Простейшая схема автоматического управления уровнем воды

Содержание
  1. Что такое автоматика для насоса и зачем она нужна
  2. Из каких частей состоит автоматический блок
  3. Виды автоматики
  4. Первое поколение
  5. Второе поколение
  6. Третье поколение
  7. Модульная автоматика для скважины: преимущества и недостатки
  8. Монтирование автоматики
  9. Установка поверхностного электронасоса
  10. Установка погружной помпы и ее подключение
  11. Принципиальная схема управления насосом
  12. Детали и налаживание
  13. Конструкция и принцип действия
  14. Виды датчиков уровня
  15. Поплавковый
  16. Ультразвуковой
  17. Электродный
  18. Емкостной
  19. Радарный
  20. Гидростатический
  21. Как выбрать?
  22. Советы по выбору и применению
  23. Схема управления (отключения) насосом на откачку воды по уровню
  24. Схема управления (отключения) насосом на налив воды по уровню
  25. Список деталей
  26. Размещаем детали на плату.
  27. Реализация установки герконов в качестве концевых датчиков для срабатывания насоса в зависимости от уровня воды
  28. Подключение насоса по схеме срабатывания в зависимости от уровня воды в баке – подводя итоги
  29. Делаем датчик уровня воды в резервуаре своими руками

Что такое автоматика для насоса и зачем она нужна

На участках, где нет возможности подключится к общей системе водопровода часто бурится скважина, которая становится источником воды. Но для создания полноценной водопроводной системы нужен насос. С его помощь вода будет накачиваться в трубы, и чтобы не запускать его вручную используется автоматика для скважины. Это устройство для автоматического запуска насоса или контроля за наличием воды.

Если есть автоматика, то насос может самостоятельно подкачивать жидкость в систему или подавать её на верхние этажи. Также при наличии автоматики и отопительного котла можно сделать отопительную систему, которая будет подкачивать воду для создания давления и гнать её по трубам не только в радиаторы, но и в душевую или мойку. С помощью автоматики можно предотвратить перегрев мотора и избежать холостой работы колонки (когда в ней нет воды).

Пример блока управления с баком
Источник inhouse-spb.ru

Из каких частей состоит автоматический блок

Применяется автоматика разных видов: от простой до высокотехнологичных блоков. Принято различать 3 группы таких устройств. К первому поколению относятся простые приборы:

  • реле давления, работающее совместно с гидроаккумулятором;
  • реле холостого хода;
  • поплавковый выключатель, способный в некоторых случаях заменить реле сухого хода.

Виды автоматики

Автоматика на скважинный насос существует уже достаточно давно и сейчас можно приобрести устройства трёх различных поколений. Они отличаются между собой сложностью механизма, функциями, которые они могут выполнить, а также стоимостью.

Первое поколение

К первому поколению относятся самые простые приборы, которые выполняют определённые функции. С их помощью нельзя сделать автономную систему подачи воды, так как чаще всего эти устройства механические.

Пример простой автоматики первого поколения
Источник www.italflexo.cz

Реле давления – это одно из самых нужных и полезных механизмов в системе подачи воды. Внутри такого устройства стоит капсула с пружиной, которая замыкает контакт, если давление упало. После того, как подача воды прекращается, мотор подкачивает жидкость и размыкает клеммы. Применять данное устройство требуется в комбинации с баком-накопителем. На корпусе у реле или рядом с его соединением должен быть датчик давления (манометр).

Пример пружинного реле управления давлением
Источник 4-stihii.ru

Гидроаккумулятор – это бак-накопитель, внутрь которого набирается вода. Он помогает избежать частой активации насоса и смягчить гидроудар, например, при закрытии крана. В баке установлена мембрана, которая выдавливает воду. Для её работы следует увеличить давление в системе, чтобы оно было выше, чем в мембране.

Когда кран открыт, то вода из бака выдавливается, а мембрана заполняется воздухом. Ели давление упало до заданного на реле, то цепь питания замкнётся и ёмкость заново наполнится жидкостью. Гидроаккумулятор чаще всего делают из чёрного металла или нержавеющей стали, а на их корпусе устанавливается манометр, который показывает давление внутри бака и помогает настроить подачу воды.

Баки-накопители с разным размером
Источник maxidom.by

Автоматика для насоса с гидроаккумулятором и реле давления нуждается в дополнении поплавком и реле, которое предотвращает холостую работу. Первое устройство нужно для контроля наличия воды. Если она упала ниже минимальной отметки, то поплавок отключит питание на насос, чтобы он не перегревался. Его можно закрепить отдельно на стенку насоса или быть встроенным внутри системы. Поплавки чаще всего устанавливаются внутри автоматики для погружного насоса.

