Co to jest regulator poziomu wody?
Kontroler poziomu wody to czujnik mierzący położenie cieczy, znany również jako czujnik poziomu wody. Może przekształcić wysokość cieczy w sygnał wyjściowy elektryczny, aby kontrolować wysokość poziomu wody. Kontroler poziomu wody jest szeroko stosowany w różnych przemysłowych systemach wykrywania i kontroli, szczególnie w przypadku konieczności automatycznego uzupełniania lub zatrzymywania wody w sytuacjach, takich jak kotły przemysłowe, budynki cywilne z basenami i tak dalej.
Istnieją różne typy regulatorów poziomu wody, w tym między innymi kontrolery poziomu z kontaktronem, regulatory poziomu z magnetycznym przełącznikiem pływakowym, regulatory poziomu elektrody, regulatory poziomu ciśnienia i tak dalej. Przełącznik poziomu kontaktronu składa się z kontaktronu i magnesu trwałego, nadaje się do kontroli poziomu wody lub alarmu poziomu wody w otwartych pojemnikach, takich jak zbiorniki na wodę, wieże ciśnień i baseny w budynkach przemysłowych i cywilnych. Z kolei magnetyczny przełącznik poziomu pływaka kontroluje poziom wody poprzez podnoszenie i opadanie przełącznika pływakowego.
Kontroler poziomu wieży ciśnień jest specjalnym rodzajem regulatora poziomu wody, który służy głównie do kontroli poziomu wody w wieży ciśnień. Kiedy poziom wody w wieży ciśnień spadnie do dolnego poziomu granicznego, sterownik poziomu wody w wieży ciśnień uruchomi pompę w celu wpompowania wody do wieży ciśnień; gdy poziom wody w wieży ciśnień wzrośnie do górnego poziomu granicznego, regulator poziomu wody w wieży ciśnień wyłączy pompę i przestanie pompować wodę. Takie podejście umożliwia w pełni zautomatyzowaną kontrolę poziomu wody bez ręcznej interwencji.
Ponadto regulator poziomu wody może być również używany z zabezpieczeniem silnika w celu ochrony silnika pompy, zapobiegając uszkodzeniu silnika spowodowanego zbyt niskim lub zbyt wysokim poziomem wody. Jednocześnie regulator poziomu wody ma również funkcję wykrywania prądu, która może zapewnić stabilną pracę i silną zdolność zwalczania-zakłóceń.
Ogólnie rzecz biorąc, regulator poziomu wody jest ważnym elementem wyposażenia przemysłowego, który zapewnia utrzymanie cieczy na określonym poziomie w sprzęcie lub pojemniku, zapobiega uszkodzeniu sprzętu na skutek zbyt wysokiego lub zbyt niskiego poziomu wody oraz poprawia stabilność i bezpieczeństwo sprzętu.
Zasada działania regulatora poziomu wody
Kontroler poziomu wody służy do monitorowania położenia przełącznika cieczy, sterownik jest podłączony z jednej strony do pompy, z jednego końca do źródła zasilania, gdy ciecz znajduje się poniżej pozycji punktu detekcji, czujnik wykrywa brak wody, zgodnie z zasadą wyjścia sygnału, podłączonego do przełącznika pompy w celu otwarcia automatycznego dodawania wody. Gdy poziom cieczy przekroczy określony punkt detekcji, czujnik wyśle sygnał, a przełącznik podłączony do zasilacza zostanie zmuszony do zamknięcia, aby zakończyć dodawanie wody. Podwójne zabezpieczenie przed wykryciem poziomu cieczy, zapobiegające przepełnieniu zbiornika.
Zasada działania kontrolera poziomu wody polega na wykrywaniu poziomu wody przez sondę czujnika. Gdy poziom wody osiągnie określoną pozycję, wewnętrzny układ czujnika wysyła sygnały wysokiego i niskiego poziomu, aby umożliwić kontrolę poziomu cieczy. Urządzenie charakteryzuje się niskim zużyciem energii, niewielkimi rozmiarami, dobrą wodoodpornością oraz bardzo wygodną instalacją i konserwacją.
Następnie podzielę się z Wami kilkoma schematami obwodów regulatora poziomu wody, a także pokrótce przeanalizuję ich działanie.
