Самостоятельное изготовление датчика уровня воды. Светодиодный указатель уровня воды Сигнализатор предельного уровня воды схема своими руками
С помощью любимого таймера 555 можно изготовить датчик для воды, для омывайки, тосола и т.д. Стоит отметить, что подобный датчик пригодится как в Вашем автомобиле, так и в бытовых условиях. Схема довольно проста и доступна для повторения. Микросхема получила широкое распространение именно благодаря своей простоте.
Для датчика воды будет использоваться такая схема.
Работа устройства предельно проста. При погружении электродов в жидкость, С1 – конденсатор, зашунтирован. Когда электроды находятся в воздухе, то шунт исчезает, и микросхема начинает работать.
От микросхемы исходят прямоугольные импульсы. С помощью таких импульсов можно управлять при помощи более большей нагрузки. К примеру, можно подавать сигнал на лампочку через транзистор. Такая технология позволяет включить в схему сигнализацию или индикатор. С помощью последнего можно определять наличие воды в баке. Подобный датчик можно установить как в баке, так и в радиаторе. Питание датчика – 12 вольт. Это говорит о том, что с питанием не возникнет вопросов.
Как правило, датчики изготавливают из стеклотекстолита. Но чаще всего используют обычную медь (провода). Для датчика подойдет два одинаковых отрезка провода с сечением 1 миллиметр. Важно заметить, что с проводов нужно счистить лак, который может быть на поверхности металла. Делается это с помощью огня или же наждачной бумаги. Так, длина проводом должна быть до 3,5 сантиметров.
Чтобы провода держались в пробке, их укрепляют силиконом. Потом провода крепятся к самой микросхеме. Провода в крышке можно соединить с микросхемой более тонкими проводниками.
Микросхема может быть навесной – без установочной платы. Когда все будет готово, другой подобной крышкой закрывают полученное устройство. Соединение крышек необходимо герметизировать клеем или другими средствами.
Таким образом, не совершая излишних затрат можно самостоятельно изготовить датчик, который поможет не только в автомобиле, но и в быту. Так, можно избавить себя от частых подъемов на душ для того, чтобы посмотреть уровень воды в баке. Самодельный датчик уровня воды решит проблему. Важно лишь выполнять все работы аккуратно и внимательно, чтобы устройство работало исправно.
Демонстрирующий уровень воды датчик можно изготовить, взяв на вооружение полюбившийся таймер 555.
Напомню, на этом таймере мы делали:
Готовое изделие, то есть датчик уровня воды, можно применять и для измерения уровня омывающей жидкости и тосола. Такой многофункциональный датчик станет незаменимым устройством как в автомобиле, так и в быту.
Предлагаемая для самостоятельного изготовления прибора схема не отличается сложностью. Ее легко будет воспроизвести каждому любителю. Именно доступностью микросхемы обусловлена ее широкая известность и заслуженная популярность.
Итак, для изготовления устройства понадобится следующая схема:
Функционирование созданного устройства отличается предельной простотой. После погружения в жидкость электродов С1 – конденсатор оказывается зашунтированным. Если электроды извлечь из жидкой среды, шунт автоматически исчезает, приводя тем самым схему в рабочее состояние.
Микросхема в свою очередь производит прямоугольные импульсы. Данного типа импульсы дают возможность осуществлять управление мощной нагрузкой. Наглядным примером этого служит подача сигнала на лампочку посредством транзистора. Описываемая технология предназначена для включения в имеющуюся схему сигнализации или индикатора. Последний непосредственно предоставляет возможность определить, имеется ли в баке в данный момент вода. Установка датчика такого типа может иметь место как в баке автомобиля, так и в его радиаторе. Чтобы с питанием не возникало проблем, достаточно 12 вольт.