Для регулировки уровня воды вместо поплавка можно установить электролитический датчик. Он подходит для размещения внутри скважин и представляет собой 2 проводника, которые замыкают цепь питания только в том случае, если находятся в воде.

Для аналогичных целей также используется пресс-контроль. Он состоит из магнитной шторки, которая опускается в воду и геркона (герметизированного контакта). Если в системе есть вода, то шторка поднимается и замыкает цепь с помощью магнитного поля, а если жидкости нет, то опускается и прерывает подачу тока.

Реле потока жидкости (пресс-контроль)
Источник ebayimg.com

Уровень срабатывания защиты зависит от размера лепестка, а для более тонкой настройки существуют модели, в которых можно изменять расстояние между герконом и шторкой. Реле потока редко используют для наружных насосов. Из-за особенностей механизма в защите от холостого хода он не нуждается.

Блокиратор холостого хода нужен для того, чтобы предотвратить сгорание насоса. Его устанавливают в комплекте с остальными элементами, например, баком и регулятором напора воды. Принцип работы блокиратора похож на регулятор давления, только он размыкает цепь если в системе недостаточно воды. Границу отключения питания можно задать с помощью винтов для регулировки. Чаще всего такие блокираторы устанавливаются на насосы, которые стоят на поверхности.

Блок отключения питания при холостой работе
Источник geyser.com.ua

Второе поколение

Данная разновидность блоков автоматики для скважинного насоса обычно состоит из электроприборов с датчиками, которые подают данные на микросхему, что обеспечивает автономную подачу воды. Электронные устройства монтируются на насосную станцию без гидроаккумулятора, так как датчики работают постоянно, но для компенсации гидроудара рекомендуется устанавливать бак хотя бы на 5 л.

Внутри такого блока обязательно устанавливаются датчики температуры, которые следят за тем, чтобы не перегревался мотор или другие узлы, а также блок аварийного отключения двигателя при заклинивании. Во втором поколении все элементы чаще всего находятся в одном корпусе и имеют графический интерфейс для отображения данных.

Внутри таких блоков устанавливаются блокираторы холостого хода и пресс-контроль. Преимущество таких систем в том, что они занимают мало места, если не устанавливать бак-накопитель. Элементы в конструкции могут быть механическими (для экономии средств) или с электронным управлением (более дорогие).

Третье поколение

Приборы сохранили достоинства второго поколения и приобрели новую возможность регулировать обороты двигателя электронасоса. Осуществляется она тонкой настройкой электроники. Это увеличивает ресурс работы помпы. При небольшом заборе воды двигатель работает на низких оборотах. Если потребление увеличивается, возрастает мощность помпы. Экономная работа позволяет существенно экономить на плате за электроэнергию.

Приборы третьего поколения.

Автоматические модули третьего поколения наиболее подходят для насосов водоснабжения без гидроаккумулятора. В системе всегда одинаковое давление, вода подается ровным потоком.

Модульная автоматика для скважины: преимущества и недостатки

Автоматика последних поколений собрана в небольшом блоке, подключить ее легко. Преимущества перед ранними электромеханическими приборами – в расширенных возможностях, это:

  • тонкая электронная настройка;
  • простой контроль и управление;
  • увеличивается срок службы оборудования;
  • экономится электричество;
  • водопроводом с постоянным давлением удобнее пользоваться.

Не лишена модульная автоматика недостатков. Потребители относят сюда, прежде всего, высокую стоимость. Она в 10 раз выше цены на простые устройства. Работа зависит от качества электроснабжения, плохо переносятся скачки напряжения. Многие модули настроены на электронасосы одной марки.

Монтирование автоматики

Для монтажа автоматики на насос требуется знать, как правильно подключать узлы. Для разных блоков схема может отличаться, а её особенности чаще всего находятся в сопроводительной документации к блоку. Для примера можно рассмотреть установку системы первого поколения, так как она самая простая.

Вначале следует надеть на резьбу гидроаккумулятора «американку» (специальный фитинг), чтобы потом подключить к ней тройник. Также она пригодится для удобной замены составляющих, так как фитинг легко снимается. В резьбу тройника нужно установить датчик регулировки и измерения давления.

Все соединения следует уплотнить фум-лентой для предотвращения протечки и падения давления. Далее один конец трубы нужно закрепить на гидроаккумуляторе, а другой – на насосе.

Трубу с насосом следует уложить на ровной поверхности. В петли на корпусе устройства нужно продеть трос для страховки от падения длинной в 3 м, после чего прикрепить его и кабель питания на трубе с промежутками в 150 см. Вторую часть троса нужно зацепить рядом со скважиной. 

После проверки крепления можно опускать насос в воду и натягивать страховку. Отверстие скважины следует закрыть сверху колпаком или крышкой, чтобы внутрь не попадал мусор. Кабель вначале нужно вставить в регулятор давления, а потом в шкаф управления.

Если все подключено можно начать подачу воды, но перед этим требуется открыть клапан на гидроаккумуляторе, чтобы выпустить воздух. После того, как из отверстия для выхода воздуха пойдёт вода можно закрывать клапан и начинать настройку регулятора давления. Стандартный показатель нижнего предела – 1.5 атм., а верхнего – 3 атм. Если показатели отличаются, то можно отрегулировать их с помощью винтов на манометре.

Подключение наружного насоса практически не отличается от погружного, но небольшие различия есть. К насосу требуется прикрепить трубу, с шириной от 20 до 40 мм, на конце которой нужно поместить обратный клапан, чтобы вода из труб не вытекала обратно.

Установка поверхностного электронасоса

Насосное оборудование с автоматикой устанавливают в помещении или кессоне. Использование последнего варианта обходится дороже, но в некоторых случаях он предпочтительнее. Поверхностным аппаратам трудно или невозможно поднять воду с глубины более 8 м.

Кессон позволит опустить агрегат ниже поверхности на 1 м, повышается давление. На станции установлено все необходимое, подсоединяют только патрубки.

Диаметр входного элемента – 25 или 35 мм. На другой конец через фитинг устанавливают обратный клапан. Опускают трубу в скважину, чтобы она на 1 м погрузилась в жидкость. Через заливное отверстие станцию и приемный патрубок заполняют водой. Включают агрегат – если соединения герметичные, будет закачиваться вода.

Установка погружной помпы и ее подключение

Возможны 2 варианта монтажа – через оголовок в кессоне, где находится все оборудование, или посредством адаптера. Тогда автоматика размещается в здании. Ее выбирают исходя из модели насоса для воды. К недорогой отечественной или китайской покупают такую же систему управления – с этими помпами возможности продвинутой автоматической системы полностью не реализуются. Для фирменных моделей необходимы соответствующие автоматические модули.

Подключение производится по линейной схеме обвязки. Начинают с гидроаккумулятора, если он используется:

  • подматывают на резьбу фум-ленту, устанавливают «американку»;
  • к ней подсоединяют переходник;
  • к нему – манометр и реле;
  • через фитинг трубу крепят одной стороной к переходнику гидроаккумулятора, другой – к насосу.

Дальше приступают к подготовке помпы:

  • присоединяют подающий шланг;
  • закрепляют на корпусе страховочный трос;
  • его и кабель хомутами фиксируют на шланге;
  • опускают в скважину.

Электрокабель через реле подключают к сети. Включают насос, начинается закачка воды в гидроаккумулятор. Открывают кран, спускают воздух, затем закрывают. Смотрят на показания манометра. Когда вода закачана, стандартное давление 2,8 атм. Включаться помпа должна при падении давления до 1,5 атм. 

Принципиальная схема управления насосом

Когда «еврокуб» пуст, все датчики с водой не контактируют. На входы логического элемента D1.3 поступает напряжение высокого уровня через резистор R4 от источника питания. При этом на выходе D1.3 будет логический ноль. Он поступает на вывод 5 элемента D1.2, образующего вместе с элементом D1.1 обычный RS-триггер с инверсными входами.

Так как на выводе 6 D1.2 — ноль, триггер устанавливается в такое состояние, когда на выходе D1.1 так же ноль, а на выходе элемента D1.4 возникает логическая единица. Ток с выхода D1.4 через резистор R6 поступает на базу транзистора VТ1, тот открывается и реле К1, обмотка которого включена в его коллекторной цепи, своими контактами подключает насос, через разъем Х2 и Х2, к электросети.

Рис.1. Принципиальная схема устройства автоматического управления водяным насосом.