Udostępnij schemat obwodu sterownika poziomu wody
1. Zastosowanie schematu obwodu kontrolera poziomu wody mikrokontrolera 8051
To jest schemat obwodu sterownika poziomu wody wykorzystujący mikrokontroler 8051. Schemat obwodu działa na zasadzie „przewodnictwa wody”. Wykorzystuje cztery przewody zanurzone w zbiorniku do wykrywania i wyświetlania zmieniającego się poziomu wody. Mikrokontroler interpretuje dane z tych przewodów, wyświetla poziom wody na ekranie LCD i odpowiednio steruje silnikiem.
Gdy zbiornik na wodę się opróżni, na ekranie LCD pojawi się słowo „NISKI”, sygnalizując automatyczne rozpoczęcie pracy silnika. Kiedy poziom wody osiągnie średnicę, na wyświetlaczu LCD pojawi się „HALF”, a silnik będzie kontynuował pracę.
Gdy zbiornik osiągnie pełną pojemność, na wyświetlaczu LCD pojawi się komunikat „FULL”, co spowoduje wyłączenie silnika. Silnik uruchomi się ponownie, gdy poziom wody w zbiorniku spadnie poniżej określonego progu.
2.Schemat obwodu regulatora poziomu wody z wykorzystaniem mikrokontrolera 8051
To jest schemat obwodu regulatora poziomu wody wykorzystującego mikrokontroler 8051. Schemat obwodu działa poprzez umieszczenie dodatniej sondy zasilania napięciem w dnie zbiornika. Sondy do wykrywania poziomów 1/4, 1/2, 3/4 i FULL są umieszczone jedna po drugiej nad dolną sondą dodatnią i są równomiernie rozmieszczone. Rozważmy najwyższą sondę, reprezentującą poziom PEŁNY. Drugi koniec jest podłączony do bazy tranzystora Q4 poprzez rezystor R16. Gdy poziom wody osiągnie wartość maksymalną, do bazy tranzystora Q4 wpływa prąd, powodując jego przewodzenie i w rezultacie spadek napięcia kolektora.
Kolektor Q4 jest podłączony do P2.4. Niskie napięcie na P2.4 wskazuje, że górny zbiornik jest pusty. Gdy poziom wody spadnie poniżej sondy pełnego poziomu wody, podstawa Q2 otwiera się, wyłączając go. W rezultacie napięcie kolektora na P2.4 gwałtownie wzrasta, co wskazuje, że zbiornik nie jest jeszcze pełny. Pozostałe sondy czujnika (3/4, 1/2, 1/4) działają w podobny sposób, a mikrokontroler określa poziom prądu skanując piny portów P2.4, P2.5, P2.6 i P2. 7.. Jeśli wszystkie te piny portu są w stanie wysokim (co oznacza, że wszystkie sondy czujników są włączone), zbiornik jest pusty.
Pompa jest sterowana poprzez pin portu P0.5. Kiedy rozpoczyna się pompowanie, sterownik ustawia P0.5 w stan niski, aktywując tranzystor Q6, który z kolei uruchamia przekaźnik K1, włączając pompę. Jednocześnie zapala się dioda LED D6, sygnalizując pracę silnika. Dioda LED D7 służy jako wskaźnik niskiego poziomu-zbiornika. Jeżeli poziom wody w zbiorniku sumpalnym spadnie poniżej określonego poziomu, sterownik obniży P0.7, co spowoduje zapalenie diody D7.
3. Schemat obwodu kontaktowego regulatora poziomu wody
Jest to prosty obwód sterujący pompą wodną. Gdy poziom wody w zbiorniku wysokiego poziomu przekroczy wymagany poziom, pompa automatycznie się wyłączy i zatrzyma proces pompowania, zapobiegając w ten sposób przelaniu się wody. Wykorzystuje przekaźnik do odcięcia zasilania pompy.
Obwód wykorzystuje CMOS IC CD 4001/4011 do sterowania przekaźnikiem. Jego bramka wejściowa 1 służy do podłączenia sondy do wykrywania poziomu wody. Jedna sonda jest podłączona do bramki 1 układu scalonego, a druga sonda jest uziemiona. Gdy sonda A podłączona do bramki 1 układu scalonego jest zawieszona, wejście bramki 1 pozostaje wysokie, pin wyjściowy 4 przechodzi w stan wysoki, a tranzystor sterownika przekaźnika przewodzi. Przekaźnik zostanie aktywowany. Zasilanie pompy wodnej jest podłączone poprzez wspólny zacisk przekaźnika i styk normalnie otwarty, a gdy przekaźnik jest włączony, pompa wodna działa. Dioda LED sygnalizuje stan pracy przekaźnika. Kiedy poziom wody podnosi się i styka się z sondami A i B, wyjście układu scalonego przechodzi w stan niski, a przekaźnik zostaje pozbawiony-zasilania, co powoduje zatrzymanie pompowania.
Początkowo, gdy A i B nie są połączone, tj. gdy poziom wody jest niski, wejściowy pin 1 układu scalonego ma stan logiczny wysoki, a zgodnie z tabelą prawdy lub nie-bramki, wyjście pin 3 ma stan logiczny niski. Ponieważ pin 3 jest zwarty z pinami 5 i 6, wejścia do drugiej lub innej bramki będą miały stan logiczny niski. Zapewni to logiczny wysoki sygnał do odpowiedniego pinu wyjściowego 4. Kiedy prąd przepływa przez rezystor do podstawy tranzystora, zaczyna on przewodzić i działa jak przełącznik zamykający. Przekaźnik podłączony do kolektora tranzystora zostaje zasilony, styk normalnie otwarty zostaje podłączony do styku wspólnego, a pompa zostaje zasilona napięciem sieciowym i zaczyna działać.
Teraz, gdy poziom wody w zbiorniku wzrasta, sondy A i B są połączone przez wodę, przepływa przez nie prąd (ponieważ woda jest przewodnikiem), a piny 1 i 2 są podłączone do ujemnego zasilania akumulatora przez A i B. Piny wyjściowe 1 i 2 są podłączone do ujemnego zasilania akumulatora.
W rezultacie pin wyjściowy 3 osiąga poziom logiczny wysoki, co powoduje, że pin wejściowy drugiej lub innej bramki nie- przechodzi w stan logiczny wysoki, a tym samym odpowiedni pin wyjściowy 4 przechodzi w stan logiczny niski. Z powodu braku prądu polaryzacji tranzystor zostaje odcięty, przekaźnik zostaje odpowiednio odcięty i zasilanie zbiornika zostaje odcięte.
4. na podstawie schematu obwodu regulatora poziomu wody NE555
Schemat obwodu regulatora poziomu wody oraz schemat wtyczek pokazano na załączonym rysunku. Na rysunku model 555 stanowi spust Schmitta realizujący funkcję kontroli poziomu wody.
Zasada działania schematu obwodu jest następująca: A, B, C na załączonym rysunku to trzy punkty detekcji. Gdy poziom wody podniesie się do punktu A, pompa zatrzyma się, poziom wody spadnie poniżej punktu B, pompa zacznie pracować, automatycznie dodając wodę do basenu.
Punkt C znajduje się na dnie basenu, który jest podłączony do źródła zasilania VDD, gdy poziom wody jest niższy niż punkt B, 555 ②, ⑥ napięcie stóp wynosi 0, ③ wysoki poziom wyjściowy stóp, VT1 przewodzi, przekaźnik jest włączony, pompa działa.
Kiedy poziom wody osiągnie punkt B, punkty C i B ulegają-zwarciu pod działaniem wody, tak że napięcie na pinach ②, ⑥ jest równe R3/(R3+R2+R1)*VDD, równe 1/2 VDD (2,25 V). To napięcie jest większe niż ② stopy (1/3) VDD, mniejsze niż ⑥ stopy (2/3) VDD, ③ stopy, aby utrzymać wysoki poziom na niezmienionym poziomie, kontynuuj dodawanie wody.
Gdy poziom wody osiągnie punkt A, punkty C, B i A zostają zwarte w taki sposób, że napięcie na pinach ② i ⑥ jest równe R3/(R3+R2) * VDD, co jest równe (3,6V). To napięcie jest większe niż ⑥ pin (2/3) VDD, ③ pin niski poziom wyjściowy, odcięcie VT1, przekaźnik zostaje odłączony, przez co pompa przestaje działać.
