Сигнализатор-датчик уровня воды своими руками

Любители принимать ванны сталкиваются с необходимостью постоянного контроля уровня воды при ее наполнении. Благодаря наличию сливного отверстия вода не затопит помещение, но ее бесполезный расход зафиксирует счетчик, что увеличит стоимость коммунальных услуг.

Для того, чтобы избавиться от наблюдений и сэкономить средства можно воспользоваться звуковым сигнализатором, который оповестит, когда уровень воды при наполнении ванны или любой другой емкости, достигнет необходимого.

Существуют готовые сенсорные звуковые сигнализаторы, но стоят они в несколько раз больше и питается от батареи типа «Крона», которой хватает ненадолго.

Можно было самому сделать емкостной датчик уровня воды, но гораздо проще переделать звуковой магнитный сигнализатор для двери, стоимостью в 1$, дополнив магнитиком, пружинкой, нитью и поплавком.

Изготовление звукового поплавкового датчика уровня воды

Для оповещения достижения заданного уровня воды при наполнении ванны я за пару часов переделал звуковой охранный сигнализатор для дверей под эту задачу.

Как разобрать сигнализатор

Сначала надо снять крышку батарейного отсека, сдвинув его вдоль корпуса сигнализатора. Далее нужно снять вторую часть крышки, в которой установлен звуковой излучатель.

При внешнем осмотре крепежных элементов не наблюдалось. Предположил, что крышка держится на защелках. Но попытка снять ее, освободив защелки, не увенчалась успехом. Оказалось, что крышка закреплена саморезом.

С обратной стороны сигнализатора был наклеен двухсторонний скотч. С помощью иголки было найдено место нахождения самореза, и он выкручен крестовой отверткой.

На фотоснимке показана снятая крышка с громкоговорителем пьезоэлектрического типа. Слева от него видна стойка для самореза. Выводы излучателя были отпаяны и обозначена полярность.

Звуковой сигнализатор разобран и теперь стало понятно, как его переделать под сигнализатор уровня воды. В качестве датчика использовался геркон, представляющий собой герметичную стеклянную ампулу, в которой размещены два контакта.

При воздействии магнитного поля, контакты служат магнитопроводом и, притягиваясь, друг к другу, замыкают электрическую цепь. Ведут себя как включатель.

Доработка сигнализатора двери

Решено было вместо штатного магнита с большими размерами, разместить в корпусе небольшой неодимовый магнит. Но мешал геркон и резистор, которые были установлены сверху на печатной плате.

После снятия печатной платы оказалось, что под ней в корпусе имелось достаточно места, для переноса мешающих элементов на сторону с печатными проводниками.

При выпайке резистора у него отвалился один из выводов, пришлось заменить другим. Заодно выяснил, что резистор задает частоту излучения пьезоэлектрического излучателя. Геркон был установлен таким образом, чтобы, магнит замыкал его контакты, находясь в нижнем положении, то есть звука не было.

Неодимовый магнит был взят от отказавшего жесткого диска компьютера. От него с помощью зубила был отколот небольшой кусочек. Острые края закруглены на наждачной бумаге.

Для закрепления магнита на капроновом шнурке на нее был надет отрезок полихлорвиниловой трубки подходящего диаметра и в нее с усилием вставлен магнит. При желании можно трубку опустить на десяток минут в ацетон, тогда она увеличится в диаметре в два раза, а после испарения ацетона уменьшиться до исходного размера.

Пружина растяжения была закреплена в корпусе сигнализатора с помощью, вплавленной в него паяльником металлической скобки. Шнурок был привязан на узел к противоположному ее концу.

Крепление магнита с помощью трубки позволило определить оптимальное место его расположения относительно геркона и заодно ограничить свободу перемещения. После регулировки магнит был приклеен с помощью клея «Момент». На фотографии показан магнит в положении, когда уровень воды не поднял поплавок.

Проверка работы системы показала стабильную ее работу. При натяжении шнурка звук отсутствовал, а при отпускании ее раздавалась сирена большой громкости.

Поплавок был сделан из пластиковой банки подходящего размера. Для крепления нити в крышке банки было установлено ушко, сделанное из полоски нержавеющего металла. Можно использовать и отрезок алюминиевого провода для электропроводки.

Полоска с отверстием была с помощью паяльника вплавлена в крышку банки и загнута, как показано на фотографии.

Для исключения попадания воды внутрь поплавка место вхождения ушка в крышку с внутренней стороны было залито силиконом.

Для того чтобы поплавок при попадании в воду принимал вертикальное положение внутрь банки был помещен груз в виде кусков припоя. Общий вес поплавка составил 50 гр.

Для получения оптимального погружения поплавка в воду, в него добавлялся очередной кусок припоя, пока поплавок не начал плавать в воде, как показано на фотографии.

Для сигнализатора уровня воды над ванной было решено использовать проволочную полку, имевшуюся в углу стены. Поэтому в корпус сигнализатора был вплавлен крючок, сделанный из такой же полоски металла, как и ушко поплавка. Можно было закрепить на кафеле с помощью присоски, но они часто отваливаются, а датчик не герметичный. Поэтому я предпочел этот способ крепления не применять.

В сигнализатор были установлены батарейки ААА, и осталось только отрегулировать длину шнурка на требуемый уровень воды. Поэтому шнурок не был привязан к поплавку, а зафиксирован с помощью зажима.

Многократное использование звукового сигнализатора уровня воды в ванной при наполнении ее водой подтвердило эффективность самоделки. При возникновении сирены, сигнализатор выключается с помощью имеющегося штатного выключателя. С тех пор бесполезный расход воды при наборе ванны был исключен.

Светодиодный указатель уровня воды | Мастер-класс своими руками

Датчик уровня воды своими руками может сделать практически каждый, кто хоть немного умеет держать в руках паяльник. А эта статья поможет вам поэтапно, при помощи фотографий, изготовить индикатор уровня воды в баке своими руками из простых и распространённых деталей. Данное устройство работает очень хорошо и весьма надёжно в эксплуатации. При правильной сборке из исправных деталей, указанных на схеме номиналов, в дальнейшей настройке не нуждается, и будет работать сразу при подключении питания 12 вольт.
Для начала нужно разобраться со схемой уровня воды, которую мы будем изготавливать.

Схема уровень воды своими руками

Первым делом, после ознакомления с фотографией: схема уровня воды в баке своими руками, является заготовка деталей и материалов. Нам потребуется микросхема ULN2004, её можно купить в радиомагазине или в Китае, на Алиэкспресс. Цена за одну микросхему в радиомагазине и за десять на Алиэкспресс примерно равны, так что выбирайте подходящее, единственное неудобство — это то, что посылку из Китая нужно ждать около месяца или больше.

Детали собраны

Светодиоды можно использовать сигнальные любого цвета, какой Вам понравится, диаметром 4 – 5 миллиметров. Цоколёвка светодиодов и микросхемы есть на схеме.
Конденсатор C1 нужен полярный 100 микрофарад 25 вольт, или больших параметров (какой есть).
Резисторы (сопротивления) мощностью от 0.125 до 0.5 ватта или больше (чем больше мощность, тем больше габариты и будет не очень красиво, это относится и к конденсатору).

Резисторы R1 – R7 сопротивлением 47 ком (немного меньше или немного больше – не критично).
Резисторы R 8 – R14 сопротивлением 1 ком (примерно). Чем больше сопротивление, тем слабее будет светиться светодиод и наоборот, но слишком маленькое сопротивление может привести к выходу светодиода из строя.
Печатную плату можно не изготавливать, а применить макетную, как у меня, стоит копейки, особенно в Китае. Соотношение цены в радиомагазине и Китае 5 – 10 к одному.
Кабель к датчикам уровня воды можно применить любой восьми жильный сигнальный (в магазинах, где продают устройства сигнализации, есть всякий). Концы кабеля, помещаемые в воду как датчик уровня, освободить от изоляции на длину 5 – 10 миллиметров и зачищенные концы залудить (покрыть оловом при помощи паяльника) для уменьшения окисляющего действия воды на металл. Плюсовой электрод нужно изготовить из нержавейки (например, чайная ложка), а место соединения её к проводу защитить от воды при помощи клеевого пистолета. Если место контакта не защитить, то через короткое время электрохимическая реакция сожрёт. Шаг между датчиками нужно рассчитать исходя из глубины ёмкости. Если нужно измерять большую глубину воды и хочется разместить датчики чаще, то можно изготовить ещё одну или даже несколько подобных схем контроля уровня воды и разместить их последовательно в ёмкости. Конструкция датчиков может быть самой разнообразной и зависит только от Вашей фантазии, главное соблюдать общие принципы.


