Автоматическое управление водяным насосом (К561ЛА7, КТ604АМ)
В сельской местности водопровод есть не всегда и не везде, в лучшем случае водоснабжение из скважины, но чаще и из обычного колодца. Такая система водопровода требует использования накопительной емкости, в которую вода закачивается из колодца.
Для того чтобы поддерживать необходимый запас воды нужно периодически пополнять эту емкость, включая водяной погружной насос, находящийся в колодце. Вручную делать это хлопотно. Лучше эту работу поручить несложному электронному автомату.
Схема автомата изолирована от электросети, поэтому абсолютно безопасна для пользователя водопровода. Для определения уровня воды в резервуаре используются три щупа из нержавеющего металла (автор использовал три шампура из нержавеющей стали). Два из них опущены на глубину почти до дна резервуара.
А один сделан короче, так что бы контактировал с водой при полном резервуаре.
Резервуар - пластмассовый «еврокуб», в него помещается один кубометр воды. Для установки датчиков в верхней стенке «еврокуба» просверлены три отверстия, по размеру пробок от винных бутылок, так чтобы они туда туго вставлялись. В пробках прорезаны меньшие отверстия, в которые вставлены выше указанные шампуры (от шашлычного набора).
Длина одного шампура почти равна одному метру. Вот таких два вставлены служат датчиками Е2 и Е3, они опущены почти до дна «еврокуба». А третий шампур укорочен до 15 см.
Это датчик Е1, он контролирует верхний предел заполнения «еврокуба».
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.
Рис.2. Печатная плата для автомата управления водяным насосом.
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.
Рис.3. Расположение деталей на печатной плате автомата управления насосом.
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.
Гайсаков В. РК-2016-03.
Литература: Афанасов В. И. «Автомат для сельского водопровода». РК2011, 3.