Датчик уровня воды и печатная плата. Своими руками датчики уровня воды

Заметки для мастера - Сигнализаторы воды в быту

Сигнализатор затопления

Внезапно потекший радиатор отопления или водопроводная труба могут принести много неприятностей, если об это не узнать вовремя. Здесь приводится описание несложного устройства, которое издает достаточно громкий звук, если под плинтусом образуется влажность, рис.1.

Рис.1

Сама схема, - ничего особенного, простой мультивибратор на основе «легендарной» микросхемы «555» (интегральный таймер). Если между проводами Е1 и Е2 возникает проводимость, мультивибратор запускается и из динамика В1 раздается достаточно громкий звук.1

Более интересен датчик. Он представляет собой тряпку (кусок старой простыни), по длине которого проложены два оголенных медных луженых провода. Они завернуты в эту тряпку так, что между ними нет непосредственного контакта, и есть только один-два слоя ткани. Получившаяся «колбаса» уложена под пластмассовый плинтус, под радиатором отопления. При протекании тряпка намокает и начинает пропускать ток. Между проводами, завернутыми в неё (это Е1 и Е2) возникает проводимость, и мультивибратор запускается.

В1 - практически любой динамик сопротивлением катушки не ниже 4 Ом.

Источник питания - зарядное устройство для сотового телефона.

Недостаток в том, что после устранения протекания нужно снять плинтус, развернуть датчик, и составляющую его тряпку просушить. Затем все собрать снова.

Автор: Гоигорьян В. М.

Сигнализатор уровня воды на TL431

На микросхеме TL431 возможно собрать звуковой сигнализатор который можно установить для контроля уровня воды. Схема такого индикатора представлена на рис.2.

Рис.2

Для контроля уровня жидкости, например, воды в ванне, к схеме подключается датчик из двух нержавеющих пластин, которые расположены на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга.

Когда вода достигнет датчика, его сопротивление уменьшается, а микросхема через резисторы R1, R2 входит в линейный режим. Поэтому возникает автогенерация на резонансной частоте пьезокерамического излучателя НА1, на которой и зазвучит звуковой сигнал.

В качестве излучателя можно применить излучатель с тремя выводами типа ЗП-З, или другой из дешёвых телефонных аппаратов китайского производства. Питание устройства производится от напряжения 5 - 12 В. Это позволяет питать его даже от гальванических батарей, что делает возможным использование его в разных местах, в том числе и в ванной.

При замене микросхемы TL431 на его аналог К142ЕН19 питающее напряжение не должно быть больше 30 вольт.

Никулин С.А., Повный А.В

Сигнализатор – «нужен полив» или «произошло затопление»

Показанная на рис.3 схема может быть собрана как на микросхеме К561ЛА7, так и на К561ЛЕ5. Что интересно, в зависимости от типа микросхемы кардинально меняется работа сигнализатора. Если микросхема К561ЛА7, то сигнализатор будет сигнализировать при пересыхании среды, например, почвы в цветном горшке. А если применить микросхему К561ЛЕ5, то сигнализация будет звучать, наоборот, при повышении влажности, например, при затоплении подвала, гаража, при намокании детских пеленок.

Рис.3

Схема состоит из двух мультивибраторов, один работает на инфразвуковой частоте (около 0,3 Гц) другой на звуковой частоте (около 2000 Гц). Мультивибраторы включены последовательно таким образом, что инфразвуковой мультивибратор управляет звуковым.А инфразвуковым мультивибратором управляет датчик, состоящий из двух пластин из нержавеющей стали Е1 и Е2. Сопротивление среды между этими пластинами и сопротивление R1 образуют делитель напряжения, создающий напряжение на выводе 2 D1.1. Если среда влажная то на входе элемента D1.1 будет логический ноль, если среда сухая, - логическая единица. Далее все зависит от того какая микросхема установлена.

BF1 – пъезоэлектрический звукоизлучатель от неисправного мультиметра.

Из ж. «Радиоконструктор»

2011 г.