Клеммные колодки любые, но важно удобство подключения и использования.
Для микросхемы лучше всего применить разъём для беспаечного размещения. Это гнездо можно паять и не бояться, что перегреешь ножки, или подействует статическое электричество. Если микросхема вышла из строя, по каким – то причинам, то заменить её можно за пару секунд. Стоит такая панелька копейки.
Олово (проволока с канифолью) лучше использовать Российское. Китайское олово хорошее не встречал.
После сбора деталей нужно подумать о размещении деталей на плате. Я сделал, так как на фото, а Вы вольны расположить их по своему вкусу. Главное, чтобы расположение деталей отвечало задачам уменьшения количества перемычек и пайки, а главное удобству эксплуатации. Аккуратность в сборке схемы не последнее дело, не нужно торопиться как я и будет всё красиво. Итак, приступим.









Питание указателя уровня воды в баке можно сделать от любого аккумулятора 12 вольт (даже старого, лишь бы он давал не меньше чем 10 вольт), например, от компьютерного блока бесперебойного питания, да и продают сейчас их много всяких маломощных. Или можно на даче использовать обычные батарейки. Если их соединить последовательно 8 штук по 1.5 вольта = 12 вольт. Вполне достаточно. А если батарейки подключить через кнопку, чтобы схема работала только при нажатии на кнопку, то такого питания хватит на много лет.
Осталось только испытать указатель уровня воды в баке и тут главное не перепутать плюс с минусом. Провода питания лучше подключать разного цвета. Плюс всегда обозначается красным цветом, а минус чёрным, если к этому привыкнуть, то уже не перепутаете.

Датчики уровня воды своими руками

Для осуществления постоянного контроля над уровнем жидкости в различных бытовых и промышленных резервуарах, а также для своевременной подачи сигналов о регулировании уровня предусмотрено специальное устройство – датчик уровня воды.

Существуют контактные и бесконтактные типы устройств, основные отличия которых заключаются в рабочем механизме.

Основные разновидности приборов

Датчики контроля уровня воды классифицируются в соответствии с их назначением. Устройства применяются для решения следующих задач:

• контроля над изменением уровня жидкости в емкости и сигнализации при превышении допустимого значения;
• запуска сигнализирующего звукового или светового реле в центральном управляющем блоке;
• передачи замеров на дисплей блока управления с определением используемых емкостей;
• поддержания замкнутого цикла контроля над уровнем жидкости в емкости при помощи контроллера и электрического насосного двигателя.

По конструктивным особенностям прибор бывает:

• Бесконтактного типа. Подобные устройства применяются для веществ в вязкой, сыпучей, жидкой или твердой форме. К этой категории относятся дискретные и ультразвуковые датчики.
• Контактного типа. Устройства, предназначенные для установки в резервуаре на внутренней стенке на соответствующей высоте. При достижении водой установленной отметки происходит активация прибора с передачей сигнала. В этой категории представлены поплавковые и гидростатические датчики.

По механизму воздействия регулятор уровня воды в баке бывает:

• поплавковым;
• гидростатическим;
• дискретным;
• радарным;
• ультразвуковым.

Функциональные характеристики основных типов

1. Поплавковый датчик – надежная и эргономичная конструкция устройства, которая комплектуется электрическим реле уровня. Работает датчик по такому принципу: когда уровень воды в баке достиг определенной отметки, жидкость активизирует поплавок. Изменяя положение, поплавок затрагивает реле и способствует замыканию рабочего контакта.

Поплавковые устройства представлены магнитострикционными и дискретными типами. Первый тип отличается дешевизной и простотой эксплуатации, второй – дороговизной, сложностью монтажа и долговечностью, гарантирующей точный контроль уровня воды в баке. Единственный недостаток приборов поплавкового типа – постоянное нахождение в жидкой среде.

1. Гидростатический датчик – чувствительный прибор для измерения давления воды в различных емкостях. Основные его преимущества – долговечность, практичность, эргономичность и доступная стоимость.

Гидростатические измерители постоянно контактируют с жидкой средой, поэтому их практически невозможно эксплуатировать в агрессивных условиях.

1. Дискретный датчик представлен специальными пластинами, которые определяют степень наполнения емкостей водой. Конструктивно подобные приборы лишены подвижных элементов и механизмов, что обеспечивает их долговечность, надежность и доступность использования. К недостаткам устройств можно отнести обязательный контакт с жидкой средой и восприимчивость к изменению температуры жидкости.
2. Радарный датчик контролирует уровень жидкости за счет сдвига частот, разницы между излучающим и отражающим сигналом. Подобные устройства работают по принципу излучателя и улавливателя электромагнитных волн, благодаря чему они обеспечивают более точный замер.

Приборы радарного типа обладают следующими преимуществами:

• имеют простую и надежную конструкцию;
• не требуют контакта с жидкой средой;
• отличаются устойчивостью к агрессивной среде;
• гарантируют высокий результат.

1. Ультразвуковой датчик конструктивно и функционально схож с предыдущим типом устройств, контроль осуществляется при помощи ультразвукового излучения, которое создается специальным генератором. Он обладает теми же преимуществами, что и радарный аналог, единственное отличие заключается в меньшей точности готового результата.

Правильный выбор датчика уровня

Чтобы правильно выбрать датчик уровня воды в баке, рекомендуется обратить внимание на его ключевые характеристики:

• Каковы конструктивные особенности и назначение прибора, типы веществ, для которых он предназначается.
• Оказывает ли влияние тип материала, из которого изготовлен прибор, на конечные показатели замера.
• Какие схемы преобразования сигналов предусмотрены для эффективной эксплуатации прибора.
• Обеспечивается ли точность получаемых результатов при быстром изменении уровня жидкости.
• Стандартна ли комплектация прибора, имеются ли вспомогательные элементы и указатели для изменения заданных настроек и параметров.
• Какова восприимчивость прибора к внешнему воздействию – вибрациям, электромагнитным излучениям.
• Имеется ли сертификация продукции согласно государственным стандартам.
• Какие гарантийные обязательства даны от производителя или продавца.

Изготовление поплавкового датчика уровня в домашних условиях

Как сделать самодельный датчик уровня воды для использования в пластиковом накопителе? Для изготовления простого устройства потребуются рычаг, открывающий клапан, и поплавковый элемент. Все работы выполняются в следующем порядке:

1. В верхней части готового резервуара поплавковый элемент с рычагом подсоединяется к штоку, который используется для перемещения поршневого цилиндра.
2. Когда вода достигает максимального значения, поплавок воздействует на рычаг, который двигает поршень и обеспечивает закрытие клапана для прекращения доступа воды через нижнюю водонапорную трубу.
3. По мере того как объем воды будет использоваться, поплавок медленно опускается на дно, воздействуя на поршень. Далее происходит открытие клапана и заполнение резервуара жидкостью.

Изготовить датчик уровня воды своими руками под силу любому начинающему мастеру. Устройство подойдет для установки в скважинах, колодцах, насосном оборудовании и водных резервуарах.

Для автоматизации многих производственных процессов необходимо контролировать уровень воды в резервуаре, измерение проводится при помощи специального датчика, подающего сигнал, когда технологическая среда достигнет определенного уровня. Без уровнемеров невозможно обойтись и в быту, яркий пример этому – запорная арматура бачка унитаза или автоматика для отключения насоса скважины. Давайте рассмотрим различные виды датчиков уровня, их конструкцию и принцип работы. Эта информация будет полезной при выборе устройства под определенную задачу или изготовлении датчика своими руками.

Конструкция и принцип действия

Конструктивное исполнение измерительных устройств данного типа определяется следующими параметрами:

• Функциональностью, в зависимости от этого устройства принято делить на сигнализаторы и уровнемеры. Первые отслеживают конкретную точку заполнения резервуара (минимальную или максимальную), вторые осуществляют беспрерывный мониторинг уровня.
• Принципом действия, в его основу может быть положены: гидростатика, электропроводность, магнетизм, оптика, акустика и т.д. Собственно, это основной параметр, определяющий сферу применения.
• Методом измерения (контактный или бесконтактный).

Помимо этого, особенности конструкции определяет характер технологической среды. Одно дело – измерять высоту питьевой воды в баке, другое – проверять наполнение резервуаров для промышленных стоков. В последнем случае необходима соответствующая защита.

Виды датчиков уровня

В зависимости от принципа действия, сигнализаторы принято делить на следующие виды:

• поплавочного типа;
• использующие ультразвуковые волны;
• устройства с емкостным принципом определения уровня;
• электродные;
• радарного типа;
• работающие по гидростатическому принципу.

Поскольку эти типы наиболее распространены, рассмотрим каждый из них в отдельности.

Поплавковый

Это наиболее простой, но, тем не менее, действенный и надежный способ измерения жидкости в баке или другой емкости. С примером реализации можно ознакомиться на рисунке 2.

Рис. 2. Поплавковый датчик для управления насосом

Конструкция состоит из поплавка с магнитом и двух герконов, установленных в контрольных точках. Кратко опишем принцип действия:

• Емкость опустошается до критического минимума (А на рис. 2), при этом поплавок опускается до уровня, где расположен геркон 2, он включает реле, подающее питание на насос, закачивающий воду из скважины.
• Вода доходит до максимальной отметки, поплавок поднимается до места расположения геркона 1, он срабатывает и реле отключается, соответственно, двигатель насоса прекращает работать.

