Схема сигнализатора протечки воды
Многие семьи сегодня живут в многоэтажных домах и пользуются бытовыми стиральными машинами. Каждый, кто подключал такую машину (к электрощитку и сантехническим коммуникациям), знает, как важны оба эти действия. В частности, при некачественном подключении сливного патрубка стиральной машины к фановым трубам квартирной коммуникации может произойти протечка воды, которая не только испортит настроение и интерьер, но и доставит многочисленные хлопоты по компенсации ремонта соседям снизу.
Даже при качественном подключении стиральной машины хомуты, стягивающие гофры и патрубки водосливных шлангов, рекомендуется время от времени проверять их на надежность и при необходимости подтягивать.
Кроме того, протечки могут происходить и в других подобных случаях, как то: протечки (из-за брака строителей) сверху, если квартира расположена на последнем этаже, протечки из-за устаревших и выслуживших "все сроки" штатных сантехнических коммуникаций (труб, патрубков, сливных горловин раковин). Все эти случаи также грозят затоплением соседей, живущих снизу со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Чтобы избежать неприятностей, рекомендую собрать простое устройство сигнализатора протечки, имеющее регулировку чувствительности в широких пределах и (при установке максимальной чувствительности) реагирующее даже на слабую влажность воздуха вокруг датчика. Это устройство звуковой сигнализации обеспечивает прерывистый и громкий звук примерно 40 дБ при возникновении опасной ситуации. Электрическая схема устройства показана на рис. 3.2.
Устройство собрано на микросхеме К561ТЛ1 (в схеме используется только один ее элемент). Эта многофункциональная микросхема популярна среди радиолюбителей и имеет ряд преимуществ по сравнению с другими микросхемами К561 серии. В состав микросхемы К561ТЛ1 входят четыре однотипных элемента И (с инверсией) с передаточной характеристикой триггера Шмитта. Передаточная характеристика каждого элемента имеет два порога— порог срабатывания и порог отпускания. Разность Uсраб и Uопт есть напряжение гистерезиса, которое в данном случае пропорционально напряжению питания (зависит от него). Благодаря высокой чувствительности элементов микросхемы К561ТЛ1 удалось создать узел, реагирующий на незначительное изменение напряжения на входе.
Рис. 3.2. Электрическая схема звукового сигнализатора протечки
Между входом элемента DD1.1 и ,,+" питания включен ограничительный резистор и переменный резистор R1, регулирующий чувствительность устройства. При верхнем (по схеме) положении движка переменного резистора R1 чувствительность узла минимальна.
Как видно из рис. 3.2, ничего сложного в схеме нет, и ее мог бы придумать, пожалуй, любой школьник. Однако вторым по значимости элементом в схеме является датчик влажности. Он конструктивно выполнен из датчика вращения электродвигателя НГМД (накопителя на гибких магнитных дисках) типа МС-5301, который сейчас является анахронизмом эпохи, но когда-то был очень популярен у тех радиолюбителей, кто увлекался самостоятельной сборкой персональных компьютеров типа ”Радио-86РК", "Спектрум"” и других подобных. Электродвигатель дисковода аккуратно разбирается и из него извлекается датчик вращения.
Замкнутые проводники-дорожки, расположенные в форме лабиринта, перерезаны скальпелем в одном месте. Это сделано для размыкания короткозамкнутой цепи датчика. Электрические проводники аккуратно припаиваются к штатным контактам (хорошо видны на рисунке) гибким проводом МГТФ-0,6. Устройство и датчик соединяют любые электрические провода длиной до трех метров (большая длина не испытывалась) — это может быть витая пара из тех же проводов МГТФ, телефонный провод или гибкие электрические многожильные провода. Непосредственно к датчику необходимо припаивать только гибкий провод МГТФ (или аналогичный), чтобы не спровоцировать отслоение дорожек на металлической основе датчика. А далее этот провод может быть соединен (например, через электрический клеммник) с проводами другой гибкости и сечения. На другом конце (у корпуса устройства) эти провода переходят в разъем типа В2В-ХН-А или аналогичный.
Перед использованием с датчика мелкозернистой наждачной бумагой удаляют небольшой слой лака, покрывающего токопроводящие дорожки на поверхности датчика.
Пока вокруг датчика сухо, на входе элемента DD1.1 высокий уровень напряжения. На выходе элемента (вывод 3 DD1.1) низкий уровень и сигнализация выключена. При небольшой влажности, а тем более при воздействии на датчик влаги (капель воды) на входе элемента напряжение уменьшается, благодаря передаточной характеристики триггера Шмитта, внутреннее состояние скачком изменяется на противоположное, на выводе 3 микросхемы DD1 присутствует высокий уровень. При высоком уровне на выходе элемента DD1.1 транзистор VT1 открывается и через капсюль НА1 начинает протекать ток — включается звуковая сигнализация.
Недостатком всего устройства можно отметить некоторую инертность выключения сигнализации, связанную с высыханием датчика. Однако в схеме предусмотрен выход из этой ситуации — при обнаружении протечки и ее локализации устройство сигнализации принудительно выключают включателем SB1.
Если этого не сделать, то после высыхания датчика устройство выключит сигнализацию и автоматически перейдет в режим ожидания.
Микросхемы данного типа являются маломощными, и выходной ток каждого элемента не превышает несколько миллиампер. Поэтому к выходу элемента DD1.1 подключен усилитель тока на транзисторе VT1. В цепи коллектора этого транзистора включен звуковой капсюль НА1 с встроенным прерывистым генератором 34 типа КРІ-4332-12, который можно приобрести в магазинах радиотоваров за 20 руб.
Элементы устройства монтируются в любом подходящем компактном корпусе. В авторском варианте используется корпус от аквариумного компрессора воздуха. Проводники питания можно соединять через разъем Х2 (например, от батареи типа 6F22 Крона) или выводить через штатное отверстие сбоку корпуса устройства.
Устройство в налаживании не нуждается и начинает работать сразу после подачи питания. Датчик располагают на полу в труднодоступном месте под трубами (где его не видно) контактной площадкой вверх, при необходимости фиксируют провода изолентой к полу. Перед первым включением движок переменного резистора R1 устанавливают в среднее положение.
Для проверки работоспособности устройства на расстоянии 0,5—1 м от датчика распыляют влагу из емкости для глажения (или другой емкости с распылителем). Этого оказывается достаточным, чтобы "проснулась” звуковая сигнализация.
В качестве источника питания применяется промышленное устройство ПУ-1М производства завода "Северный пресс" Санкт-Петербург. Выходное напряжение 9 или 6 В — на корпусе блока имеется переключатель выходного напряжения. Источник питания с трансформаторной развязкой от сети переменного тока. Максимальный ток нагрузки — 150 мА.
Кроме указанного источника питания можно использовать любой (в том числе нестабилизированный) источник с выходным напряжением в диапазоне 7—12 В.
При подключении звукового капсюля со встроенным прерывистым генератором следует соблюдать полярность. Положительный вывод источника питания подключают к выводу капсюля с обозначением "+".
Микросхему К561ТЛ1 можно заменить на K564TЛ1 или CD4093B. Переменный резистор R1 типа СПО-1, или аналогичный, желательно с линейной характеристикой. Постоянные резисторы типа МЛТ-0,25. Транзистор VT1 можно заменить на КТ603, КТ608, КТ801, КТ815, КТ972, 2SC1573, 2N4927 и аналогичные. Звуковой капсюль— любой с встроенным генератором, рассчитанный на постоянное напряжение 5—15 В и ток до 100 мА. Например, FXP-1212, FMQ-2015B — в этих случаях звук будет не прерывистый, а монотонный.
Оксидный конденсатор С1 сглаживает пульсации напряжения. Включатель SB1 штатный, расположенный в корпусе от компрессора. Можно применить и любой другой миниатюрный тумблер, например MTS-1.
Индикаторный светодиод подключен постоянно — он сигнализирует о работоспособном устройстве, находящемся в готовности. Вместо указанного на схеме применяют любой другой светодиод, с током до 20 мА, например, ARL-5013URC-B.
Очевидно, рассмотренный датчик найдется не у каждого радиолюбителя, поэтому он может быть заменен на самодельный, например, со следующими рекомендациями. Соединительные провода припаиваются к двум металлическим спицам. Спицы располагаются параллельно друг другу на полу на расстоянии 0,5—1 см (в районе ожидаемой протечки) и крепятся к полу обыкновенным лейкопластырем. Материал пола значения не имеет.
Литература: Андрей Кашкаров - Электронные самоделки