Насос начинает накачивать воду в «еврокуб». Сначала погружаются датчики Е2 и Е3. На входах элемента D1.3 устанавливается логический ноль, на его выходе единица. Но RS-триггер на D1.1 и D1.2 своего состояния не меняет. Как только уровень воды достигает датчика Е1 на выводе 1 D1.1 устанавливается логический ноль.

RS-триггер переключается и теперь на выходе D1.4 — ноль. Транзистор VТ1 закрывается и реле К1 выключает насос. «Еврокуб» заполнен.

В дальнейшем, на различные нужды вода из «еврокуба» расходуется, и её уровень в нем понижается ниже датчика Е1. Напряжение на выводе 1 D1.1 поднимается до логической единицы, но на состояние RS-триггера это никак не влияет. Насос будет включен только тогда, когда «обсохнет» датчик Е3.

Детали и налаживание

Реле К1 фирмы «Bestar» типа BS-115C-12A-12VDC с обмоткой на 12V и контактами на 240V и 12А. Реле можно заменить любым аналогом, полным или функциональным. Если это не полный аналог -потребуется внести изменения в монтаж.

Транзистор КТ604АМ можно заменить на любой КТ602, КТ603, КТ604 или КТ815.

Диоды 1N4004 — любые диоды на напряжение не ниже 400V.

Трансформатор Т1 -китайский, неизвестной марки, от разбитого сетевого блока питания с выходным напряжением 12V. Можно подобрать любой аналогичный. Можно купить дешевый сетевой блок питания на 12V и использовать его вместо схемы T1-VD2-VD5-C2.

Конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 12V.

Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К176ЛА7 или зарубежным аналогом.

Схема монтажа показана на рисунках 2 и 3. Монтаж можно выполнить на печатной плате, но у автора не оказалось такой возможности, поэтому в качестве основы для платы был использован кусок строительного пластика. В общем, это очень похоже на гетинакс, но одна сторона цветная, с рисунком, а вторая коричневая.

В заготовке были просверлены отверстия согласно рис.2, затем в них, согласно рисунку 3, были установлены все компоненты. Выводы слегка подогнуты, чтобы не вываливались. Затем, взята медная проволока от телефонного кабеля, зачищена, облужена, и проложена с навивкой в один-два витка на выводы деталей, в соответствии со схемой соединений на рисунке 2. После все точки соединения пропаяны.

Конечно, это не так прочно и надежно, как печатная плата, но тоже работает, если в процессе эксплуатации нет серьезных механических воздействий на монтаж.

Если монтаж делать на печатной плате, нужно рисунок 2 брать как схему расположения печатных дорожек и монтажных отверстий. Естественно, дорожки будут существенно шире, чем показано на схеме. А рисунок 3 брать как схему расположения деталей.

В принципе, налаживания никакого не требуется. Если все детали исправны и нет ошибок в монтаже, должно работать сразу. Единственно, может потребоваться подбор R2 и R4, — если в воде мало примесей, её токопроводность низка, и их сопротивление, в таком случае, придется увеличить.

Данный автомат можно применить там, где есть центральный водопровод, но работает с перебоями, для заполнения резервного резервуара, заменив насос на электромагнитный клапан.

Конструкция и принцип действия

Конструктивное исполнение измерительных устройств данного типа определяется следующими параметрами:

  • Функциональностью, в зависимости от этого устройства принято делить на сигнализаторы и уровнемеры. Первые отслеживают конкретную точку заполнения резервуара (минимальную или максимальную), вторые осуществляют беспрерывный мониторинг уровня.
  • Принципом действия, в его основу может быть положены: гидростатика, электропроводность, магнетизм, оптика, акустика и т.д. Собственно, это основной параметр, определяющий сферу применения.
  • Методом измерения (контактный или бесконтактный).

Помимо этого, особенности конструкции определяет характер технологической среды. Одно дело — измерять высоту питьевой воды в баке, другое — проверять наполнение резервуаров для промышленных стоков. В последнем случае необходима соответствующая защита.

Виды датчиков уровня

В зависимости от принципа действия, сигнализаторы принято делить на следующие виды:

  • поплавочного типа;
  • использующие ультразвуковые волны;
  • устройства с емкостным принципом определения уровня;
  • электродные;
  • радарного типа;
  • работающие по гидростатическому принципу.

Поскольку эти типы наиболее распространены, рассмотрим каждый из них в отдельности.

Поплавковый

Это наиболее простой, но, тем не менее, действенный и надежный способ измерения жидкости в баке или другой емкости. С примером реализации можно ознакомиться на рисунке 2.