Такой герконовый сигнализатор сделать самостоятельно довольно просто, а его настройка сводится к установке уровней включения-выключения.

Заметим, что если правильно выбрать материал для поплавка, датчик уровня воды будет работать, даже при наличии слоя пены в резервуаре.

Ультразвуковой

Этот тип измерителей может использоваться как для жидкой, так и сухой среды, при этом у него может быть аналоговый или дискретный выход. То есть, датчик может ограничивать заполнение по достижению определенной точки или отслеживать его постоянно. Устройство включает в себя ультразвуковой излучатель, приемник и контроллер обработки сигнала. Принцип работы сигнализатора продемонстрирован на рисунке 3.

Рис. 3. Принцип работы ультразвукового датчика уровня

Работает система следующим образом:

• излучается ультразвуковой импульс;
• принимается отраженный сигнал;
• анализируется длительность затухания сигнала. Если бак полный, она будет короткой (А рис. 3), а по мере опустошения начнет увеличиваться (В рис. 3).

Ультразвуковой сигнализатор бесконтактный и беспроводной, поэтому он может использоваться даже в агрессивных и взрывоопасных средах. После первичной настройки, такой датчик не требует никакого специализированного обслуживания, а отсутствие подвижных частей существенно продлевает срок эксплуатации.

Электродный

Электродные (кондуктометрические) сигнализаторы позволяют контролировать один или несколько уровней электропроводящей среды (то есть, для измерения наполнения бака дистиллированной водой они не подходят). Пример использования устройства приведен на рисунке 4.

Емкостной

При помощи этих сигнализаторов можно определять максимальное заполнение емкости, причем, в качестве технологической среды могут выступать как жидкость, так и сыпучие вещества смешанного состава (см. рис. 5).

Рис. 5. Емкостной датчик уровня

Принцип работы сигнализатора такой же, как у конденсатора: проводится измерение емкости между пластинами чувствительного элемента. Когда она достигнет порогового значения, подается сигнал на контроллер. В некоторых случаях задействовано исполнение «сухой контакт», то есть уровнемер работает через стенку бака в изоляции от технологической среды.

Данные устройства могут функционировать в широком температурном диапазоне, на них не влияют электромагнитные поля, а срабатывание возможно на большом расстоянии. Такие характеристики существенно расширяют сферу применения вплоть до тяжелых условий эксплуатации.

Радарный

Этот вид сигнализаторов можно действительно назвать универсальным, поскольку он может работать с любой технологической средой, включая агрессивную и взрывоопасную, причем, давление и температура не будут влиять на показания. Пример работы устройства приведен на рисунке ниже.

Измерение уровня радарным датчиком

Устройство излучает радиоволны в узком диапазоне (несколько гигагерц), приемник ловит отраженный сигнал и по времени его задержки определяет наполняемость емкости. На измеряющий датчик не влияет давление, температура или характер технологической среды. Запыленность также не отражается на показаниях, чего не скажешь о лазерных сигнализаторах. Также необходимо отметить высокую точность приборов данного типа, их погрешность составляет не более одного миллиметра.

Гидростатический

Эти сигнализаторы могут измерять как предельное, так и текущее заполнение резервуаров. Их принцип действия продемонстрирован на рисунке 7.

Рисунок 7. Измерение заполнения гиростатическим датчиком

Устройство построено по принципу измерения уровня давления, произведенного столбом жидкости. Приемлемая точность и небольшая стоимость сделали данный вид довольно популярным.

В рамках статьи мы не можем осмотреть все типы сигнализаторов, например, ротационно-флажковых, для определения сыпучих веществ (идет сигнал, когда лепесток вентилятора застрянет в сыпучей среде, предварительно вырыв приямок). Так же нет смысла рассматривать принцип действия радиоизотопных измерителей, тем более рекомендовать их для проверки уровня питьевой воды.

Как выбрать?

Выбор датчика уровня воды в резервуаре зависит от многих факторов, основные из них:

• Состав жидкости. В зависимости от содержания в воде посторонних примесей может меняться плотность и электропроводность раствора, что с большой вероятностью отразится на показаниях.
• Объем резервуара и материал, из которого он изготовлен.
• Функциональное назначение емкости для накопления жидкости.
• Необходимость контролировать минимальный и максимальный уровень, или требуется мониторинг текущего состояния.
• Допустимость интеграции в систему автоматизированного управления.
• Коммутационные возможности устройства.

Это далеко не полный список для выбора измерительных приборов данного типа. Естественно, что для бытового назначения можно существенно сократить критерии отбора, ограничив их объемом резервуара, типом срабатывания и схемой управления. Существенное сокращение требований делает возможным самостоятельное изготовление подобного устройства.

Делаем датчик уровня воды в резервуаре своими руками

Допустим, есть задача автоматизировать работу погружного насоса для водоснабжения дачи. Как правило, вода поступает в накопительную емкость, следовательно, нам необходимо сделать так, чтобы насос автоматически выключался при ее заполнении. Совсем не обязательно для этой цели покупать лазерный или радиолокационный сигнализатор уровня, собственно, никакой приобретать не нужно. Несложная задача требует простого решения, оно показано на рисунке 8.

Схема управления водозабоным насосом

Для решения задачи понадобится магнитный пускатель с катушкой на 220 вольт и два геркона: минимального уровня – на замыкание, максимального – на размыкание. Схема подключения насоса проста и, что немаловажно, безопасна. Принцип работы был описан выше, но повторим его:

• По мере набора воды поплавок с магнитом постепенно поднимается, пока не дойдет до геркона максимального уровня.
• Магнитное поле размыкает геркон, отключая катушку пускателя, что приводит к обесточиванию двигателя.
• По мере расхода воды, поплавок опускается, пока не достигнет минимальной отметки напротив нижнего геркона, его контакты замыкаются, и поступает напряжение на катушку пускателя, подающего напряжение на насос. Такой датчик уровня воды в резервуаре может работать десятилетиями, в отличие от электронной системы управления.

Поговорим и сделаем датчик. Хотя нет. Говорить будем мало – будем делать! И заодно торжественно открываем новый раздел схем для начинающих.

Очень легко и минимум деталей.
Сразу в ход идет довольно простая схема:

Испарения не влияют на точность этих уровнемеров http://www.limaco.ru/ru/production/101/162/

Резисторы.
Транзисторы КТ315Б или аналогичные – это самые распространенные. Аналог – С458
Светодиоды любые 3В.
Отводы в воду изолированный провод с припаянными небольшими железными пластинками (кусочком платы на пример) на концах.

Данный датчик проверен Инженером! Все работает. Если вы сделали доработку – пишите нам, мы её обязательно опубликуем.

тонкости выбора, виды и принцип работ, изготовление своими руками

Для осуществления постоянного контроля над уровнем жидкости в различных бытовых и промышленных резервуарах, а также для своевременной подачи сигналов о регулировании уровня предусмотрено специальное устройство – датчик уровня воды.

Существуют контактные и бесконтактные типы устройств, основные отличия которых заключаются в рабочем механизме.

Не забудь поделиться с друзьями!

Содержание статьи

Основные разновидности приборов

Датчики контроля уровня воды классифицируются в соответствии с их назначением. Устройства применяются для решения следующих задач:

• контроля над изменением уровня жидкости в емкости и сигнализации при превышении допустимого значения;
• запуска сигнализирующего звукового или светового реле в центральном управляющем блоке;
• передачи замеров на дисплей блока управления с определением используемых емкостей;
• поддержания замкнутого цикла контроля над уровнем жидкости в емкости при помощи контроллера и электрического насосного двигателя.

По конструктивным особенностям прибор бывает:

• Бесконтактного типа. Подобные устройства применяются для веществ в вязкой, сыпучей, жидкой или твердой форме. К этой категории относятся дискретные и ультразвуковые датчики.
• Контактного типа. Устройства, предназначенные для установки в резервуаре на внутренней стенке на соответствующей высоте. При достижении водой установленной отметки происходит активация прибора с передачей сигнала. В этой категории представлены поплавковые и гидростатические датчики.

По механизму воздействия регулятор уровня воды в баке бывает:

• поплавковым;
• гидростатическим;
• дискретным;
• радарным;
• ультразвуковым.

Функциональные характеристики основных типов

1. Поплавковый датчик – надежная и эргономичная конструкция устройства, которая комплектуется электрическим реле уровня. Работает датчик по такому принципу: когда уровень воды в баке достиг определенной отметки, жидкость активизирует поплавок. Изменяя положение, поплавок затрагивает реле и способствует замыканию рабочего контакта.

Поплавковые устройства представлены магнитострикционными и дискретными типами. Первый тип отличается дешевизной и простотой эксплуатации, второй – дороговизной, сложностью монтажа и долговечностью, гарантирующей точный контроль уровня воды в баке. Единственный недостаток приборов поплавкового типа – постоянное нахождение в жидкой среде.

2. Гидростатический датчик – чувствительный прибор для измерения давления воды в различных емкостях. Основные его преимущества – долговечность, практичность, эргономичность и доступная стоимость.

Гидростатические измерители постоянно контактируют с жидкой средой, поэтому их практически невозможно эксплуатировать в агрессивных условиях.

3. Дискретный датчик представлен специальными пластинами, которые определяют степень наполнения емкостей водой. Конструктивно подобные приборы лишены подвижных элементов и механизмов, что обеспечивает их долговечность, надежность и доступность использования. К недостаткам устройств можно отнести обязательный контакт с жидкой средой и восприимчивость к изменению температуры жидкости.
4. Радарный датчик контролирует уровень жидкости за счет сдвига частот, разницы между излучающим и отражающим сигналом. Подобные устройства работают по принципу излучателя и улавливателя электромагнитных волн, благодаря чему они обеспечивают более точный замер.

Приборы радарного типа обладают следующими преимуществами:

• имеют простую и надежную конструкцию;
• не требуют контакта с жидкой средой;
• отличаются устойчивостью к агрессивной среде;
• гарантируют высокий результат.

5. Ультразвуковой датчик конструктивно и функционально схож с предыдущим типом устройств, контроль осуществляется при помощи ультразвукового излучения, которое создается специальным генератором. Он обладает теми же преимуществами, что и радарный аналог, единственное отличие заключается в меньшей точности готового результата.

Правильный выбор датчика уровня

Чтобы правильно выбрать датчик уровня воды в баке, рекомендуется обратить внимание на его ключевые характеристики:

• Каковы конструктивные особенности и назначение прибора, типы веществ, для которых он предназначается.
• Оказывает ли влияние тип материала, из которого изготовлен прибор, на конечные показатели замера.
• Какие схемы преобразования сигналов предусмотрены для эффективной эксплуатации прибора.
• Обеспечивается ли точность получаемых результатов при быстром изменении уровня жидкости.
• Стандартна ли комплектация прибора, имеются ли вспомогательные элементы и указатели для изменения заданных настроек и параметров.
• Какова восприимчивость прибора к внешнему воздействию – вибрациям, электромагнитным излучениям.
• Имеется ли сертификация продукции согласно государственным стандартам.
• Какие гарантийные обязательства даны от производителя или продавца.

Изготовление поплавкового датчика уровня в домашних условиях

Как сделать самодельный датчик уровня воды для использования в пластиковом накопителе? Для изготовления простого устройства потребуются рычаг, открывающий клапан, и поплавковый элемент. Все работы выполняются в следующем порядке:

1. В верхней части готового резервуара поплавковый элемент с рычагом подсоединяется к штоку, который используется для перемещения поршневого цилиндра.
2. Когда вода достигает максимального значения, поплавок воздействует на рычаг, который двигает поршень и обеспечивает закрытие клапана для прекращения доступа воды через нижнюю водонапорную трубу.
3. По мере того как объем воды будет использоваться, поплавок медленно опускается на дно, воздействуя на поршень. Далее происходит открытие клапана и заполнение резервуара жидкостью.

Изготовить датчик уровня воды своими руками под силу любому начинающему мастеру. Устройство подойдет для установки в скважинах, колодцах, насосном оборудовании и водных резервуарах.

Датчик уровня жидкости своими руками » Полезные самоделки

Данное устройство было разработано для септика загородного дома, в качестве индикатора, для слежения за уровнем наполнения канализации. Задача была создать надежный датчик, который должен работать в условиях влаги и в разных температурных режимах. В начале, думал применить принцип поплавка в цилиндре, взяв за основу емкость из под силикона (как видно на рисунке возможных вариантов исполнения датчика уровня жидкости). Но, сама жизнь, направляет и подсказывает нужные пути, нужно только уметь осознавать это! Исходя из того, что в моем септике уже имелся вывод канализационных труб на 110мм и на 50мм, решение пришло само по себе. Таким образом, появилась возможность закрепить устройство на 50мм-й трубе, исключив другие варианты крепления. Все материалы должны быть из пластмассы, алюминия, бронзы, нержавейки, и так далее – устойчивыми к среде, к которой вы их собирайтесь применить!

 

 

Принцип работы датчика уровня жидкости основан на магните и герконах. Перемещением магнита вдоль двух герконов, происходит срабатывание датчиков и соответственно свечение светодиодов определенным цветом, указывая о мере заполнения резервуара жидкостью. Я пытался максимально упростить схему изделия, и добился использования всего двух герконов. Также, было важно применить как можно меньше деталей для надежной, долгосрочной эксплуатации.

 

 

Схема датчика уровня жидкости

 

 

Принцип работы датчика уровня жидкости

 

 

Возможные варианты исполнения датчика уровня жидкости

 

По схемам видно, что в нижнем положении поплавка, когда горит зеленый светодиод HL1, задействован 2-йгеркон. То есть уровень жидкости находится ниже поплавка, который ограничен стопором и соответственно магнит замыкает контакты геркона. По мере поднятия уровня жидкости (заполнения резервуара), происходит перемещение магнита и переключение 2-го геркона, который подключает желтый светодиод HL2 и выключает HL1. При достижении критического уровня, магнит задействует 1-й геркон, загорится красный светодиод HL3, а желтый погаснет, оповещая вас о заполнении резервуара. При какой-либо неисправности с поплавком или магнитом, должен будет гореть желтый светодиод (например, опрокидывание поплавка или смешением магнита, поломки стопора, и т.д.). Добавив реле в схему, можно будет применить его в качестве исполнительного устройства для подключения более мощных нагрузок. Также, можно подключить ко 2-у геркону зуммер, для звукового оповещения или мобильный телефон и так далее.

 

 

Питание девайса от любого источника 3-12В. Например от телефонной зарядки с импульсным блоком питания на 5 вольт или двух батареек по 1,5В, также подойдет более компактная на 3В. При этом, надо будет снизить сопротивление резистора R1. Кнопка или выключатель подберите поменьше, хотя можно обойтись и без него, держа индикатор включенным постоянно. Монтаж навесной, в доме, например в электрощите. Заранее проведите проводку (она у меня была уже наготове). Таким образом, можно обойтись очень простой схемотехникой, без микроконтроллеров и т.п. Ведь чем проще – тем надежнее!

Итак, нам понадобится следующие материалы:

— муфта соединительная для канализационных труб ПП d=50mm х2шт.
— заглушка канализационная d=50mm х2шт.
— хомут пластиковый (браслет) х1шт.
— профили пластмассовые U-образные (из мебельной фурнитуры).
— термоусадочный кембрик d=30-40mm, d=3-10mm.
— пластмассовая или текстолитовая пластина =4-6mm.
— заклепки алюминиевые х10шт.
— магнит неодиновый (от жесткого диска компьютера) х1шт.
— герконы 3-хконтактные х2шт.
— кнопка или выключатель низковольтный х1шт.
— резистор 680-1,5к. х1шт.
— светодиоды х3шт.
— провода низковольтные (например для охранной сигнализации, 5-и жильный).
— штекер на 4 ножки (например от диммера для RGB LED).
— термоклей или силикон.
— питание 12В или батарейка на 3В (от компьютера).

 Из инструмента:

— дрель
— фен строительный
— термопистолет
— паяльник
— также другой подручный инструмент, который найдется у любого мастера.

 

 

 

 

 

Изготовление

 

Сперва надо найти все нужные материалы и запастись терпением. У меня работа заняла дня три, включительно разработка и эксперименты. Схему устройства советую сперва испытать, а потом уже собирать. Будьте внимательны при работе с герконами, очень легко разбить стеклянный корпус при сгибании ножек. Используя пластиковый хомут, закрепите герконы термоклеем. Расстояние для них, подберите экспериментально, оно должно обеспечить срабатывание герконов при прохождении магнита. За герметизируйте соединение термоусадкой и термоклеем или силиконом. Готовый браслет одевается на муфту и позволяет регулировку наилучшего положения срабатывания. Также, его легко заменить при неисправности отсоединением штекера. Штекер найдите влагоустойчивый, на четыре или более ножек. Если штекер подвержен воздействию влаги, закройте его термоусадкой или засиликоньте. Можно обойтись и без него, припаяв провода напрямую.

 

 

 

 

Исходя от длины держателя поплавка, зависит ход срабатывания устройства. В моем случае, длина составляет примерно 40см. Профиль поплавка надо нагреть строительным феном и уложить на муфту (это делается быстро), в последствии склеить и соединить заклепками. Получившейся хомут, должен обеспечить легкое вращение относительно муфты с герконами. Сам поплавок, установив заглушки, просто крепится к профилю заклепками. То, что конструкция поплавка имеет определенную гибкость, предотвратит, в дальнейшем его поломку. Также крепится к конструкции неодиновый магнит, так чтобы он находился на расстоянии срабатывания герконов. Просверлив отверстия в муфте, установите стопор поплавка, он нужен для правильного положения срабатывания при работе аппарата.