Бытовые сигнализаторы влажности

Такие устройства могут использоваться для контроля протечек воды в квартире или на чердаке (когда идет дождь), появления воды в подвальном помещении. Им можно найти и другие разнообразные применения. Здесь приведены два варианта выполнения сигнализаторов, которые срабатывают при появлении воды между контактами (F1). В качестве датчика воды F1 может служить небольшой кусок фольгированного стеклотекстолита — на стороне фольги зигзагом прорезается резаком тонкая полоса. Полученные таким образом две дорожки подключаются к схеме.

Обе схемы имеют световую и звуковую индикацию состояния, а от ранее известных аналогов отличаются простотой. Для удобства эксплуатации при подаче питания действует первоначальный проверочный импульс включения индикации. Это позволяет убедиться в работоспособности устройства.

Рис.4

На рис. 5. показан первый вариант сигнализатора. При замыкании контактов датчика F1 (через малое сопротивление воды) будет непрерывно работать звуковой сигнал, и светиться светодиод до момента, пока не выключат устройство. Включатель SA1 позволяет изменить режим индикации HL1 на постоянное свечение светодиода в дежурном режиме — это может использоваться при питании схемы от сетевого источника.

Рис.5

Во второй схеме, приведенной на рис.5, в случае срабатывания датчика звуковой и световой сигналы включаются периодически (за счет применения двух автогенераторов), обеспечивая прерывистый звук в режиме «тревога».

Сигнализаторы могут питаться от любого источника или батареи с напряжением от 5 до 15 В. Для первой схемы потребляемый ток в режиме ожидания при питании от 5 и 15 В составляет соответственно 0.5 и 1 мкА, а в режиме тревоги — не более 24 мА. Для второй схемы эти значения составляют от 0,5 до 1 мкА (в режиме «ожидание») и не превышают 10 мА в режиме «тревога». Для достаточной яркости свечения индикаторного светодиода может потребоваться подбор установленного последовательно с ним резистора при самом низком напряжении питания.

Индикатор уровня жидкости

Это устройство предназначено для контроля уровня жидкости в различных резервуарах, например воды в ванне, рисунок 6.

Рис.6

Как только жидкость поднимается до установленного уровня, устройство начнет подавать непрерывный звуковой сигнал. Как только уровень жидкости достигнет критического предела, устройство начнет подавать прерывистый звуковой сигнал. Индикатор состоит из двух генераторов: первый – на элементах DD1.1, DD1.2 второй – на элементах DD1.3, DD1.4. Ими управляет сенсорный элемент Е1 – Е3. Его размещают в резервуар на уровне, до которого его надо заполнить. Когда жидкость не касается его контактов, то через резисторы R2 и R3 на выходы элементов DD1.1, DD1.2 и DD1.3 поступает напряжение высокого уровня, поэтому ни один из генераторов не работает. В этом режиме индикатор практически не потребляет тока от источника питания.

Когда жидкость достигает контактов Е1 и Е2, то проводимость между ними резко увеличивается, если, конечно, жидкость не диэлектрическая, на выводе 12 элемента DD1.3 появляется напряжение низкого уровня и второй генератор начинает работать, при этом в телефоне BF1 раздается звуковой сигнал с частотой около 1 кГц. Если поступление жидкости не прекращается, то ее уровень достигает еще контакта Е3 сенсорного элемента. Поэтому начинает работать первый генератор и своим сигналом модулирует сигнал второго генератора. Телефон в этом случае излучает прерывистые звуковые сигналы, свидетельствующие о том, что уровень жидкости достиг критического предела.

Сенсорный элемент может иметь различные конструкции. Одна из них, показана на рисунке 1. Контакты сенсорного элемента представляют собой полоски фольги, оставленные на пластине из фольгированного текстолита, их залуживают, а участок А элемента покрывают защитным лаком или краской. Если жидкость агрессивна, то контакты изготавливают из материала, не вступающего в химическую реакцию с жидкостью, например из нержавеющей стали. Необходимо только, чтобы в исходном состоянии между контактами сенсора сопротивление было бы не менее 10…15 Мом. При их частичном погружении в жидкость – не более 0,5…1 Мом.

Плату сигнализатора соединяют с сенсорным датчиком изолированным проводом, длина которого может быть несколько метров, с целью защиты от помех провод лучше всего взять экранированный. Телефон BF1 также может быть при желании удален на несколько метров.

