V mnohých domácnostiach a na iných verejných miestach sa používa podzemná voda, ktorá sa čerpá do horných nádrží pomocou vodných čerpadiel ovládaných elektromotormi. Ovládanie čerpadiel je často nevyhnutnosťou, aby sa zabránilo plytvaniu vodou.
1. Obráťte sa na regulátor hladiny vody
Tu jednoduchý okruh na ovládanie vodných čerpadiel. Keď je hladina vody v nad hlavovou nádržou prekročí požadovanú hladinu, čerpadlo sa automaticky vypne a zastaví proces čerpania, čím zabráni nadmernému prietoku vody. Používa relé na odpojenie napájania vodného čerpadla.
Obvod je zostavený z nasledujúcich komponentov:
- CMOS IC CD4001 : Je to všestranný 14 pinový IC, ktorý obsahuje 4 brány NOR. Každá brána NOR má dva vstupy a jeden výstup. IC má teda 8 vstupných pinov a 4 výstupné piny, jeden pin Vcc (pripojený k kladnému napájaciemu zdroju) a jeden Vss (pripojený k zápornému napájaniu). Medzi jeho základné vlastnosti patrí - Maximálne napájacie napätie: 15 V, Minimálne napájacie napätie: 3 V, Maximálna rýchlosť prevádzky: 4 MHz. Môže byť použitý v generátoroch tónov, detektoroch kovov atď.
- Tranzistor BC547 : Je to bipolárny tranzistor NPN a používa sa hlavne na zosilnenie a spínanie. Medzi jeho vlastnosti patrí maximálny prúdový zisk 800. Používa sa v konfigurácii CE, keď sa používa ako zosilňovač.
- Batéria : Na napájanie obvodu je napájané jednosmerné napätie 9 V prostredníctvom batérie.
Obvod používa na pohon relé CMOS IC CD 4001/4011. Jeho vstupná brána 1 slúži na pripojenie sondy na zisťovanie hladiny vody. Jedna sonda je pripojená k bráne 1 IC a druhá sonda k zemi. Keď sonda A pripojená k bráne 1 IC pláva, vstup brány 1 zostáva vysoký a výstupný kolík 4 ide vysoko a tranzistor budiča relé vedie. Relé bude aktivované. Napájanie vodného čerpadla je spojené cez spoločný a NO kontakt relé, takže pri zapnutí relé vodné čerpadlo funguje. LED indikuje funkčnosť relé. Keď hladina vody stúpa a prichádza do kontaktu so sondami A a B, výstup IC sa zníži a relé vypne, aby zastavilo čerpanie.
Spočiatku, keď A a B nie sú pripojené, t.j. hladina vody je nízka, je vstupný pin1 IC na logicky vysokej hodnote a podľa tabuľky pravdy brány NOR bude výstup na pin3 na logicky nízkej hodnote. Pretože pin3 je skratovaný na piny 5 a 6, bude teda vstup do ďalšej brány NOR logicky nízky signál. Toto dáva logicky vysoký signál zodpovedajúcemu výstupnému kolíku 4. Keď prúd preteká odporom k základni tranzistora, začne vodiť a funguje ako uzavretý spínač. Relé pripojené k kolektoru tranzistora sa napája a kontakty NO sa pripájajú k spoločnému kontaktu a vodné čerpadlo je napájané zo siete a začína pracovať.
Teraz, keď stúpne hladina vody v nádrži tak, že sondy A a B sú pripojené cez vodu, preteká nimi prúd (Pretože voda je vodič) a kolíky 1 a 2 sú pripojené cez A a B k zápornému napájaniu batérie. .