Рис. 2. Поплавковый датчик для управления насосом

Конструкция состоит из поплавка с магнитом и двух герконов, установленных в контрольных точках. Кратко опишем принцип действия:

  • Емкость опустошается до критического минимума (А на рис. 2), при этом поплавок опускается до уровня, где расположен геркон 2, он включает реле, подающее питание на насос, закачивающий воду из скважины.
  • Вода доходит до максимальной отметки, поплавок поднимается до места расположения геркона 1, он срабатывает и реле отключается, соответственно, двигатель насоса прекращает работать.

Такой герконовый сигнализатор сделать самостоятельно довольно просто, а его настройка сводится к установке уровней включения-выключения.

Заметим, что если правильно выбрать материал для поплавка, датчик уровня воды будет работать, даже при наличии слоя пены в резервуаре.

Ультразвуковой

Этот тип измерителей может использоваться как для жидкой, так и сухой среды, при этом у него может быть аналоговый или дискретный выход. То есть, датчик может ограничивать заполнение по достижению определенной точки или отслеживать его постоянно. Устройство включает в себя ультразвуковой излучатель, приемник и контроллер обработки сигнала. Принцип работы сигнализатора продемонстрирован на рисунке 3.

Рис. 3. Принцип работы ультразвукового датчика уровня

Работает система следующим образом:

  • излучается ультразвуковой импульс;
  • принимается отраженный сигнал;
  • анализируется длительность затухания сигнала. Если бак полный, она будет короткой (А рис. 3), а по мере опустошения начнет увеличиваться (В рис. 3).

Ультразвуковой сигнализатор бесконтактный и беспроводной, поэтому он может использоваться даже в агрессивных и взрывоопасных средах. После первичной настройки, такой датчик не требует никакого специализированного обслуживания, а отсутствие подвижных частей существенно продлевает срок эксплуатации.

Электродный

Электродные (кондуктометрические) сигнализаторы позволяют контролировать один или несколько уровней электропроводящей среды (то есть, для измерения наполнения бака дистиллированной водой они не подходят). Пример использования устройства приведен на рисунке 4.

Рисунок 4. Измерение уровня жидкости кондуктометрическими датчиками

В приведенном примере задействован трехуровневый сигнализатор, в котором два электрода контролируют заполнение емкости, а третий является аварийным, для включения режима интенсивной откачки.

Емкостной

При помощи этих сигнализаторов можно определять максимальное заполнение емкости, причем, в качестве технологической среды могут выступать как жидкость, так и сыпучие вещества смешанного состава (см. рис. 5).

Рис. 5. Емкостной датчик уровня

Принцип работы сигнализатора такой же, как у конденсатора: проводится измерение емкости между пластинами чувствительного элемента. Когда она достигнет порогового значения, подается сигнал на контроллер. В некоторых случаях задействовано исполнение «сухой контакт», то есть уровнемер работает через стенку бака в изоляции от технологической среды.

Данные устройства могут функционировать в широком температурном диапазоне, на них не влияют электромагнитные поля, а срабатывание возможно на большом расстоянии. Такие характеристики существенно расширяют сферу применения вплоть до тяжелых условий эксплуатации.

Радарный

Этот вид сигнализаторов можно действительно назвать универсальным, поскольку он может работать с любой технологической средой, включая агрессивную и взрывоопасную, причем, давление и температура не будут влиять на показания. Пример работы устройства приведен на рисунке ниже.

Измерение уровня радарным датчиком

Устройство излучает радиоволны в узком диапазоне (несколько гигагерц), приемник ловит отраженный сигнал и по времени его задержки определяет наполняемость емкости. На измеряющий датчик не влияет давление, температура или характер технологической среды. Запыленность также не отражается на показаниях, чего не скажешь о лазерных сигнализаторах. Также необходимо отметить высокую точность приборов данного типа, их погрешность составляет не более одного миллиметра.

Гидростатический

Эти сигнализаторы могут измерять как предельное, так и текущее заполнение резервуаров. Их принцип действия продемонстрирован на рисунке 7.

Рисунок 7. Измерение заполнения гиростатическим датчиком

Устройство построено по принципу измерения уровня давления, произведенного столбом жидкости. Приемлемая точность и небольшая стоимость сделали данный вид довольно популярным.

В рамках статьи мы не можем осмотреть все типы сигнализаторов, например, ротационно-флажковых, для определения сыпучих веществ (идет сигнал, когда лепесток вентилятора застрянет в сыпучей среде, предварительно вырыв приямок). Так же нет смысла рассматривать принцип действия радиоизотопных измерителей, тем более рекомендовать их для проверки уровня питьевой воды.

Как выбрать?

Выбор датчика уровня воды в резервуаре зависит от многих факторов, основные из них:

  • Состав жидкости. В зависимости от содержания в воде посторонних примесей может меняться плотность и электропроводность раствора, что с большой вероятностью отразится на показаниях.
  • Объем резервуара и материал, из которого он изготовлен.
  • Функциональное назначение емкости для накопления жидкости.
  • Необходимость контролировать минимальный и максимальный уровень, или требуется мониторинг текущего состояния.
  • Допустимость интеграции в систему автоматизированного управления.
  • Коммутационные возможности устройства.

Это далеко не полный список для выбора измерительных приборов данного типа. Естественно, что для бытового назначения можно существенно сократить критерии отбора, ограничив их объемом резервуара, типом срабатывания и схемой управления. Существенное сокращение требований делает возможным самостоятельное изготовление подобного устройства.

Советы по выбору и применению

Перед выбором регулятора давления следует понимать, как высоко требуется подавать воду, так как стандартное давление от 1.5 до 3 атм., а для подачи воды на каждые 5 м требуется добавлять к этому показателю ещё 0.5 атм. Поэтому для 2 этажа минимальное давление будет от 2 до 3.5 атм.

Также следует устанавливать на насос блок, который предотвращает поломку от перепадов напряжения. Также он выступает стабилизатором мощности тока, который подаётся в систему. При критических значениях защита отключит питание, а если показатели немного отличаются, но не являются предельными, то она выравнивает напряжение.

Перед тем, как начать использовать автоматику и насос рекомендуется тщательно настроить все параметры, так как для каждой скважины они могут быть разные. Также настройки зависят от наличия гидроаккумулятора и его объёма.

Схема управления (отключения) насосом на откачку воды по уровню

Начну со схемы по откачке воды, то есть когда перед вами стоит задача откачивать воду до определенного уровня, а затем отключать насос, чтобы он не работал на холостом ходу. Взгляните на схему ниже.


Именно такая принципиальная электрическая схема способна обеспечить откачку воды, до заданного уровня. Давайте разберем принцип ее работы, что здесь и зачем.

Итак, представим что вода пополняет наш резервуар, не важно что это ваше помещение, погреб или бак… В итоге, когда вода доходит до верхнего геркона SV1, то на катушку управляющего реле Р1 подается напряжение. Его контакты замыкаются, и через них происходит параллельное подключение геркону. Таким образом реле самоподхватывается. Также включается и силовое реле Р2, которое коммутирует контакты насоса, то есть насос включается на откачку. Далее уровень воды начинает понижаться и доходит до геркона SV2, в этом случае замыкается он и подает положительный потенциал на обмотку катушки. В итоге, на катушке с двух сторон оказывается положительный потенциал, ток не идет, магнитное поле реле ослабевает — реле Р1 отключается. При отключении Р1 отключается и подача питания для реле Р2, то есть насос тоже перестает откачивать воду. В зависимости от мощности насоса, вы можете подобрать реле на необходимый вам ток.
Я ничего не сказал о резисторе 200 Ом. Он необходимо для того, чтобы в процессе включения геркона SV2 не произошло короткого замыкания с минусом, через контакты реле. Резистор лучше всего подобрать такой, чтобы он позволял уверенно срабатывать реле Р1, но был при этом максимально большого возможного потенциала. В моем случае это было 200 Ом. Еще одной особенность схемы является применение герконов. Их плюс при применении очевиден, они не контактируют с водой, а значит, на электрическую схему не будут влиять возможные изменения токов и потенциалов при различных жизненных ситуациях, будь то вода соленая или грязная… Схема будет работать всегда стабильно и «без осечек». Не требуется настройки схемы, все работает сразу, при правильном соединении.

Спустя 2 месяца…

Теперь о том, что было сделано пару месяцев спустя, исходя из требований к уменьшению потребления питания в режиме ожидания. То есть это уже вторая версия всего того, о чем я рассказали выше.
Сами понимаете, что согласно схемы выше будет включен постоянно блок питания на 12 вольт, который между прочим тоже потребляет не бесплатное электричество! А исходя из этого было принято решение сделать схему для срабатывания насоса для откачки или налива воды с током в режиме ожидания равным 0 мА. На самом деле реализовать это оказалось легко. Взгляните на схему ниже.