В дежурном режиме индикатор тока не потребляет, поэтому специального выключателя питания нет.

Какого – либо налаживания индикатор не требует, если необходимо, то требуемую тональность звукового сигнала можно установить подбором конденсатора С2, а периодичность его подачи – конденсатором С1.

Нечаев И.А.

«Конструкции на логических

элементах цифровых микросхем»

Сигнализатор повышенной влажности

Конструкция выполнена из старого кварцевого будильника китайского производства. Принципиальная схема сигнализатора показана на рис.7.

Рис.7

Плата будильника имеет контактную площадку для подключения выключателя генератора звука. На рисунке эта площадка отмечена «3». Как оказалось, она обладает большим входным сопротивлением.

Если к ней подключить два щупа из «нержавейки» (Е1 и Е2), то получится индикатор повышенной влажности, например намокших пеленок. При намокании пеленок сопротивление между щупами Е1 и Е2 уменьшается и включается звуковой сигнал.

Сигнализатор наполнения ванны

Наполняя ванну, мы нередко забываем вовремя перекрыть воду, однако можно построить простой автомат, который будет следить за заданным уровнем воды в ванне и извещать об этом звуковым сигналом. Схема такого сигнализатора приведена на рис.8.

Рис.8 Он представляет собой генератор звуковой частоты который соединен с датчиком, состоящим из двух металлических штырей, изолированных друг от друга. Датчик опускается в ванну так, чтобы концы штырей оказались на заданном уровне, до которого нужно наполнить ванну. Пока вода не дойдет до этого уровня, генератор не работает. Когда же концы штырей окажутся в воде, динамик ВА1 издаст звуковой сигнал. Сигнализатор достаточно экономичен: в режиме ожидания он потребляет ток менее 0,1 мкА, а во время работы – около 2 мА. Срабатывание сигнализатора происходит когда между штырями будет до 500 кОм. Динамическая головка используется 0,5ГД-17 или аналогичная, с сопротивлением катушки 8…10 Ом. Источник питания – пальчиковая батарейка АА. Налаживают сигнализатор в следующей последовательности. Установив движок подстроечного резистора в верхнее по схеме положение, подключают источник питания и замыкают штыри датчика. Плавно уменьшают сопротивление резистора R2 до получения чистых, громких отрывистых звуков. Дальше уменьшать сопротивление подстроечного резистора не следует, иначе могут выйти из строя транзисторы. Преимущества такого автомата велики и состоят в том, что используется всего один питающий элемент, что дает компактность конструкции, далее простота исполнения и хорошая экономичность. Д. Приймак

г. Павлодар

Датчик воды в подвальном помещении

Схема устройства на рис.9 поможет сберечь ваш подвал или гараж от затопления.

Рис.9

Датчик Z1 соединяется с электрической схемой длиной до 2м (длиннее нежелательно, так как может отрицательно влиять на работу транзисторного ключа). В качестве датчика применяют контактную площадку от плоской клавиатуры. Датчик устанавливают в том месте, где возможно скапливание воды (затопление).

При затоплении или дожде капли влаги замкнут контакты датчика, транзистор VT1 откроется и через нагрузку потечет ток. В качестве нагрузки может быть либо зуммер, либо насос для откачивания. В качестве реле подойдет маломощное РЭС15 на напряжение срабатывания 7…8В. Переменный резистор R1 регулирует чувствительность устройства: в нижнем по схеме положении движка R1 прибор не будет реагировать, а верхнем положении чувствительность схемы максимальная – транзистор реагирует даже на слабые токи, проходящие через датчик, т.е. нагрузка включится даже от утренней росы.

Замыкать контакты Z1 нельзя – произойдет необратимый пробой транзистора. Напряжение питания может быть от +4 до 10В в зависимости от применяемой нагрузки. Питание схемы – постоянное стабилизированное напряжение, полученное от трансформаторного источника.

kopilkasovetov.ucoz.ru

разновидности, правила выбора, изготовление своими руками

На производстве нередко возникает необходимость в измерении уровня жидкости (воды, бензина, масла). В быту чаще всего нужно определить высоту воды в какой-либо емкости, для этого применяют специальные приспособления — уровнемеры и сигнализаторы. Измерительные устройства делятся на несколько разновидностей, их приобретают в магазинах, но для домашнего использования проще всего сделать датчик уровня воды своими руками.