 

 

 

 

 

Остается лишь одеть собранную конструкцию на трубу и соединить штекер и светодиодный индикатор. Для надежности, можно просверлить сквозное отверстие через муфту и канализационную трубу, засунув в него стопорный, бронзовый шуруп или гвоздик. Данное устройство может быть закреплено и другими способами, например, установив одну заглушку на рабочею муфту и закрепив ее к поверхности резервуара (скажем, для летнего душа).
Ну, вот и все. Надеюсь, оказался Вам полезен. Желаю Вам креативности и упорства в домашних самоделках! «Полезные самоделки».

Florin Matiencu

 

от А до Я, сфера применения

Реле уровня жидкости или реле контроля уровня принято называть прибор, который способен в режиме автомата регулировать объем электропроводящей жидкости. Датчик уровня воды в резервуаре регулирует объем и находит свое широкое применение в схемах автоматики и защиты управления сливными устройствами, а также и при наполнении разного рода резервуаров.

Сигнализатор уровня жидкости, вернее, основные особенности его работы основаны на контролирующих процессах в сфере сопротивления жидкости между погруженными электродами с одинаковыми полюсами. Подобные приборы используют с целью управления работой пускателей насосных установок и клапанов, регулирующих уровень жидкости. Основная же цель датчика уровня воды в скважине – это поддерживать заданный уровень жидкости в емкостях промышленного значения.

Принцип работы реле контроля уровня жидкости

Регулятор уровня воды работает по следующему принципу:

• Жидкость содержит в себе электроды с одинаковыми полюсами, которые по отношению к имеющемуся составу выстраивают определенный уровень сопротивления. Именно он и находится под контролем прибора, например, в скважине. Появляющийся или имеющийся уровень сопротивления и является основным фактором для того, чтобы индикатор уровня жидкости сработал. При этом процессе принято использовать переменное напряжение.

Основные виды реле контроля жидкости

В современных промышленных процессах широкое применение получат следующие виды реле:

1. Одноуровневый сигнализатор уровня воды и других жидкостей.
2. Двухуровневое реле уровня воды.
3. Четырехуровневое реле уровня жидкости.

Первые две разновидности РКУ используют, в большинстве случаев, там, где необходимо поддерживать один и тот же уровень жидкости в резервуаре. В результате работы таких приборов получается эффективно справится с холостым ходом насосов в процессе их работы, что, в свою очередь, увеличивает срок их эксплуатации.

Последний, четырехуровневый датчик используют, как в промышленных, так и в бытовых целях и его основная задача заключается в том, чтобы вовремя подать сигнал в результате создания аварийной ситуации.

Какие бывают датчики?

В зависимости от сферы применения, РКУ могут быть оснащены различными типами датчиков:

• Электродный. Данный тип считается самым надежным и работает в результате касания жидкости, находящейся в емкости, с электродами. В емкости самый короткий электрод играет роль своеобразного уровня, соприкасаясь с которым, жидкость прекращает поступать в резервуар. Электродный датчик уровня воды, который имеет большую длину, отвечает за начало подачи жидкости в резервуар или другую емкость.

• Поплавковый. Данный тип датчика работает по следующему принципу: между двумя опорами на тросе имеется специальное коромысло, которое вращается в условиях возникновения предельных уровней. Такой контроллер уровня жидкости способен включать и выключать насос, однако применяют его в условиях взаимодействия с неагрессивными жидкостями.

• Емкостной датчик или, как его еще принято называть, измеритель уровня воды парометрического типа. Такие датчики способны трансформировать измеряемую величину в изменение емкостного сопротивления.

В зависимости от того, какой датчик будет установлен в применяемом регуляторе уровня воды, будет зависеть и схема самого реле.

Сфера применения

Сфера использования реле контроля уровня жидкости достаточно широка. Проще сказать, что подобные приборы используют везде, где необходимо проконтролировать в режиме автомат уровень имеющейся жидкости. Такие приборы находят свое широкое применение, как в закрытых, так и в открытых емкостях или резервуарах промышленного или бытового назначения.

Так, к примеру, емкостные датчики уровня находят свое широкое применение на производствах, где не обойтись без изменений величин измеряемой жидкости с применением емкостного сопротивления. А датчик измерения уровня жидкости, созданный своими руками, можно применять в бытовых целях, к примеру, в качестве датчика уровня воды в колодце.

Выбираем датчики уровня воды в резервуара и емкостях: виды, принцип действия

Для автоматизации многих производственных процессов необходимо контролировать уровень воды в резервуаре, измерение проводится при помощи специального датчика, подающего сигнал, когда технологическая среда достигнет определенного уровня. Без уровнемеров невозможно обойтись и в быту, яркий пример этому – запорная арматура бачка унитаза или автоматика для отключения насоса скважины. Давайте рассмотрим различные виды датчиков уровня, их конструкцию и принцип работы. Эта информация будет полезной при выборе устройства под определенную задачу или изготовлении датчика своими руками.

Различные виды датчиков уровня

Конструкция и принцип действия

Конструктивное исполнение измерительных устройств данного типа определяется следующими параметрами:

• Функциональностью, в зависимости от этого устройства принято делить на сигнализаторы и уровнемеры. Первые отслеживают конкретную точку заполнения резервуара (минимальную или максимальную), вторые осуществляют беспрерывный мониторинг уровня.
• Принципом действия, в его основу может быть положены: гидростатика, электропроводность, магнетизм, оптика, акустика и т.д. Собственно, это основной параметр, определяющий сферу применения.
• Методом измерения (контактный или бесконтактный).

Помимо этого, особенности конструкции определяет характер технологической среды. Одно дело — измерять высоту питьевой воды в баке, другое — проверять наполнение резервуаров для промышленных стоков. В последнем случае необходима соответствующая защита.

Виды датчиков уровня

В зависимости от принципа действия, сигнализаторы принято делить на следующие виды:

• поплавочного типа;
• использующие ультразвуковые волны;
• устройства с емкостным принципом определения уровня;
• электродные;
• радарного типа;
• работающие по гидростатическому принципу.

Поскольку эти типы наиболее распространены, рассмотрим каждый из них в отдельности.

Поплавковый

Это наиболее простой, но, тем не менее, действенный и надежный способ измерения жидкости в баке или другой емкости. С примером реализации можно ознакомиться на рисунке 2.

Рис. 2. Поплавковый датчик для управления насосом

Конструкция состоит из поплавка с магнитом и двух герконов, установленных в контрольных точках. Кратко опишем принцип действия:

• Емкость опустошается до критического минимума (А на рис. 2), при этом поплавок опускается до уровня, где расположен геркон 2, он включает реле, подающее питание на насос, закачивающий воду из скважины.
• Вода доходит до максимальной отметки, поплавок поднимается до места расположения геркона 1, он срабатывает и реле отключается, соответственно, двигатель насоса прекращает работать.

Такой герконовый сигнализатор сделать самостоятельно довольно просто, а его настройка сводится к установке уровней включения-выключения.

Заметим, что если правильно выбрать материал для поплавка, датчик уровня воды будет работать, даже при наличии слоя пены в резервуаре.

Ультразвуковой

Этот тип измерителей может использоваться как для жидкой, так и сухой среды, при этом у него может быть аналоговый или дискретный выход. То есть, датчик может ограничивать заполнение по достижению определенной точки или отслеживать его постоянно. Устройство включает в себя ультразвуковой излучатель, приемник и контроллер обработки сигнала. Принцип работы сигнализатора продемонстрирован на рисунке 3.

Рис. 3. Принцип работы ультразвукового датчика уровня

Работает система следующим образом:

• излучается ультразвуковой импульс;
• принимается отраженный сигнал;
• анализируется длительность затухания сигнала. Если бак полный, она будет короткой (А рис. 3), а по мере опустошения начнет увеличиваться (В рис. 3).

Ультразвуковой сигнализатор бесконтактный и беспроводной, поэтому он может использоваться даже в агрессивных и взрывоопасных средах. После первичной настройки, такой датчик не требует никакого специализированного обслуживания, а отсутствие подвижных частей существенно продлевает срок эксплуатации.

Электродный

Электродные (кондуктометрические) сигнализаторы позволяют контролировать один или несколько уровней электропроводящей среды (то есть, для измерения наполнения бака дистиллированной водой они не подходят). Пример использования устройства приведен на рисунке 4.

Рисунок 4. Измерение уровня жидкости кондуктометрическими датчиками

В приведенном примере задействован трехуровневый сигнализатор, в котором два электрода контролируют заполнение емкости, а третий является аварийным, для включения режима интенсивной откачки.

Емкостной

При помощи этих сигнализаторов можно определять максимальное заполнение емкости, причем, в качестве технологической среды могут выступать как жидкость, так и сыпучие вещества смешанного состава (см. рис. 5).

Рис. 5. Емкостной датчик уровня

Принцип работы сигнализатора такой же, как у конденсатора: проводится измерение емкости между пластинами чувствительного элемента. Когда она достигнет порогового значения, подается сигнал на контроллер. В некоторых случаях задействовано исполнение «сухой контакт», то есть уровнемер работает через стенку бака в изоляции от технологической среды.

Данные устройства могут функционировать в широком температурном диапазоне, на них не влияют электромагнитные поля, а срабатывание возможно на большом расстоянии. Такие характеристики существенно расширяют сферу применения вплоть до тяжелых условий эксплуатации.

Радарный

Этот вид сигнализаторов можно действительно назвать универсальным, поскольку он может работать с любой технологической средой, включая агрессивную и взрывоопасную, причем, давление и температура не будут влиять на показания. Пример работы устройства приведен на рисунке ниже.

Измерение уровня радарным датчиком

Устройство излучает радиоволны в узком диапазоне (несколько гигагерц), приемник ловит отраженный сигнал и по времени его задержки определяет наполняемость емкости. На измеряющий датчик не влияет давление, температура или характер технологической среды. Запыленность также не отражается на показаниях, чего не скажешь о лазерных сигнализаторах. Также необходимо отметить высокую точность приборов данного типа, их погрешность составляет не более одного миллиметра.

Гидростатический

Эти сигнализаторы могут измерять как предельное, так и текущее заполнение резервуаров. Их принцип действия продемонстрирован на рисунке 7.

Рисунок 7. Измерение заполнения гиростатическим датчиком

Устройство построено по принципу измерения уровня давления, произведенного столбом жидкости. Приемлемая точность и небольшая стоимость сделали данный вид довольно популярным.

В рамках статьи мы не можем осмотреть все типы сигнализаторов, например, ротационно-флажковых, для определения сыпучих веществ (идет сигнал, когда лепесток вентилятора застрянет в сыпучей среде, предварительно вырыв приямок). Так же нет смысла рассматривать принцип действия радиоизотопных измерителей, тем более рекомендовать их для проверки уровня питьевой воды.

Как выбрать?

Выбор датчика уровня воды в резервуаре зависит от многих факторов, основные из них:

• Состав жидкости. В зависимости от содержания в воде посторонних примесей может меняться плотность и электропроводность раствора, что с большой вероятностью отразится на показаниях.
• Объем резервуара и материал, из которого он изготовлен.
• Функциональное назначение емкости для накопления жидкости.
• Необходимость контролировать минимальный и максимальный уровень, или требуется мониторинг текущего состояния.
• Допустимость интеграции в систему автоматизированного управления.
• Коммутационные возможности устройства.

Это далеко не полный список для выбора измерительных приборов данного типа. Естественно, что для бытового назначения можно существенно сократить критерии отбора, ограничив их объемом резервуара, типом срабатывания и схемой управления. Существенное сокращение требований делает возможным самостоятельное изготовление подобного устройства.

Делаем датчик уровня воды в резервуаре своими руками

Допустим, есть задача автоматизировать работу погружного насоса для водоснабжения дачи. Как правило, вода поступает в накопительную емкость, следовательно, нам необходимо сделать так, чтобы насос автоматически выключался при ее заполнении. Совсем не обязательно для этой цели покупать лазерный или радиолокационный сигнализатор уровня, собственно, никакой приобретать не нужно. Несложная задача требует простого решения, оно показано на рисунке 8.

Схема управления водозабоным насосом

Для решения задачи понадобится магнитный пускатель с катушкой на 220 вольт и два геркона: минимального уровня — на замыкание, максимального — на размыкание. Схема подключения насоса проста и, что немаловажно, безопасна. Принцип работы был описан выше, но повторим его:

• По мере набора воды поплавок с магнитом постепенно поднимается, пока не дойдет до геркона максимального уровня.
• Магнитное поле размыкает геркон, отключая катушку пускателя, что приводит к обесточиванию двигателя.
• По мере расхода воды, поплавок опускается, пока не достигнет минимальной отметки напротив нижнего геркона, его контакты замыкаются, и поступает напряжение на катушку пускателя, подающего напряжение на насос. Такой датчик уровня воды в резервуаре может работать десятилетиями, в отличие от электронной системы управления.

Taidacent Бесконтактный датчик уровня жидкости Датчик уровня воды Датчик уровня воды с релейным переключателем Реле уровня воды DIY для датчика трубопровода резервуара (нормально открытый, реле 12 В) —

Параметр

Напряжение питания (Vim): 5 В, 12 В, 24 В, Режим выхода: нормально разомкнутый

Электрический ток: 13 мА ，

Выходной ток: DC24V / 2A ，

Время отклика: 500 мс

Рабочая температура: -20 ~ 85 ° C ； Влажность: 5% ~ 100%

Чувствительность сенсора

Наружный диаметр трубы D D≥100 мм, толщина стенки Sense контейнера или стенки трубки L 20 ± 3 мм; Наружный диаметр трубы D 100> D ≥ 80 мм, толщина стенки резервуара Sense или стенки трубки L 15 ± 2 мм; Наружный диаметр трубы D 80> D ≥ 60 мм, толщина стенки резервуара Sense или толщина стенки трубки L 12 ± 1.5мм; Наружный диаметр трубы D 60> D ≥ 40 мм, толщина стенки емкости или трубки Sense L 7 ± 1 мм; Наружный диаметр трубы D 40> D ≥ 30 мм, толщина стенки резервуара Sense или стенки трубки L 5 ± 1 мм; Наружный диаметр трубы D 30> D ≥ 20 мм, толщина стенки емкости или трубки Sense L 3 ± 1 мм; Наружный диаметр трубы D 20> D ≥ 10 мм, толщина стенки резервуара Sense или толщина стенки трубки L 1,5 ± 0,5 мм

Применимый диапазон диаметров трубы: ≥11 мм ，

Точность уровня жидкости: ± 1.5мм

Длина линии: 500 мм (± 10 мм) (оптом можно настроить)

Последовательность клемм: коричневый (положительный вывод питания), желтый (выход сигнала), синий (отрицательный вывод питания), черный (клемма COM)

Материал: огнестойкий материал PC-V0 ，

Водонепроницаемость: P65

Схема аварийной сигнализации простого индикатора уровня воды

Переполнение резервуара для воды — распространенная проблема, которая приводит к расточительному расходу воды.Хотя есть много решений для этого, например, шаровые краны, которые автоматически останавливают поток воды, когда резервуар наполняется. Но, будучи энтузиастом электроники, разве вам не понравится электронное решение для нее? Итак, вот простое и удобное руководство по проекту сигнализации воды DIY , которое поможет вам создать схему, которая будет определять уровень воды и поднимать сигнализацию при заполнении резервуара для воды или заданном уровне.

Эта схема простого транзисторного индикатора уровня воды очень полезна для индикации уровня воды в резервуаре.Каждый раз, когда резервуар наполняется, мы получаем предупреждения на определенных уровнях. Здесь мы создали 4 уровня (низкий, средний, высокий и полный), мы можем создавать сигналы для большего количества уровней. Мы добавили 3 светодиода для обозначения трех начальных уровней (A, B, C) и один зуммер для индикации ПОЛНОГО уровня (D). Когда резервуары полностью заполнены, мы слышим звуковой сигнал от зуммера. Если вы хотите улучшить проект, добавив дисплей и автоматическое управление включением и выключением двигателя, вы можете просто добавить микроконтроллер, такой как Arduino, чтобы определять подмены воды и соответственно управлять дисплеем и двигателем, если вы хотите получить более подробную информацию об этом проекте, вы можете ознакомьтесь с проектом индикатора и контроллера уровня воды на базе Arduino.

Компоненты, необходимые для цепи сигнализации уровня воды

Цепь сигнализации переполнения резервуара для воды

Полную принципиальную схему для проекта сигнализации перелива воды можно найти ниже. Как видите, схема проста и удобна в сборке, поскольку в ней всего несколько основных компонентов, таких как транзисторы, резисторы, светодиоды и зуммер

.

Мы можем рассматривать весь этот контур как 4 небольших контура, каждый для индикации / сигнализации, когда был достигнут определенный уровень (A, B, C, D) воды.

Когда уровень воды достигает точки A, цепь с КРАСНЫМ светодиодом и транзистором Q1 замыкается, и КРАСНЫЙ светодиод светится. Точно так же, когда уровень воды достигает точки B, цепь с ЖЕЛТЫМ светодиодом и транзистором Q2 завершается, и желтый светодиод светится, то же самое происходит с точкой C. И, наконец, когда резервуар заполняется (точка D), цепь с зуммером завершается, и зуммер начинает пищать.

Цепь сигнализации низкого уровня воды — рабочая

Здесь мы используем транзистор (типа NPN) в качестве переключателя.Первоначально на базу транзистора Q1 не подается напряжение, транзистор находится в выключенном состоянии, ток не течет через коллектор и эмиттер, а светодиод не горит (см. Схему ниже, чтобы понять структуру выводов транзистора).

Когда уровень воды достигает точки А в резервуаре, положительная сторона батареи подключается к базе транзистора Q1 через воду. Таким образом, когда положительное напряжение было приложено к базе транзистора Q1, он переходит в состояние ВКЛ, и ток начинает течь от коллектора к эмиттеру.И КРАСНЫЙ светодиод светится.

Вы можете видеть резисторы (R1, R2, R3) на базе каждого транзистора, которые используются для ограничения максимального тока базы. Обычно транзистор полностью переходит в состояние ВКЛ, когда на базу подается напряжение 0,7 В. Также есть резисторы (R4, R5, R6) с каждым из светодиодов, чтобы снизить напряжение на светодиодах, иначе светодиод может взорваться.

То же явление происходит, когда уровень воды достигает точки B. Как только уровень воды достигает точки B, на транзистор Q2 подается положительное напряжение, он включается, и ток начинает течь через ЖЕЛТЫЙ светодиод, и светодиод светится.По тому же принципу, ЗЕЛЕНЫЙ светодиод светится, когда уровень воды достигает точки C.И, наконец, зуммер издает звуковой сигнал, когда уровень воды достигает D.

Обратите внимание, что крайний левый провод в резервуаре должен быть длиннее других четырех проводов в резервуаре, потому что это провод, который подключен к положительному напряжению.

Схема простого указателя уровня воды

В этом проекте мы делаем проект простой схемы указателя уровня воды. Перелив воды является серьезной проблемой, он может создать беспорядок, а также приводит к потере большого количества воды.Но с помощью простого индикатора уровня воды вы можете легко решить эту проблему. Это одна из простейших схем, которую может сделать каждый, знаком он с электроникой или нет.

Эту схему можно построить за несколько минут, и вам понадобится только светодиод, резистор 470 Ом и любая батарея на 5–12 вольт. Чтобы обнаружить воду, используйте два зонда, прикрепите их на желаемом уровне в резервуаре для воды и подключите аккумулятор.

Компоненты оборудования

С.№	Компонент	Значение	Количество
1	Входное питание DC	6 до 12 В	1
2	Датчики	—	2
3	Светодиод	—	1 или 3
4	Резистор	470 Ом	1

Принципиальная схема

Рисунок 1 Рис 2

Рабочее объяснение

Эту схему можно эксплуатировать на любом аккумуляторе напряжением от 5 до 12 вольт.Работа этой схемы довольно проста. Когда вода достигнет желаемого уровня, там будут прикреплены зонды, и вода коснется их. Так как вода является отличным проводником электричества, датчики начнут проводить ток и подавать питание на цепь. Светодиод загорится, давая визуальную индикацию. Со светодиодом всегда используется токоограничивающий резистор, чтобы он не повредился.

Вы можете изменить эту схему, как показано на рисунке 2, подключив к этой схеме три или более светодиодов вместе с резистором и подключив их на разных уровнях резервуара для воды.Таким образом вы можете указать низкий, средний и полный уровень в резервуаре. Поместите щупы на нужный трехуровневый уровень и подключите аккумулятор. Каждый светодиод загорится, когда вода достигнет этого уровня.

Приложения и способы использования

• Резервуары для воды
• Аквариумы
• Бассейны
• Стиральные машины

Сигнализация уровня воды | Повязки Mepits

Перелив воды из резервуаров для воды — частая проблема во всех домах, где люди включают водяной двигатель и забывают выключить его, когда вода наполняется.Детектор уровня воды, простой проект электроники DIY , используется для решения этой проблемы, тем самым обеспечивая экономию воды. Студенты могут реализовать этот проект дешево, без ущерба для производительности детектора уровня.

Работа датчика уровня воды:

Комплект этого простого проекта электроники своими руками состоит из печатной платы, резисторов, конденсаторов, реле, транзисторов, резервуара для воды, зондов, зуммера, светодиода и блока питания в качестве его компонентов.Когда уровень воды достигает максимального уровня, этот индикатор уровня подает звуковой сигнал, тем самым экономя воду. Датчики контура можно закрепить внутри резервуара для воды чуть ниже максимального уровня. Когда уровень воды достигает необходимого уровня, зонды замыкаются. Таким образом, два транзистора начинают проводить ток и тем самым активируют зуммер, светодиод и реле. При фиксации внутри резервуара необходимо следить за тем, чтобы расстояние между зондами было меньше нескольких сантиметров. Используя реле, мы можем подключить сигнализацию переменного тока, если хотите.Требуется источник постоянного тока 12 В, и он очень удобен в использовании.

Когда нет воды до датчиков, цепь будет разомкнута и зуммер не подаст звуковой сигнал. Резисторы в этом простом проекте своими руками используются для управления током. Различные значения сопротивлений обычно используются для ограничения тока, а также для получения желаемого падения напряжения. Основанный на обратном принципе пьезоэлектрического эффекта, зуммер издает звук в цепи. Красный и черный провода зуммера должны быть правильно подключены.Конденсаторы, используемые в этом простом проекте электроники своими руками, накапливают электрический заряд, а затем разряжают его в цепь. Зонды можно легко изготовить, используя два изолированных медно-алюминиевых провода. По крайней мере, при сборке схемы на печатной плате хорошего качества необходимо проявлять осторожность.

Приложения:

• Датчик уровня воды может использоваться в резервуарах для хранения, бойлерах и т. Д. Для определения уровня воды внутри.
Проект электроники детектора уровня воды
• может широко использоваться в промышленности и дома для индикации уровня.

Water Level Detector — это простой проект электроники, сделанный своими руками, который может быть легко реализован студентами и всеми соискателями электроники.

Простые схемы указателя уровня воды (с изображениями)

Указатель уровня воды — это электронная схема, которая показывает различные уровни воды внутри резервуара. Это происходит, когда повышающийся или понижающийся уровень воды входит в контакт с соответствующими датчиками воды, расположенными ступенчато внутри резервуара для воды на разной глубине.

В этом посте мы обсуждаем 2 интересных способа сделать простые схемы индикатора уровня воды с использованием транзисторов, CMOS NOT Gates и некоторых светодиодов. В следующем разделе статей также обсуждается, как обновить схему с помощью реле.

Circuit Objective

В этом блоге есть много сообщений, которые по существу объясняют схемы контроллера уровня воды с конкретными намерениями переключения задействованного мотопомпа при заполнении бака.

Однако есть люди, которым просто требуется указание различных уровней воды в резервуаре, а не устройство автоматического отключения.

Выключение двигателя предпочтительно производить вручную, что считается более надежным и безопасным.

---

Для беспроводного индикатора уровня воды вы можете обратиться к этой статье

---

1) Использование транзисторов

Мы знаем, что недистиллированная вода проводит электричество, хотя и с некоторым сопротивлением. Сопротивление может быть от 100K до 500K, в зависимости от уровня чистоты воды. Это свойство можно эффективно использовать для включения / выключения транзисторов.

Мы используем эту характеристику воды для последовательного переключения базы серии BJT по мере того, как уровень воды повышается и понижается на датчиках, прикрепленных к соответствующим базам транзисторов.

Простая схема для этого может быть визуализирована ниже:

Видеоиллюстрация

Идея настолько проста, насколько это возможно. Положительный вывод источника питания можно увидеть погруженным на самый нижний уровень бака, так что вода контактирует с этим плюсом даже на самом нижнем уровне.Базы соответствующих транзисторов расположены последовательно по глубине резервуара для воды, так что, когда вода заполняет резервуар, он последовательно подключает положительный источник питания к соответствующим базам BJT через повышающийся уровень воды.

Когда это происходит, транзисторы начинают смещаться один за другим, загорая светодиоды коллектора в той же последовательности. Когда вода достигает полного уровня, верхний BC547 сразу же подает звуковой сигнал.

Это помогает пользователю получить четкое представление об уровне воды, а также о том, когда вода достигла уровня перелива.

Список деталей

Все резисторы 1/4 Вт 5%

• 1K = 3 шт.
• 100 Ом = 3 шт.
• BC547 = 3 шт.
• Пьезозуммер = 1 шт.
• КРАСНЫЕ светодиоды 60 = 3 шт.

2) Использование CMOS NOT Gates

Предлагаемая идея схемы уровня воды специально подходит для считывателей вышеуказанного типа, которые удовлетворены только показаниями и хотят выполнить закрывающую часть двигателя вручную в соответствии с показаниями индикатора. и согласно желаемому уровню воды в баке.

