Датчик уровня воды в баке

Для изготовления датчика, или индикатора уровня воды в баке, цистерне, бассейне и другой ёмкости, можно применить микросхему 4093 (отечественная 561ТЛ1) либо на микроконтроллере Ардуино. Начнём с первого варианта.

Схема датчика уровня на CD4093

Датчик уровня воды в баке

Датчик уровня воды в баке

Необходимые для датчика материалы

  • 2 микросхемы 4093;
  • 2 панельки для микросхем;
  • 7 по 500 ом резисторы;
  • 7 по 2,2 Мом резисторы;
  • батарея 9 В;
  • гнездо для батареи;
  • плата для схемы 10 х 5 см;
  • 8 латунных винтов для датчиков;
  • двухсторонний скотч или шурупы для крепления коробки к стене;
  • сетевой кабель. Длина кабеля зависит от расстояния от резервуара для воды до места, где будет расположен дисплей.

Итак, основа - это CI4093, что имеет четыре элемента. В этом проекте использовано две микросхемы. Тут мы имеем порты с одним входом на высоком уровне, а другие подключенные через резистор, обеспечивая высокий логический уровень. При помещении в эту логику нулевого входного сигнала, выход инвертора будет на высоком уровне и включает светодиод. Всего использовано семь из восьми элементов, из-за ограничений в кабельной сети.

Датчик уровня воды в баке

Сбоку размещена линейка светодиодов разных цветов, указывающая на уровень воды. Красные индикаторы - воды совсем мало, жёлтые - бак наполовину пуст, зелёные - полный. Центральная большая кнопка используется для подключения насоса и накачки бака.

Датчик уровня воды в бакеДатчик уровня воды в баке

Датчик уровня воды в баке

Схема работает только при нажатии на центральную кнопку. Остальное время она находится в дежурном режиме. Но даже при срабатывании цепи индикации, ток минимален и батарейки хватит на долго.

Датчик уровня воды в баке

Схема подключения датчика

Провода проходят внутри труб. Старайтесь расположить датчики таким образом, чтоб вода, попадающая в поле с помощью поплавкового клапана, никак не могла пройти мимо датчиков. Внутри трубы с датчиками, чтобы сделать нужный вес, был насыпан песок.

Датчик уровня воды в бакеДатчик уровня воды в баке

В собранном виде схема находится в коробке и установлена на стене.

Второй вариант схемы датчика уровня

Это полностью функциональный контроллер уровня воды, управляемый МК Arduino. Схема отображает уровень воды в баке и переключает двигатель, когда уровень воды опускается ниже заданного уровня. Она автоматически отключает мотор, когда бак полный. Уровень воды и другие важные данные отображаются на ЖК-дисплее 16х2 точек. В авторском варианте схема контролирует уровень воды в дренажном баке (резервуаре). Если уровень бака низкий, электродвигатель насоса не включится, что обеспечивает защиту двигателя от холостого хода. Дополнительно звуковой сигнал генерируется, когда уровень в дренажном баке слишком низкий.

Датчик уровня воды в баке

Схема уровня воды с помощью контроллера Arduino показано выше. Датчик в сборе состоит из четырех алюминиевых проволок длинной в 1/4, 1/2, 3/4 и полный уровень в баке. Сухие концы этих проводов подключены к аналоговым входам A1, A2, A3 и A4 Arduino соответственно. Пятый провод размещен в нижней части бака. Резисторы R6 - R9 уменьшают потенциал входов. Сухой конец провода подключен к +5V DC. Когда вода касается конкретного зонда, происходит электрическое соединение между зондом и +5V, потому что вода обладает некоторой электропроводностью. В результате ток течет через зонд и этот ток преобразуется в пропорциональное ему напряжение. Arduino читает падении напряжения по каждому из входных резистор для зондирования уровня воды в баке. Транзистор Q1 включает зуммер, резистор R5 ограничивает ток базы Q1. Транзистор Q2 управляет реле. Резистор R3 ограничивает ток базы Q2. Переменник R2 используется для регулировки контрастности ЖК-дисплея. резистор R1 ограничивает ток через его LED подсветку. Резистор R4 ограничивает ток через светодиодный индикатор питания. Полную программу для контроллера на Arduino можно загрузить тут.