Виды датчиков

Датчики различаются между собой по способу измерения уровня жидкости и делятся на два вида: сигнализаторы и уровнемеры. Сигнализаторы отслеживают заданную точку заполнения емкости и при достижении нужного объема жидкости прекращают ее поступление (пример — поплавок в бачке унитаза).

Уровнемеры непрерывно контролируют степень заполнения резервуара (пример — датчик на шахтном водоотливе).

По принципу действия датчики уровня воды в емкости делятся на такие разновидности:

Поплавковые — в их конструкцию входят поплавок с магнитом и два герметических контакта (геркона). При достижении минимального уровня жидкости в емкости поплавок перемещается вниз и магнитом действует на геркон, при этом включается реле и запускается насос, начинается подкачка воды в резервуар. При полном заполнении емкости поплавок достигает верхнего геркона, при этом срабатывает реле, выключающее насос.
Ультразвуковые — используются не только в жидкой среде, но и в сухой. Устройства работают таким образом: излучатель подает импульсы, которые достигают резервуара и возвращаются на приемник. Встроенный контроллер обработки сигнала анализирует силу и длительность затухания ультразвуковой волны (эти параметры различны для полной и пустой емкости).
Электродные — применяются в жидких электропроводящих средах. Состоят из двух электродов, контролирующих нужный уровень жидкости. Третий электрод является аварийным и используется при превышении заданных параметров и включении режима откачки.
Радарные — универсальные механизмы благодаря тому, что их можно применять при работе с агрессивными и взрывоопасными жидкостями. Принцип функционирования устройств основан на использовании радиоволнового излучения — волны определенной длины направляются к поверхности жидкой технологической среды, отражаются от нее и попадают в анализатор. Уровень наполнения емкости определяется по скорости возвращения сигнала.

Это самые распространенные уровневые датчики, кроме них существуют емкостные, гидростатические, радиоизотопные и другие виды устройств, которые применяются в различных отраслях промышленности.

Правила выбора

При покупке датчика уровня жидкости в резервуаре нужно учитывать несколько факторов, при их соблюдении устройство будет работать правильно и безотказно. В первую очередь нужно определить тип жидкой среды и ее плотность, уровень опасности для человека. Значение имеют материал изготовления емкости, ее объем — от этих параметров зависит принцип действия выбранного датчика.

Следующий момент, на который нужно обратить внимание — предназначение устройства, будет оно использоваться для контроля минимального и максимального уровня жидкости или же для постоянного отслеживания заполняемости резервуара.

При выборе промышленных датчиков количество критериев может быть расширено, для бытовых сигнализаторов и уровнемеров достаточно учитывать объем резервуара и тип устройства. В домашних условиях используются приспособления, изготовленные своими руками — работают они ничуть не хуже заводских моделей.

Изготовление своими руками

Проще всего изготовить самостоятельно поплавковый датчик уровня воды в резервуаре, или сигнализатор наполнения.

Принцип действия такого устройства заключается в том, что поплавок всплывает в жидкости, при максимальном наполнении емкости замыкает контакты и сигнализирует о достаточном уровне воды.

Последовательность изготовления:

Два колпачка от шариковых ручек соединяют между собой и заливают клеем — получается поплавок.
Трубку от корпуса ручки разрезают пополам — изготовленный ранее поплавок должен легко входить в нее и двигаться без ограничений. С одной стороны прикрепляют поперечную проволочку таким образом, чтобы поплавок не выпадал из корпуса, но в то же время внутрь беспрепятственно заходила вода.
Два медных провода длиной 5−7 см зачищают, прикрепляют к ним квадратный кусочек фольги (зажимают плоскогубцами). Фольга с проводами клеится к основе из трубки, сверху закрывают колпачком.
Готовый датчик опускают в воду, провода подключают к звуковому сигнализатору. При повышении уровня жидкости поплавок всплывает, замыкает контакты, раздается сигнал.