Материалом для изготовления описываемого датчика служит стеклотекстолит или обычные медные провода. Необходимо подготовить два отрезка провода одинаковой длины, имеющих сечение в 1 миллиметр. Важным нюансом является необходимость тщательной очистки проводов от покрывающего металл лака. Для этой процедуры целесообразно использовать наждачную бумагу или обработать провода огнем. В результате должны быть подготовлены провода, длина которых составит до 3,5 см.
На следующем этапе надо проделать в крышке пластиковой бутылки два отверстия, выдержав между ними расстояние в 3 мм. Диаметр этих отверстий не должен превышать 1 мм. В них вводятся провода.
Прочно закрепить провода поможет силикон. Следующий шаг предполагает прикрепление проводов непосредственно к микросхеме. Соединить их вместе в полости крышки можно с помощью более тонких проводников.
Используемая микросхема может иметь навесной характер. В таком случае нет необходимости в установочной плате.
По окончании работы понадобится еще одна аналогичная крышка, которая закроет созданное устройство. Место соединения обеих крышек нужно тщательно герметизировать. Для этого можно использовать клей либо иные подобные средства.
Итак, самостоятельное изготовление представленного датчика поможет избежать лишних финансовых затрат и обрести своеобразного помощника в авто и бытовой сфере. Теперь у вас не будет необходимости всякий раз подниматься на крышу летнего душа, чтобы убедиться в наличие воды в его баке. Эту проблему раз и навсегда решит созданный лично вами датчик уровня воды. Для его продолжительной и исправной работы достаточно лишь старательно изучить предложенную схему и в точности следовать рекомендациям.
ОБЯЗАТЕЛЬНО!!!
Приборы, действия и свойства которых вам мало известны, особенно самоделки, подключайте через предохранители.
Самодельный измеритель толщины лакокрасочных покрытий
12-вольтовой подогреватель тосола
Самодельный автомобильный термос
В промышленности и быту всегда возникает необходимость для определения различных уровней в емкостях. Для этих задач используются датчики уровня различных конструкций. В зависимости от среды наполнения резервуара применяют тот или иной датчик, иногда, в целях простоты и экономии средств и времени, применяют датчики комбинированные, то есть изготовленные своими руками. Это незамысловатые конструкции, использующие в своем составе датчики совсем других типов. В основном такие датчики применяют там, где нет простого доступа к среде измерения или место измерения очень агрессивно для здоровья человека.
Виды датчиков уровня
Большинство современных датчиков уровня имеют в своей конструкции электронное реле с преобразователем. Электронная схема предназначена для преобразования измеряемой величины в стандартный сигнал. Сигнал может быть аналоговым и дискретным. Аналоговый может быть токовым 0..20мА и сигнал, называемый токовая петля 4..20мА или напряжением 0…5В, 0..10В.
Датчики уровня используются для защиты двигателя насоса от сухого хода, регулируют двигатели насосов скважин, наполняющих любые ёмкости с водой и не только, в системе холодного и горячего водоснабжения.
Датчик уровня воды своими руками
Посмотрим, на примере откачки воды из приямка, как можно сделать управление в автоматическом цикле поддержания уровня воды не выше положенного.
Имеем приямок с очень не чистого вида жидкостью, состоящей из воды и примесей охлаждающей жидкости для резцов металлорежущего станка.
Были рассмотрены все виды датчиков, однако, по цене и простоте исполнения подошла комбинированная конструкция, состоящая из проволоки длиной три метра (глубина приямка), прикреплена к поплавку (большая пластмассовая емкость с воздухом), на поверхности проволока крепится к пружинке с лепестком.
В качестве сигнала берется обычный дискретный сигнал 24В с обычного индуктивного датчика. Он отрабатывает на лепесток. Когда уровень воды в приямке растёт, поплавок поднимается ослабляя пружину. На конце пружины прикреплен лепесток, он поднимается за счёт разгибающей силы пружины. На лепесток, в свою очередь, отрабатывает индуктивный сенсор, подавая на катушку реле двигателя насоса, заставляя его откачивать воду с приямка. Для того, чтобы избежать частых включений отключений двигателя, в цепи датчик-катушка, стоит реле задержки выключения с уставкой на 10 минут.