Výstupný pin3 je teda na logicky vysokej úrovni, čo spôsobuje, že vstupné piny druhej brány NOR sú na logicky vysokej úrovni, a teda zodpovedajúci výstupný pin4 je na logicky nízkej úrovni. Tranzistor sa preruší z dôvodu nedostatku predpätia a relé sa príslušne odpojí od napätia a napájanie nádrž na vodu dostane odrezať.
dva. Bezkontaktný regulátor hladiny vody
Okrem vyššie diskutovanej techniky môže existovať aj iný spôsob riadenia hladiny vody v nádrži jej snímaním pomocou ultrazvukovej techniky. Na rozdiel od predchádzajúcej metódy to nevyžaduje žiadne kontakt s nádržou na vodu .
Systém sa skladá z nasledujúcich častí
- Regulovaný jednosmerný napájací zdroj na premenu striedavého napájania na regulované jednosmerné napätie pomocou mostíkových usmerňovačov a filtrov.
- Ultrazvukový modul pozostávajúci z ultrazvukového vysielača a prijímača na snímanie stavu hladiny vody v nádrži.
- Mikrokontrolér, ktorý funguje ako riadiaca jednotka.
- Tranzistor a jednotka MOSFET, ktorá tvorí spínaciu jednotku
- Relé na riadenie aplikácie prúdu do čerpadla
- Čerpadlo, ktoré predstavuje záťaž
Bloková schéma regulátora hladiny vody
Ultrazvukový senzor sníma hladinu vody v nádrži vysielaním ultrazvukových signálov smerom k nádrži. Voda v nádrži odráža späť ultrazvukové signály, ktoré prijíma prijímač. Prijatý ultrazvukový alebo zvukový signál sa prevedie na elektrické signálne impulzy, ktoré sa privádzajú do mikrokontroléra. Tieto impulzy označujú hladinu vody v nádrži. Keď hladina vody klesne pod určitú hladinu, ultrazvukový modul dáva indikáciu cez elektrický signál a mikrokontrolér podľa toho uvádza tranzistor do vypnutého stavu, čo následne spôsobí zapnutie MOSFET a podľa toho relé dostane energiu a čerpadlo je zapnuté zapnuté. Ak je hladina vody nad prahovou úrovňou, mikrokontrolér príslušne vypne relé cez tranzistor a usporiadanie MOSFET, aby vypol čerpadlo.
3. Digitálny indikátor hladiny vody
Tento systém sa používa iba na snímanie hladiny vody v nádrži a na zobrazovanie nameraných hodnôt na 7-segmentovom displeji.
Tu je v nádrži umiestnená doska plošných spojov pozostávajúca z paralelného usporiadania vodivých drôtov. Tieto vodiče slúžia ako vstup do prioritného kodéra, ktorý na základe vstupných údajov generuje výstup BCD. Prioritný enkodér riadi sústavu tranzistorov, ktoré poskytujú vstup do BCD do 7 segmentov dekodéra, ktorý pomocou signálu BCD riadi 7-segmentový LED displej.
Inteligentný indikátor hladiny vody v nádrži nad hlavou
Keď je vstupná jednotka umiestnená vo vodnej nádrži, preteká prúd drôtmi ponorenými do vody a zodpovedajúci počet vstupov je preto vo vysokom logickom stave. Kodér prijíma tento vstup a na základe úrovne priority vstupov dáva digitálny výstupný kód zodpovedajúci vstupu s najvyššou prioritou.
Ak teda prúd preteká všetkými vodičmi, t. J. Nádrž je plná, výstupný kód bude zodpovedať najvyššej úrovni. Tu je vstupná jednotka alebo stupnica rozdelená na 10 úrovní od 0 do 9. Ak sú všetky vstupy do kódovacieho zariadenia v hornom stave, výstupom je tiež vysoký logický signál, ktorý vedie všetky tranzistory do stavu ON, takže všetky vstupy do dekodéra BCD na 7 segmentov sú v nízkom logickom stave. Dekodér BCD až 7 segmentov jednoducho funguje ako invertor a tým dáva vysoký logický signál na celom svojom výstupe, a preto sa na displeji zobrazuje najvyššia úroveň 9.