Приведенная схема изготовления датчика самая простая, ее используют для небольших емкостей.

Минус такого устройства в том, что оно не дает возможности автоматического выключения насоса. Чтобы останавливать подачу воды в резервуар, изготавливают сигнализаторы с использованием магнитов и герконов.

220v.guru

Датчик уровня воды | Все своими руками

Опубликовал admin | Дата 29 августа, 2011

Начало

Внешний вид датчиков показан на фото1. Основой для крепления контактных датчиков уровня воды служит полипропиленовая труба холодного водоснабжения.Применять трубу, предназначенную для горячей воды нельзя из-за металлической вставки внутри её стенки, которая может перемкнуть контакты датчиков.

Обычно такие датчики делают из толстой проволоки в виде штырей, я же использовал нихромовую проволоку от плитки, натянутую между саморезами, которые ввинчиваются непосредственно в трубу.

Саморезы надо использовать с защитным покрытием от коррозии, если таковых не найти, то можно облудить обычные стальные с применением паяльной кислоты или кислотного флюса. Расстояния между концами датчиков, которое так же, как и время паузы, зависит от размеров колодца, производительности насоса и от того, сколько воды надо откачать за раз, каждый может выбрать из собственных соображений. К верхнему концу трубы крепится проволочная петля, к которой бандажом из ниток фиксируется контактный кабель. Так как вся система имеет не большой вес, дополнительного фала для её подвески не потребовалось. Провода кабеля припаиваются к верхним концам датчиков через проволочные лепесточки и не должны быть натянуты, когда вся конструкция будет находиться в подвешенном положении. После полной сборки датчиков все пайки необходимо защитить или соответствующим лаком, или силиконовым герметиком. Сверху на трубу надевается защитный колпачок.

В качестве, которого можно использовать подходящие крышки от аэрозолей, шампуней, баночки для больших таблеток. У меня колпачок сделан из упаковки для шипучих таблеток. В дне колпачка сделано отверстие под кабель. После того, как колпачок поставлен на своё место, я его равномерно заполнил силиконовым герметиком. Вообще всю конструкцию датчика легко понять из предыдущей фотографии и фото2.

Всё устройство, кроме симметричного тиристора, R16 и C9, смонтировано на печатной плате[Скачали раз] , изготовленной из одностороннего фольгированного стеклотекстолита фото4.

Печать разрабатывалась с помощью программы SLayout 5rus[Скачали раз] под те детали, что были под рукой, и чтобы была удобной для вырезания печатных проводников с помощью ножа — для меня это самый простой, экономичный и быстрый способ. Я не сторонник неоправданной миниатюризации конструкций и для меня «хороший усилитель — большой усилитель». Если есть свободное пространство — это хорошо со всех сторон, как при монтаже в домашних условиях, так и при её возможном ремонте. При этом облегчается температурный режим работы радиоэлементов в корпусе разумных размеров.

Для подпайки проводов к плате я всегда использую контактные штырьки, которые подбираю от разных старых разъемов, фото6 — фото9. Это очень удобно

Фото7

при монтаже, при регулировке, когда требуется сначала отпаять, потом опять припаять, какой ни будь провод, а также при ремонте изделия. Очень полезными они будут и в качестве контрольных точек, когда аппаратура многокаскадная, а регулировка многоэтапная и следить надо сразу за несколькими параметрами.

Фото8

dhdhndh9

Для того, что бы штырьки прочно сидели в плате, их необходимо расклепать, по этому потребуется приспособление, Фото10. Сделано оно из старого клапана от двигателя внутреннего сгорания. Конструкция ясна из фотографии. Диаметр отверстия в центре стойки подбирается в соответствии с диаметром штырька.

Технология установки штырьков простая. Одним концом они вставляются в приспособление, фото10, а другим в отверстие платы, фото12, и очень аккуратно слегка расклёпываются и пропаиваются. Сильно стучать нельзя, так как штырьки сделаны из бронзы, а от сильного удара она крошится. Готовая плата показана на фото в самом начале статьи. Блок питания для этого устройства описан в моей заметке «Блок питания». До свидания. К.В.Ю.

Обсудить эту статью на - форуме "Радиоэлектроника, вопросы и ответы".