V mnoha domácnostech a na dalších veřejných místech se používá podzemní voda, která se čerpá do horních nádrží pomocí vodních čerpadel, která jsou řízena elektromotory. Ovládání čerpadel je často nutností, aby se zabránilo plýtvání vodou.
1. Obraťte se na regulátor hladiny vody
Zde jednoduchý obvod pro ovládání vodních čerpadel. Když hladina vody v nad hlavou nádrže překročí požadovanou hladinu, čerpadlo se automaticky vypne a zastaví proces čerpání, čímž zabrání nadměrnému průtoku vody. Využívá relé k odpojení napájení vodního čerpadla.
Obvod je sestaven pomocí následujících komponent:
- CMOS IC CD4001 : Jedná se o univerzální 14kolíkový integrovaný obvod, který obsahuje 4 brány NOR. Každá brána NOR má dva vstupy a jeden výstup. IC má tedy 8 vstupních kolíků a 4 výstupní kolíky, jeden kolík Vcc (připojený k kladnému napájecímu napětí) a jeden Vss (připojený k zápornému napájení). Mezi jeho základní vlastnosti patří - maximální napájecí napětí: 15 V, minimální napájecí napětí: 3 V, maximální rychlost provozu: 4 MHz. Může být použit v generátorech tónů, detektorech kovů atd.
- Tranzistor BC547 : Je to bipolární tranzistor NPN a používá se hlavně pro účely zesílení a přepínání. Mezi jeho vlastnosti patří maximální proudový zisk 800. Používá se v konfiguraci CE, když se používá jako zesilovač.
- baterie : Napájení obvodu je napájeno stejnosměrným napětím 9 V prostřednictvím baterie.
Obvod používá CMOS IC CD 4001/4011 k řízení relé. Jeho vstupní brána 1 slouží k připojení sondy k detekci hladiny vody. Jedna sonda je připojena k bráně 1 IC a druhá sonda k zemi. Když sonda A připojená k bráně 1 IC plovoucí, vstup brány 1 zůstává vysoký a výstupní kolík 4 jde vysoko a tranzistor budiče relé vede. Relé bude aktivováno. Napájení vodního čerpadla je připojeno přes společný a spínací kontakt relé, takže při zapnutí relé vodní čerpadlo funguje. LED indikuje činnost relé. Když hladina vody stoupne a přijde do kontaktu se sondami A a B, výstup IC se sníží a relé vypne, aby zastavilo čerpání.
Zpočátku, když A a B nejsou připojeny, tj. Hladina vody je nízká, je vstupní pin1 IC na logicky vysoké hodnotě a podle tabulky pravdivosti brány NOR bude výstup na pin3 na logicky nízké hodnotě. Vzhledem k tomu, že pin3 je zkratován na piny 5 a 6, bude tedy vstup do jiné brány NOR logicky nízké signály. To dává logicky vysoký signál odpovídajícímu výstupnímu kolíku 4. Jak proud protéká odporem k základně tranzistoru, začne vodit a funguje jako uzavřený spínač. Relé připojené ke kolektoru tranzistoru se zapne a spínací kontakty se připojí ke společnému kontaktu a vodní čerpadlo dostane napájení ze sítě a začne pracovat.
Nyní, když stoupne hladina vody v nádrži tak, že sondy A a B jsou připojeny přes vodu, protéká nimi proud (Protože voda je vodič) a kolíky 1 a 2 jsou připojeny přes A a B k zápornému napájení baterie .
Výstupní pin3 je tedy na logicky vysoké úrovni, což způsobuje, že vstupní piny druhé brány NOR jsou na logicky vysoké úrovni, a tedy odpovídající výstupní pin4 je na logicky nízké úrovni. Tranzistor se přeruší kvůli nedostatku zkresleného proudu a relé se odpovídajícím způsobem odpojí od napětí a napájení do nádrž na vodu je odříznut.
dva. Bezkontaktní regulátor hladiny vody
Kromě výše popsané techniky může existovat i jiný způsob, jak kontrolovat hladinu vody v nádrži jejím snímáním pomocí ultrazvukové techniky. Na rozdíl od předchozí metody to nevyžaduje žádné kontakt s vodní nádrží .
Systém se skládá z následujících částí
- Regulovaný stejnosměrný napájecí zdroj pro převod střídavého napájení na regulované stejnosměrné napětí pomocí můstkových usměrňovačů a filtrů.
- Ultrazvukový modul skládající se z ultrazvukového vysílače a přijímače pro snímání stavu hladiny vody v nádrži.
- Mikrokontrolér, který funguje jako řídicí jednotka.
- Tranzistor a jednotka MOSFET, která tvoří spínací jednotku
- Relé pro řízení aplikace proudu do čerpadla
- Čerpadlo, které je zátěží
Blokové schéma ovladače hladiny vody
Ultrazvukový senzor snímá hladinu vody v nádrži vysíláním ultrazvukových signálů směrem k nádrži. Voda v nádrži odráží zpět ultrazvukové signály, které přijímá přijímač. Přijatý ultrazvukový nebo zvukový signál se převádí na elektrické signální impulsy, které se přivádějí do mikrokontroléru. Tyto impulsy označují hladinu vody v nádrži. Když hladina vody klesne pod určitou hladinu, ultrazvukový modul vydá indikaci prostřednictvím elektrického signálu a mikrokontrolér odpovídajícím způsobem vypne tranzistor do vypnutého stavu, což následně způsobí zapnutí MOSFET a odpovídajícím způsobem se relé zapne a čerpadlo je zapnutý. Pokud je hladina vody nad prahovou úrovní, mikrokontrolér odpovídajícím způsobem vypne relé prostřednictvím tranzistoru a uspořádání MOSFET, aby vypnul čerpadlo.
3. Digitální indikátor hladiny vody
Tento systém se používá pouze ke snímání hladiny vody v nádrži a zobrazení naměřené hodnoty na 7segmentovém displeji.
Zde je v nádrži umístěna deska s obvody sestávající z paralelního uspořádání vodivých drátů. Tyto vodiče slouží jako vstup do prioritního kodéru, který generuje výstup BCD na základě vstupních hodnot. Kodér priority řídí sadu tranzistorů, které zase poskytují vstup do BCD do 7 segmentů Dekodér, který používá signál BCD k řízení 7segmentového LED displeje.
Inteligentní indikátor hladiny vody v horní nádrži
Když je vstupní jednotka umístěna ve vodní nádrži, protéká proud vodiči ponořenými do vody a odpovídající počet vstupů je tedy ve vysokém logickém stavu. Kodér přijímá tento vstup a na základě úrovně priority vstupů dává digitální výstupní kód odpovídající vstupu s nejvyšší prioritou.
Pokud tedy protéká proud všemi dráty, tj. Je nádrž plná, bude výstupní kód odpovídat nejvyšší úrovni. Zde je vstupní jednotka nebo stupnice rozdělena na 10 úrovní od 0 do 9. Pokud jsou všechny vstupy do kodéru ve vysokém stavu, výstupem je také vysoký logický signál, který pohání všechny tranzistory do stavu ON, takže všechny vstupy do dekodéru BCD na 7 segmentů jsou ve stavu nízké logiky. Dekodér BCD až 7 segmentů jednoduše funguje jako invertor, a tak poskytuje vysoký logický signál na celém svém výstupu, a tak se na displeji zobrazuje nejvyšší úroveň 9.