*****

Авто самоделки Самоделки для дачи Рыбаку, охотнику, туристу Стройка, ремонт Самоделки из ненужных вещей Радиолюбителю Коммуникации для дома Самодельная мебель Самодельный свет Домашний мастер Самоделки для бизнеса Самоделки к праздникам Самоделки для женщин Оригами Оригами Модели из бумаги Самоделки для детей Компьютерные самоделки Самоделки для животных Домашний лекарь Еда и рецепты Опыты и эксперименты Полезные советы

Датчик уровня воды в баке

Изготовление самодельного «датчика» уровня воды для летнего душа.

После установки на летний душ новой бочки большего объема, возникла такая необходимость установки какого ни будь "датчика" уровня воды, что бы постоянно не лазить на крышу душа, да и к тому же новая бочка оснащена крышкой, которая фиксируется хомутом, и постоянно её снимать и смотреть сколько воды осталось не очень хочется. Поэтому установил вот такое, легкое в изготовлении, приспособление.

- пенопласт (такой кусок, как на фото, я нашел в коробке от газовой плиты, ими нарывают камфорки при транспортировке.);
- гайка маленького размера;
- гайка большого размера;
- длинный шуруп;
- два кусочка пластмассовой полоски;
- леска.

Датчик уровня воды в баке

Изготовление датчика

Первым делом просверливаем сквозное отверстие в середине пенопласта (это делается для того, что бы когда будем закручивать шуруп, пенопласт не раскололся), а так же на обеих пластинках.

Датчик уровня воды в баке

Датчик уровня воды в баке

Затем скрепляем детали так, как показано на фото:

*****

Датчик уровня воды в баке

Датчик уровня воды в баке

Датчик уровня воды в баке для сигнализации наполнения или опустошения, управления водяным насосом, в качестве датчика реле уровня воды в баке. Простые визуальные индикаторы уровня воды в баке на основе применения датчиков уровня воды в баке.

Различают несколько типов баков: подземные и наземные; установленные на улице и в отапливаемых помещениях; открытые и закрытые; металлические и пластиковые. Тип бака обязательно должен учитываться при выборе типа датчика.

В большинстве случаев считается, что контроль уровня воды в баке могут осуществлять любые датчики уровня воды. Но это не так. Необходимо определиться, какую задачу вы будете решать . применяя измеритель уровня воды в баке!

Контроль уровня воды в баке

Для контроля применяют сигнализатор уровня воды в баке. Решает задачи коммутации звуковых или световых сигналов, отключения насосов или электромагнитных клапанов.

В качестве сигнализаторов уровня воды в баке применяют:

Датчик уровня воды в бакеДатчик уровня воды в бакеДатчик уровня воды в бакеДатчик уровня воды в баке

Для контроля уровня воды в баке большой глубины (более 3 метров) и невозможности врезать датчик в боковую стенку . следует применять поплавковые кабельные датчики серии NLP-100 или реле контроля уровня с бесконтактными датчиками, например ультразвуковыми уровнемерами жидкости .

Если бак открытый, и в воде могут присутствовать посторонние предметы (листья, насекомые, опилки и т.п.) . следует отдать предпочтение датчикам уровня воды без подвижных элементов, например NLP-100 или кондуктивным сигнализаторам уровня .

Измерение уровня воды в баке

Задачи измерения уровня воды в баке решают в основном в промышленности . когда требуется иметь постоянную информацию об уровне в баке. Результаты измерения используются для визуализации или для интегрирования в АСУ ТП. Для этих целей применяют уровнемеры:

Датчик уровня воды в бакеДатчик уровня воды в бакеДатчик уровня воды в бакеДатчик уровня воды в баке

В случае необходимости визуализации результатов измерения, применяют индикаторы токовой петли, барографы, панельные индикаторы, регистраторы.

Датчик уровня воды в баке
Масштабируемый
цифровой индикатор
4…20 мА

В тех случаях, когда требуется удаленное измерение уровня воды в баке, рекомендуется применение облачных технологий. Подробнее в статье gsm-monitor.net – Веб-сервер для датчиков GSM/GPRS .

Индикатор уровня воды в баке

Индикаторы уровня воды в баке применяются, когда требуется только визуальный контроль за уровнем воды и не требуется управление индикаторными или исполнительными механизмами.

Индикаторы уровня для резервуаров, баков и танков, силосов. Индикаторы уровня измеряют и показывают уровень топлива, воды, жидкости, суспензий, сыпучих материалов. Питание индикаторов уровня осуществляется от батарей, сети или не требуется.

Датчик уровня воды в бакеДатчик уровня воды в бакеДатчик уровня воды в баке
Датчик уровня воды в бакеДатчик уровня воды в бакеДатчик уровня воды в баке

Буйковые индикаторы уровня воды требуют установку непосредственно на баке. Пневматические и цифровые электронные индикаторы уровня воды в баке позволяют установить индикаторное устройство на удалении от бака до 50 метров.

Реле уровня воды в баке

Датчик уровня воды в баке

Применение реле уровня воды в баке оправдано, если требуется автоматизация процесса наполнения или опустошения бака.

Существуют реле, интегрированные с датчиками реле уровня, например NIVOCONT KKH-212-5 .

Если вы выбрали такое реле, следует обратить внимание на температуру окружающей среды.

Мы рекомендуем выбирать реле уровня воды в баке с раздельным исполнением датчиков и реле .

Если у вас в процессе выбора датчиков уровня воды в баке появятся вопросы,
позвоните нам или закажите звонок, наши инженеры ответят на ваши вопросы

Датчик уровня воды в баке

Техотдел компании РусАвтоматизация

*****

Виды и принцип работы датчика уровня воды

Необходимость контроля уровня жидкости, а в нашем случае воды, является достаточно востребованной в сельском хозяйстве или же в промышленности. Бытовое применение таких датчиков тоже встречается достаточно часто.

Датчик уровня воды в баке

Схематический принцип работы поплавковых датчиков уровня воды

Именно поэтому к выбору датчика уровня воды необходимо подходить достаточно ответственно, так как любая ошибка в его подборе или установке может привести к серьезным денежным и временным потерям.

1 Этапы установки

Последовательность установки датчика уровня воды такова:

  1. Необходимо при возможности (зависит от области применения устройства) понизить давление до 55 мм ниже уровня сигнализации. Затем необходимо сбросить давление бака до атмосферного.
  2. Закрепите датчик на внутренней или внешней поверхности бака (зависит от вида устройства измерения уровня жидкости).
  3. Включите устройство и наблюдайте за показателями. Если короткого замыкания не видится и прибор работает исправно, проверьте работоспособность системы при понижении уровня воды в баке. Сделать это необходимо до запуска бака в работу.

1.1 Создание датчика уровня своими руками (видео)

2 Назначение датчиков уровня воды

Назначения рассматриваемой системы измерения уровня воды весьма разнообразны. Существуют датчики для измерения уровня воды в скважине, а есть — и для измерения уровня воды в баке (или в любой другой емкости).

Кроме того, датчики уровня воды способны измерять и уровень других жидкостей, даже агрессивных (яды, кислоты и прочее). Наиболее распространенными можно назвать следующие датчики:

  • Поплавковые сигнализаторы;
  • Бесконтактные датчики уровня воды;
  • Контактные датчики.

Все они различаются не только по механизму работы, но и по назначению.
к меню ↑

2.1 Виды и отличия

Поплавковые сигнализаторы являются «универсалом» прецизионных устройств, которые могут использоваться в подавляющем большинстве случаев. Кроме того, они отличаются сверхточным и адекватным измерением количества (уровня) воды в баке, скважине или каких-либо других резервуарах .

Бесконтактные датчики хороши своей прочностью и надежностью даже при работе в приближенных к экстремальным условиях. Так, например, они применяются в измерении уровня сыпучих веществ, жидкостей с варьирующимся уровнем вязкости или же токсичности.

Датчик уровня воды в баке

Погружные датчики уровня воды для различной глубины

И хотя их используют чаще всего на промышленных предприятиях, применение их в измерении уровня жидкости в баке или скважине тоже актуально (хотя встречается крайне редко).

Контактные виды применяются в условиях измеряемой жидкости или же так называемым технологическим веществом. Такие датчики либо просто погружаются в жидкость, либо крепятся на корпусе емкости (например, скважины) на заданной высоте.

Существует еще и датчик предельного уровня, применение которого оправданно лишь в условиях повышенной взрывоопасности и повышенной вероятности аварийного состояния резервуара. Его использование в бытовых условиях не представляется целесообразным и рациональным.
к меню ↑

2.2 Принцип работы и устройство датчиков

Начнем с уровневых сигнализаторов. Они состоят из подвижного магнита, что приводится в движение благодаря специальному поплавку, и чувствительных к магниту герконовых контактов. При приближении магнита к такому контакту геркон срабатывает.

Как только жидкость достигает уровня датчика, специальный поплавок поднимается вместе с уровнем этой жидкости и тут либо замыкает, либо размыкает контакты геркона. При снижении же уровня жидкости поплавок пойдет вниз и вернет контакты в изначальное положение.