Таким образом, при следующем срабатывании датчика, реле снова сработает и цикл повторится.
Конечно, для предохранения двигателя от сухого хода целесообразно поставить датчик протекания в патрубок , через который происходит откачка эмульсии. Но в нашем случае важна была простота конструкции. Вместо индуктивного сенсора можно использовать две пластины, соприкасающиеся друг с другом, что будет еще экономичнее.
Если вода или другая жидкость имеет однородный состав, тогда можно применить концу кто метрический одноэлектродный датчик уровня.
Например ДУ-1Н производителя «Рэлсиб», предназначенного для измерения уровня в различных типах жидкости. Датчик может работать в широких температурных пределах. Корпус не подвергается коррозии, состоит из высококачественной нержавеющей стали. В качестве изоляции используется керамика и фторопласт, это обеспечивает отличную изоляционную защиту. Устойчив ко многим механическим нагрузкам. Измерения не зависят от плотности жидкости. И не требует дополнительного ухода во время работы.
Индикатор(датчик) уровня воды на микроконтроллере PIC16F628А – устройство, которое позволит визуально контролировать уровень воды в непрозрачной ёмкости. Предлагаемое устройство может пригодиться всем, у кого есть загородный дом с летним душем или дача, огород, да что угодно лишь была бы емкость с водой. После некоторых модернизаций из индикатора получилось уровня воды.
Сам индикатор состоит из двух основных частей:
- Датчики уровня воды;
- Электроника, которая обрабатывает информацию, полученную от датчиков.
Теперь подробнее рассмотрим каждую из составных частей индикатора.
О схеме.
Схема индикатора собиралась из того, что было под рукой, и разрабатывалась вообще для микроконтроллера PIC16F84, но позже было принято решение добавить поддержку более дешевого и доступного микроконтроллера - PIC16F628A.
Принципиальная схема индикатора уровня воды (рисунок 1) проста, как пять копеек.
Рисунок 1 - Принципиальная схема индикатора уровня воды на микроконтроллере PIC16F628A
Рассмотрим основные узлы. Сердцем устройства является микроконтроллер PIC16F628A фирмы Microchip. Для стабильного питания которого, применяется выпрямитель на диодном мосте, конденсаторах и интегральном стабилизаторе L7805.
Для понижения напряжения настоятельно рекомендуется применить понижающий трансформатор, который обеспечит необходимую гальваническую развязку. Гасящие конденсаторы лучше не ставить, так как появляется риск оказаться под опасным потенциалом напряжения.
Датчики подключаются к схеме через барьерные резисторы.
Четыре светодиода отображают текущее количество воды в емкости. В зависимости от того какой датчик замыкает с общим проводом, светодиод того датчика и будет светиться. Весь перечень деталей сведён в таблицу 1.
| Позиционное обозначение | Наименование | Аналог/замена |
| С1, С3 | Конденсатор керамический – 15пФх50В | |
| С2 | Конденсатор электролитический - 470мкФх25В | |
| С4 | Конденсатор керамический – 0,1мкФмкФх50В | |
| С5 | Конденсатор электролитический - 1000мкФх10В | |
| DA1 | Интегральный стабилизатор L7805 | L78L05 |
| DD1 | Микроконтроллер PIC16F628A | PIC16F648A, PIC16F84 |
| HL1-HL4 | Светодиод 3мм | |
| R1-R5, R11 | Резистор 0,125Вт 5,1 Ом | SMD типоразмер 0805 |
| R6-R9 | Резистор 0,125Вт 510 кОм | SMD типоразмер 0805 |
| R10 | Резистор 0,125Вт 1 кОм | SMD типоразмер 0805 |
| R12-R15 | Резистор 0,125Вт 180 Ом | SMD типоразмер 0805 |
| VD1 | Диодный мост 1А х 1000В 2W10 | |
| XP1-XP4 | Штекер платный | |
| XT1-XT2 | Клеммник на 2 контакта. | |
| XT3 | Клеммник на 3 контакта. | |
| ZQ1 | Кварц 4МГц типаразмер HC49 |
О датчиках.
В качестве датчиков используются тонкие хомуты из оцинкованной жести, которые, в свою очередь, располагаются на пластиковой трубе, на определенном расстоянии друг от друга. Труба крепится к тяжелому основанию(рисунок 2).
Рисунок 2 – Тяжелое основание для пластиковой трубы с датчиками.
К хомутам подводятся провода, соединяющие датчики и схему (можно использовать витую пару). Вся эта конструкция устанавливается в емкость с водой. Замыкать датчики между собой будет вода. Расстояния между датчиками выбираются произвольные. В моем случае, емкость была условно разделена на три части, и по уровню каждой части на трубе был установлен хомут. Если для емкости был предусмотрен перелив, то последний хомут должен быть установлен на уровне перелива.
Конструкция датчиков может быть и иной. Главное соблюдать требуемую последовательность.
Как работает.
Работает такая конструкция очень просто. На самом низу трубы (или на основании) крепится общий провод для работы с датчиками. Относительно этого провода будут происходить все измерения. Вода, наполняя емкость, постепенно начнет замыкать общий провод с датчиками. Первый на очереди - датчик 1. Когда общий провод с ним замкнется тогда включиться первый светодиод. Далее к первому датчику добавится второй датчик, при этом включится второй светодиод, а первый выключиться и т.д. Когда произойдет замыкание с четвертым датчиком - включиться четвертый светодиод. Который, в свою очередь, будет мерцать с частотой 2 Гц.
Подобный алгоритм работы можно легко организовать на обычной логике. Так поначалу и делалось, однако, из-за частых ошибочных состояний, было принято решение заменить схему на современное микроконтроллерное устройство. Рабочая программа для PIC-микроконтроллера была написана на языке ассемблер и отлажена в программе MPLab 8.8
Моделирование.
Работа устройства моделировалась в программе протеус см. рисунок 3. Модель сделана для микроконтроллера PIC16F84A! Внимательно выбираем прошивку.
Рисунок 3 – Модель уровня воды на микроконтроллере.
О печатной плате.
Печатная плата получилась размерами 55х50мм (рисунки 4-5 !!! не в масштабе) .
Рисунок 4 – Печатная плата индикатора уровня воды в баке на микроконтроллере PIC16F628A (низ) не в масштабе.
Рисунок 5 – Печатная плата индикатора уровня воды в баке на микроконтроллере PIC16F628A (верх) не в масштабе.
Внешний вид индикатора показан на рисунке 6.
Рисунок 6 – Готовая плата индикатора уровня воды.
Корпус.
Схему готового индикатора разместил в корпусе небольшого приемника рисунки 7-8.
Рисунок 6 – Готовая плата индикатора уровня воды на микроконтроллере PIC16F628A в корпусе приемника.
Рисунок 7 – Кнопка включения питания.
Отверстия для динамика заклеил клеем, а на лицевую сторону приклеил глянцевую фотография рисунки 8-9
Индикатор, собранный из заведомо рабочих деталей, начинает работать сразу и в наладке не нуждается.
Рисунок 8 – Заклееные отверстия.
Рисунок 9 – Лицевая панель индикатора уровня воды на микроконтроллере PIC16F628A.
Видео работы устройства.
В итоге получился совсем не плохой индикатор уровня воды в баке на микроконтроллере PIC16F628A, который не содержит дефицитных деталей, прост в изготовлении и не требует наладки. Добавлена поддержка микроконтроллеров PIC16F84, PIC16F648A. Печатная плата получилась 55х50 мм. Емкость, в которой будут размещены датчики, не нужно портить лишними отверстиями. Исправных компонентов и добра всем!!! Спасибо за внимание.
Для регулирования и контроля уровня жидкости либо твердого вещества (песка или гравия) на производстве, в быту используют специальный прибор. Он получил название датчик уровня воды (или другого интересующего вещества). Существует несколько разновидностей подобных устройств, значительно отличающихся друг от друга принципом действия. Как работает датчик, преимущества, недостатки его разновидностей, на какие тонкости при выборе устройства стоит обратить внимание и как сделать упрощенную модель с реле своими руками, читайте в этой статье.
Датчик уровня воды используется для следующих целей:
Возможные методы определения загруженности резервуара
Существует несколько методов измерения уровня жидкости:
- Бесконтактный - зачастую приборы такого типа используются для контроля уровня вязких, токсичных, жидких либо твердых, сыпучих веществ. Это емкостные (дискретные) приборы, ультразвуковые модели;
- Контактный - устройство располагается непосредственно в резервуаре, на его стенке, на определенном уровне. По достижению водой этого показателя датчик срабатывает. Это поплавковые, гидростатические модели.
По принципу действия различают следующие виды датчиков:
- Поплавкового типа;
- Гидростатические;
- Емкостные;
- Радарные;
- Ультразвуковые.
Кратко о каждом виде приборов
Поплавковые модели бывают дискретные и магнитострикционные. Первый вариант - дешевый, надежный, а второй - дорогой, сложной конструкции, но гарантирует точное показание уровня. Однако общий недостаток поплавковых приборов - это необходимость погружения в жидкость.
Поплавковый датчик определения уровня жидкости в баке
- Гидростатические устройства - в них все внимание обращено на гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре. Чувствительный элемент прибора воспринимает давление над собой, отображает его по схеме для определения высоты столба воды.
Главные преимущества таких агрегатов - компактность, непрерывность действия и доступность по ценовой категории. Но использовать их в агрессивных условиях нельзя, потому как без контакта с жидкостью не обойтись.
Гидростатический датчик уровня жидкости
- Емкостные приборы - для контроля уровня воды в баке предусмотрены пластины. По изменению показателей емкости можно судить о количестве жидкости. Отсутствие подвижных конструкций и элементов, простая схема устройства гарантируют долговечность, надежность работы прибора. Но нельзя не отметить недостатки - это обязательность погружения в жидкость, требовательность к температурному режиму.
- Радарные устройства - определяют степень повышения воды путем сравнения частотного сдвига, задержки между излучением и достижением отраженного сигнала. Таким образом, датчик действует как излучатель и улавливатель отражения.
Подобные модели считаются лучшими, точными, надежными устройствами. Они обладают рядом достоинств:
К недостаткам модели можно отнести только их высокую стоимость.
Радарный датчик уровня жидкости в резервуаре
- Ультразвуковые датчики - принцип функционирования, схема устройства аналогичны радарным приборам, только используется ультразвук. Генератор создает ультразвуковое излучение, которое по достижению поверхности жидкости отражается и попадает через некоторое время на приемник датчика. После небольших математических вычислений, зная временную задержку и скорость движения ультразвука, определяют расстояние до поверхности воды.
Плюсы радарного датчика присущи и ультразвуковому варианту. Единственное, менее точные показатели, более простая схема работы.
Тонкости выбора подобных устройств
При покупке агрегата обратите внимание на функциональность прибора, некоторые его показатели. Крайне важные вопросы при покупке прибора - это:
Варианты датчиков определения уровня воды или твердых сыпучих веществ
Датчик уровня жидкости своими руками
Можно сделать элементарный датчик для определения и контроля уровня воды в скважине или баке своими руками. Для выполнения упрощенного варианта необходимо:
Выполненное своими руками устройство можно использовать для регулирования воды в бачке, скважине или насосе.