Первоначально в схеме все цепи разомкнуты, а значит она потребляет наши заявленные 0 мА, то есть ничего. Когда же замыкается верхний геркон, то напряжение через трансформатор и диодный мостик включает реле Р1. Таким образом реле коммутирует через свои контакты и резистор 36 Ом питание на блок питание и опять на саму себя же, то есть самоподхватывается. Насос включается. Далее, когда уровень воды доходит до низа и срабатывает реле Р2, то оно разрывает ту саму цепь самоподхватывания реле Р1, таким образом обесточивая всю схему и приводя его в режим ожидания. Резистор 36 Ом служит для того, чтобы во время включения верхнего геркона ограничить ток на насос, хотя бы немного. Тем самым снизив индукционный ток на герконе и продлив его жизнь. Когда же блок питания будет запитан уже через реле Р1, после его срабатывание, то такое сопротивление без проблем обеспечит напряжение для удержания реле, то есть будет не критично, а во вторых не будет греться, так как через него будет протекать незначительный ток. Это лишь ток от потерь в обмотке и ток на питание реле Р1. Поэтому требования к резистору не критичны, разве что взять его помощнее!
Осталось сказать о том, что в любой из этих схем могут использоваться не только геркон, но и просто концевые датчики.

Что же, теперь давайте разберем обратную ситуацию, когда необходимо воду наоборот закачивать в бак и отключать при высоком уровне в нем. То есть насос включается при низком уровне воды, а выключается при высоком.

«+» — простота сборки и не требует наладки. Не потребляет ток в режиме ожидания!
«-» — В системе имеется концевой датчик работающий с высоким напряжение, поэтому лучше его вынести за пределы воды

Схема управления (отключения) насосом на налив воды по уровню

Если вы охватите нашу статью всю бегло и разом своим взглядом, то заметите, что второй схемы мы просто напросто в статье я не привел, кроме той, что выше.

На самом деле, это само собой разумеющийся факт, ведь чем по сути отличается схема откачивания от схемы накачивания, разве что тем, что герконы расположены оппозитно. То есть если переставить местами герконы, или переподключить контакты к ним, то одна схема превратиться в другую.

Резюмирую, что для того чтобы переделать вышеприложенную схему в схему по накачке воды, поменяйте местами герконы. В итоге, насос будет включать от нижнего датчика – геркона SV1, а отключаться на верхнем уровне от геркона SV2.

Список деталей

  • Транзистор можно применить любой из этих: КТ815А или Б. TIP29A. TIP61A. BD139. BD167. BD815.
  • ГК1 – геркон нижнего уровня.
  • ГК2 – геркон верхнего уровня.
  • ГК3 – геркон аварийного уровня.
  • D1 – любой красный светодиод.
  • R1 – резистор 3Ком 0.25 ватт.
  • R2 – резистор 300 Ом 0.125 ватт.
  • К1 – любое реле на 12 вольт с двумя парами нормально разомкнутыми контактами.
  • К2 – любое реле на 12 вольт с одной парой нормально разомкнутых контактов.
  • В качестве источников сигнала для пополнения воды в ёмкость, я применил поплавковые герконовые контакты. На схеме обозначаются ГК1, ГК2 и ГК3. Китайского производства, но очень приличного качества. Ни одного плохого слова сказать не могу. В ёмкости, где они стоят, у меня происходит обработка воды озоном и за годы работы на них ни малейшего повреждения. Озон является крайне агрессивным химическим элементом и многие пластики он растворяет совершенно без остатка.

Теперь рассмотрим работу схемы в автоматическом режиме.
При подаче питания на схему, срабатывает поплавок нижнего уровня ГК1 и через его контакт и резисторы R1и R2 подаётся питание на базу транзистора. Транзистор открывается и тем самым подаёт питание на катушку реле К1. Реле включается и своим контактом К1.1 блокирует ГК1 (нижний уровень), а контактом К1.2 подаёт питание на катушку реле К2, которое является исполнительным и включает своим контактом К2.1 исполнительный механизм. Исполнительным механизмом может быть насос для воды или электрический клапан, которые подают воду в ёмкость.
Вода пополняется и когда превысит нижний уровень, выключится ГК1, тем самым подготавливая следующий цикл работы. Достигнув верхнего уровня, вода поднимет поплавок и включит ГК2 (верхний уровень) тем самым замыкая цепочку через R1, К1.1, ГК2. Питание на базу транзистора прервётся, и он закроется, выключив реле К1, которое своими контактами разомкнёт К1.1 и выключит реле К2. Реле, в свою очередь выключит исполнительный механизм. Схема подготовлена к новому циклу работы. ГК3 является поплавком аварийного уровня и служит страховкой, если вдруг не сработает поплавок верхнего уровня. Диод D1 является индикатором работы устройства в режиме наполнения воды.
А теперь приступим к изготовлению этого очень полезного устройства.

Размещаем детали на плату.

Все детали размещаем на макетной плате, чтобы не делать печатную. При размещении деталей, нужно учитывать, чтобы паять как можно меньше перемычек. Нужно максимально использовать проводники самих элементов для монтажа.

Окончательный вид.

Схема управления уровнем воды запаяна.

Схема готова к испытаниям.

Подключаем к аккумулятору и имитируем срабатывание поплавков.

Всё работает нормально. Смотрите видео об испытаниях в работе этой системы.

Реализация установки герконов в качестве концевых датчиков для срабатывания насоса в зависимости от уровня воды

Кроме электрической схемы, вам необходимо будет сделать и конструкцию обеспечивающую замыкание герконов, в зависимости от уровня воды. Я со свой стороны могу предложить вам парочку вариантов, которые будут удовлетворять таким условиям. Взгляните на них ниже.

В первом случае реализована конструкция с использованием нити, троса. Во втором жесткая конструкция, когда магниты установлены на стержне, плавающем на поплавке. Описывать элементы каждой из конструкций особого смысла нет, здесь в принципе и так все предельно понятно.

Подключение насоса по схеме срабатывания в зависимости от уровня воды в баке – подводя итоги

 Самое главное, это то, что данные схема очень проста, не требует наладки и повторить ее может практически любой, даже не имея опыта работы с электроникой. Второе, схема очень надежная и потребляет минимальную мощность в режиме ожидания (1 вариант) или вовсе ничего (2 вариант), так как все ее цепи разомкнуты. Это значит, что потребление будет ограничиваться лишь потерями тока в блоке питания (1 вариант) или того менее!

Делаем датчик уровня воды в резервуаре своими руками

Допустим, есть задача автоматизировать работу погружного насоса для водоснабжения дачи. Как правило, вода поступает в накопительную емкость, следовательно, нам необходимо сделать так, чтобы насос автоматически выключался при ее заполнении. Совсем не обязательно для этой цели покупать лазерный или радиолокационный сигнализатор уровня, собственно, никакой приобретать не нужно. Несложная задача требует простого решения, оно показано на рисунке 8.

Схема управления водозабоным насосом

Для решения задачи понадобится магнитный пускатель с катушкой на 220 вольт и два геркона: минимального уровня — на замыкание, максимального — на размыкание. Схема подключения насоса проста и, что немаловажно, безопасна. Принцип работы был описан выше, но повторим его:

  • По мере набора воды поплавок с магнитом постепенно поднимается, пока не дойдет до геркона максимального уровня.
  • Магнитное поле размыкает геркон, отключая катушку пускателя, что приводит к обесточиванию двигателя.
  • По мере расхода воды, поплавок опускается, пока не достигнет минимальной отметки напротив нижнего геркона, его контакты замыкаются, и поступает напряжение на катушку пускателя, подающего напряжение на насос. Такой датчик уровня воды в резервуаре может работать десятилетиями, в отличие от электронной системы управления.
Источники

  • https://m-strana.ru/articles/avtomatika-dlya-skvazhinnogo-nasosa/
  • https://zen.yandex.ru/media/id/5ca868558b888800b3ebdd26/avtomatika-dlia-skvajiny-osnovnye-vidy-princip-raboty-i-shemy-podkliucheniia-5cae46c26e1c5e00b352da49
  • https://www.qrz.ru/schemes/contribute/security/avtomaticeskoe_upravlenie_vodanym_nasosom_k561la7_kt604am.html
  • https://www.asutpp.ru/vybiraem-datchik-urovnya-vody-v-rezervuare-i-emkosti.html
  • http://xn——7kcglddctzgerobebivoffrddel5x.xn--p1ai/kommunikatsii/elektronika/771-skhema-upravleniya-otklyucheniya-nasosom-po-urovnyu-vody-na-otkachku-vody-i-na-naliv
  • https://SdelaySam-SvoimiRukami.ru/4041-prosteyshaya-shema-avtomaticheskogo-upravleniya-urovnem-vody.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Обзор водородных генераторов воды
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: