływa przez nie prąd (ponieważ woda jest przewodnikiem), a piny 1 i 2 są połączone przez A i B z ujemnym zasilaniem akumulatora .

Styk wyjściowy 3 jest więc na wysokim poziomie logicznym, powodując, że styki wejściowe drugiej bramki NOR są na wysokim poziomie logicznym, a zatem odpowiadający styk wyjściowy 4 jest na niskim poziomie logicznym. Tranzystor zostaje odcięty z powodu braku prądu polaryzacji, a przekaźnik zostaje odpowiednio pozbawiony napięcia, a zasilanie zbiornik wodny zostaje odcięty.

dwa. Bezdotykowy kontroler poziomu wody

Oprócz techniki omówionej powyżej, może istnieć inny sposób kontrolowania poziomu wody w zbiorniku poprzez wykrywanie go za pomocą techniki ultradźwiękowej. W przeciwieństwie do poprzedniej metody nie wymaga to żadnego kontakt ze zbiornikiem na wodę .

System składa się z następujących części

1. Regulowany zasilacz DC do konwersji zasilania AC na regulowane napięcie DC za pomocą mostków prostowniczych i filtrów.
2. Moduł ultradźwiękowy składający się z nadajnika ultradźwiękowego i odbiornika do wykrywania stanu poziomu wody w zbiorniku.
3. Mikrokontroler pełniący rolę jednostki sterującej.
4. Tranzystor i jednostka MOSFET, która tworzy jednostkę przełączającą
5. Przekaźnik sterujący doprowadzaniem prądu do pompy
6. Pompa, która jest obciążeniem

Schemat blokowy kontrolera poziomu wody

Czujnik ultradźwiękowy wykrywa poziom wody w zbiorniku, przesyłając sygnały ultradźwiękowe w kierunku zbiornika. Woda w zbiorniku odbija sygnały ultradźwiękowe, które są odbierane przez odbiornik. Odebrany sygnał ultradźwiękowy lub dźwiękowy jest zamieniany na impulsy sygnału elektrycznego, które są podawane do Mikrokontrolera. Te impulsy oznaczają poziom wody w zbiorniku. Gdy poziom wody spada poniżej pewnego poziomu, moduł ultradźwiękowy daje wskazanie za pomocą sygnału elektrycznego, a mikrokontroler odpowiednio ustawia tranzystor do stanu wyłączenia, co z kolei powoduje włączenie MOSFET-u i odpowiednio zasilenie przekaźnika i włączenie pompy włączony. W przypadku, gdy poziom wody przekroczy próg, Mikrokontroler odpowiednio wyłącza przekaźnik poprzez układ tranzystorowy i MOSFET, tak aby wyłączyć pompę.

3. Cyfrowy wskaźnik poziomu wody

Ten system jest używany tylko do wykrywania poziomu wody w zbiorniku i wyświetlania odczytu na 7-segmentowym wyświetlaczu.

Tutaj płytka drukowana składająca się z równoległego ułożenia przewodów przewodzących jest umieszczona w zbiorniku. Przewody te służą jako wejście do kodera priorytetowego, który generuje wyjście BCD na podstawie odczytów wejściowych. Priorytetowy koder steruje zestawem tranzystorów, które z kolei dostarczają sygnał wejściowy do BCD do 7-segmentowego dekodera, który wykorzystuje sygnał BCD do sterowania 7-segmentowym wyświetlaczem LED.

Inteligentny wskaźnik poziomu wody w zbiorniku górnym

Gdy jednostka wejściowa jest umieszczona w zbiorniku wody, prąd płynie przez przewody zanurzone w wodzie i odpowiednio odpowiednia liczba wejść jest w stanie logicznym wysokim. Enkoder odbiera to wejście i na podstawie poziomu priorytetu wejść podaje kod wyjścia cyfrowego odpowiadający wejściu o najwyższym priorytecie.

Zatem jeśli prąd przepływa przez wszystkie przewody, tj. Zbiornik jest pełny, kod wyjściowy będzie odpowiadał najwyższemu poziomowi. Tutaj jednostka wejściowa lub skala jest podzielona na 10 poziomów od 0 do 9. O ile wszystkie wejścia Enkodera są w stanie wysokim, na wyjściu jest również wysoki sygnał logiczny, który steruje wszystkimi tranzystorami w stan ON, tak że wszystkie wejścia do dekodera BCD do 7-segmentowego dekodera są w stanie logicznym niskim. Dekoder BCD na 7 segmentów działa po prostu jako falownik i w ten sposób daje wysoki sygnał logiczny na wszystkich swoich wyjściach, a zatem najwyższy poziom 9 jest wyświetlany na wyświetlaczu.