1. Схема, представленная здесь, снова очень проста в сборке и включает только одну микросхему 4049 для предполагаемых приложений.
2. IC, как мы все знаем, имеет шесть вентилей НЕ, эти вентили являются простыми инверторами, что означает, что они будут инвертировать любой уровень напряжения на своих входных контактах на прямо противоположный уровень на своем выходном контакте.
3. Итак, если на вход подается положительное значение, на выходе мгновенно возникает отрицательное значение, и наоборот.
4. Высокий входной импеданс вентилей CMOS гарантирует, что потенциал даже при очень низких токах должным образом воспринимается и интерпретируется ими.
5. Идея проста: земля или отрицательное напряжение (точка 0 на рисунке) удерживается в самой нижней части резервуара, так что вода достигает этой точки первой, когда начинает заполняться.
6. По мере того, как уровень воды поднимается выше, он впоследствии вступает в контакт с входами НЕ-ворот, расположенных последовательно вверх.
7. Отрицательное напряжение на дне резервуара протекает через воду и входит в контакт с соответствующими входами затворов.
8. Этот отрицательный потенциал, приложенный к последующим входам вентилей, означает создание противоположного напряжения, то есть положительного потенциала на их выходах, что и происходит.
9. Сгенерированное таким образом положительное напряжение загорается соответствующими светодиодами, показывая, какой вход затвора на каком уровне вступил в контакт с поднимающимся уровнем воды.
10. Клеммы проводов датчика от схемы в виде точек от 0 до 6 могут быть расположены над непроводящей палкой, сделанной из пластика, с латунными головками винтов, установленными в качестве вывода датчика.
11. Светодиодная подсветка дает прямую индикацию уровней воды, поскольку они расположены в калиброванных положениях в резервуаре (см. Принципиальную схему)

Схема выводов IC

Моделирование: грубая имитация обсуждаемой воды Схема индикатора уровня показана ниже. Мы можем видеть, как светодиоды загораются последовательно в ответ на возрастающий уровень воды, соприкасающийся с соответствующими точками датчика внутри резервуара для воды

Список деталей.

• Все светодиодные резисторы — 470 Ом,
• Все входные резисторы затвора — 2M2
• Все конденсаторы — керамические диски 0,1.
• Все ворота CMOS, НЕ Gates
• Все светодиоды красные 5 мм или по желанию производителя.

Прототип, испытанный на практике

Вышеупомянутая схема была успешно построена и протестирована г-ном Э. Рама Мурти, который является одним из постоянных и преданных читателей этого блога. Следующие фотографии построенного прототипа были отправлены им, давайте внимательно исследуем результаты.

Принципиальная схема указателя уровня воды

— Датчик уровня жидкости Проект

Это принципиальная схема простого индикатора уровня воды без коррозии для дома и промышленности. Фактически, с помощью этой схемы можно измерить уровень любых проводящих некоррозионных жидкостей. Схема построена на 5 транзисторных ключах. Каждый транзистор включается для возбуждения соответствующего светодиода, когда на его базу подается ток через воду через электродные зонды.

Один электродный зонд (F) с напряжением 6 В переменного тока размещен на дне резервуара. Остальные датчики устанавливаются поэтапно над нижним датчиком. Когда вода поднимается, база каждого транзистора получает электрическое соединение с 6 В переменного тока через воду и соответствующий зонд. Это, в свою очередь, заставляет транзисторы светиться светодиодом и показывать уровень воды. Концы датчиков индикатора уровня воды в баке подключаются к соответствующим точкам в цепи, как показано на принципиальной схеме.

Изолированный алюминиевый провод с удаленной изоляцией на концах подойдет для датчика. Расположите зонды на трубе из ПВХ по порядку в зависимости от глубины и погрузите ее в резервуар. Напряжение переменного тока используется для предотвращения электролиза на датчиках. Так что эта установка продлится очень долго. Гарантирую как минимум 2 года эксплуатации без обслуживания. Это то, что я получил и продолжаю.

Компоненты

Компонент	Спецификация
Транзистор (от T1 до T5)	BC 548 или 2N2222
Резисторы (от R1 до R5)	2.2K 1/4 Вт
Резисторы (от R6 до R10)	22K 1/4 Вт
Светодиоды (от D1 до D5)	Цвет по вашему выбору

Примечания:

Для источника питания используйте трансформатор с выходом 6 В, 500 мА. Не используйте выпрямитель! Нам нужен чистый AC. Для датчиков используйте высококачественный изолированный алюминиевый провод. Если алюминиевых проводов нет в наличии, попробуйте сталь или олово. Медь хуже всего. Сначала попробуйте схему на макетной плате и, если она не работает должным образом, отрегулируйте значения сопротивления.Это часто необходимо, потому что проводимость воды немного меняется от места к месту. Калибровка уровней простого индикатора уровня воды будет зависеть от жидкости, уровень которой должен быть рассчитан. Типовой номер используемых здесь транзисторов не имеет решающего значения, и любой малосигнальный NPN-транзистор подойдет. Несколько других подходящих номеров типов: BC546, BC107, PN2222, BC337, BF494, ZTX300, BEL187 и т. Д. Схема может быть заключена в пластмассовую коробку с отверстиями для обнаружения светодиодов.

Принципиальная электрическая схема индикатора уровня воды и расположение датчика.

Указатель уровня воды

Это основная форма индикатора уровня воды, используемая для измерения. Если вам нужен полностью автоматический контур контроллера уровня воды, попробуйте эту схему Контроллер уровня воды . Схема полностью построена преимущественно на транзисторах. Чувствительная секция чем-то похожа на эту схему, но есть дополнительная схема для включения насоса, когда уровень воды падает ниже установленного уровня, и насос будет выключен, когда резервуар будет заполнен.Несколько транзисторов, один 555IC и электромагнитное реле используются для реализации блока управления. Схема очень простая, экономичная, надежная и многие ребята успешно ее собрали. Я также работаю над индикатором / контроллером уровня воды поплавкового типа, используя механизм датчика уровня топлива поплавкового типа, используемый в мотоциклах. Секция датчика уровня закончена, и теперь я работаю над схемой управления. Я добавлю схему сюда, как только она будет закончена

Примечание: — Недавно мы разработали гораздо лучшую и полностью функциональную схему контроллера уровня воды с использованием микроконтроллера 8051 .Этот контроллер уровня воды контролирует уровень верхнего резервуара и автоматически включает водяной насос всякий раз, когда уровень опускается ниже установленного предела. Вы можете увидеть схему и попробовать.

DIY — Прототип макетной платы сигнализации уровня воды [Шаг 2]

Отправлено 7 апреля 2016 г.

В этом уроке мы узнаем о компонентах индикатора уровня воды и о том, как успешно завершить схему на макетной плате!

Сначала ознакомьтесь с вводным / финальным видео о продукте. -> ИДТИ

Помните, я сделал это устройство и эти руководства, чтобы помочь людям в странах третьего мира экономить воду. Итак, по большей части я собираюсь пропустить теорию и предысторию частей. Моя цель — заставить схему работать на них как можно быстрее и проще.

Как правило, это первый шаг в любом схемном проекте после схемы, и это проверка всего на макетной плате. Макетная плата не требует пайки, а это значит, что ее можно использовать снова и снова.Это также означает, что вы можете легко исправить любые ошибки, которые возникают на вашем пути.

Посмотреть видеоурок

** полная статья ниже **

Материалы

Я буду перечислять количество деталей, как если бы вы собирались сделать два световых сигнала и один зуммер. Однако вы можете дублировать схему столько раз, сколько захотите, вам просто нужно добавить 1 резистор, 1 транзистор, 1 светодиод и другие провода.

• 2 транзистора bc547
• 2 резистора 220 или 330 Ом
• 2 светодиода (любые цвета)
• Зуммер 1 x 6 В (работа 9 или 12 В)
• Аккумулятор 9 В с подходящим зажимом
• 1 переключатель вкл. / Выкл.
• проводов (несколько коротких соединений главной цепи, 3 более длинных, которые протянутся от коробки до того места, где находится резервуар для воды.Я успешно протестировал схему на длине 10 метров)
• кейс для небольших проектов

Инструменты (не все необходимые для макетирования)

• Паяльник (25-60 Вт)
• Припой (60/40)
• Флюс
• Влажная губка
• Helping Hands (третья рука)
• Breaboard
• Кусачки
• Пинцет (дополнительно)
• Маленькая чашка воды
• Изолента
• Горячий клей (по желанию)
• Термоусадка (необязательно, но рекомендуется)

Процесс

Самый простой способ начать — приобрести детали и использовать этот макет в качестве карты.

3 светодиодных индикатора уровня воды / сигнализация | Макет

Начните с подключения резистора от любой колонки (площадки) к линии питания (красная линия). Подключите вывод коллектора транзистора bc547 к тому же столбцу, что и резистор. Коллекторный контакт — это контакт слева, если плоская часть транзистора обращена к вам.

Затем подключите положительный вывод светодиода к выводу эмиттера, который находится на противоположной стороне. Положительный вывод светодиода всегда будет более длинной ногой, если только кто-то не отрезал ее.Затем возьмите площадку (столбик), на которой находится отрицательная ножка светодиода, и подключите ее к общей (заземляющей) линии с помощью небольшого отрезка провода или перемычки.

Теперь вы можете подключить свой пробник (длинный провод) к базовому выводу транзистора, который является средним выводом. Опустите свободный конец зонда в чашку с водой.

Теперь добавьте еще один зонд к линии питания макета и опустите его свободный конец в чашку или воду. Убедитесь, что этот датчик всегда находится под водой ПЕРЕД любыми другими датчиками.Я предлагаю постучать им до дна емкости.

Теперь вам просто нужно подключить блок питания на 9 В.