Бесконтактные виды разделяются на ультразвуковые и емкостные датчики соответственно. Первые работают благодаря анализу уровня жидкости ультразвуком.

Датчик уровня воды в баке

Поплавковые датчики уровня воды различной конструкции

Из-за надежности и точности анализа их достаточно часто применяют при бурении скважины. Диапазон для реагирования датчиков варьируется от 100 мм до 6 метров.

Емкостный вариант реагирует на приближение и присутствие анализируемых объектов. Его применение наиболее актуально для анализа уровня воды в баке или артезианской скважине. Срабатывание устройства возможно на расстоянии до 25 миллиметров.

Контактные датчики подразделяются на следующие виды:

  • Оптические;
  • Пьезоэлектрические вилочные;
  • Радиолокационные и радарные;
  • Гидростатические;
  • Волоконно-оптические.

Оптический вид использует инфракрасный диапазон для анализа жидкости. Их преимуществом можно назвать то, что они не имеют подвижных частей вовсе, а значит - длительны в эксплуатации и не требуют частой замены.

Состоит оптический датчик из корпуса и полусферы, в которой имеется инфракрасный светодиод и триггерный фототранзистор. Их применение оправданно на баке, тогда как для скважины и подобных резервуаров они не подходят. На данном устройстве стоит защита стандарта «IP67».

Датчик уровня воды в баке

Кондуметрический датчик уровня воды

Пьезоэлектрические вилочные датчики обладают определенной резонансной частотой. Как только вода попадает на полость вилки в данном устройстве, то частота резонанса изменяется, и это фиксируются интегрированные анализаторы входящих сигналов.

Как результат — устройство меняет свое состояние на выходе. Отличный вариант для артезианской скважины. Работа данного устройства возможна при температурах до +250 градусов.

Радиолокационные и радарные виды работают благодаря анализу прохождения электромагнитной волны. Вся система функционирует на строгом контроле времени прохождения сигнала, и затем система сама анализирует во внутренней электронной схеме результат.

Такой вид датчиков применяется при работе в скважине, особенно в тех случаях, когда важна предельная точность. Данное устройство может выдерживать температуру до 100 градусов и давление до десяти бар.

Гидростатический вариант отлично подходит для измерения уровня воды на большой глубине (до 250 метров). Механизм работает благодаря разнице между атмосферным давлением и давлением компенсационным.

Анализ показателей давления достигается благодаря установленной в устройстве капиллярной трубке. Применяется такой вид датчиков при работе в глубокой скважине. Впрочем, не только скважины находятся в области применения данного вида датчиков, но и канализационные системы, и глубокие колодцы.

Датчик уровня воды в баке

Поплавковые датчики уровня воды (часто применяются для погружных насосов)

Волоконно-оптический вид является наиболее дорогим и современным. Весь механизм работает на принципе измерения разницы коэффициентов преломления между воздушными массами и водой.

*****

Простейший датчик уровня воды в баке на садовом участке из подручных средств

Датчик уровня воды в баке

На участке есть емкость для полива из трубы, установленной вертикально. Высота емкости больше 2-х метров. Делаем за 5 минут простейший датчик уровня воды в емкости. Используем подручные средства.

Нам понадобятся: пластиковая 1,5-литровая бутылка, веревка, грузик (в моем случае была использована старая петля от двери, кот. валялась под ногами), небольшая доска, шкив (от старой стиральной машины), гвозди, молоток.

1. Наполняем бутылку наполовину водой. Закрываем ее.
2. Привязываем бутылку за горлышко на один конец веревки (длина веревки с запасом чуть больше высоты емкости).
3. Закидываем бутылку в емкость. Второй конец веревки висит снаружи емкости.
4. Сбиваем три куска доски между собой и делаем пропил в одной из них, как на фото.
5. Шкив одеваем на большой гвоздь. Этот гвоздь будет осью вращения. Ось прибиваем к верхней точке конструкции из трех кусков доски.
6. Устанавливаем конструкцию со шкивом на край емкости.
7. Наполняем емкость водой до краев. Это максимально верхний уровень воды.
8. Пропускаем веревку через шкив.
9. Привязываем к противоположному от бутылки концу веревки примерно на уровне дна емкости грузик. Этому положению грузкика соответствует уровень «полная емкость».
10. Опустошаем емкость. Отмечаем, где расположен грузик. Это уровень «пустая емкость».
11. Между уровнями «полная емкость» и «пустая емкость» можно разметить промежуточные деления.

Датчик уровня воды в бакеДатчик уровня воды в баке

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *