Контроль уровня воды в аквариуме

June 14, 2010 by admin Комментировать »

Радиоэлектроника – хобби необыкновенно интересное. Оно за­хватывает и уже не отпускает. Но радиоэлектроника не мешает людям любить друг друга, дарить любовь животным, заботиться о младших, уважать старших; скорее наоборот – увлеченный, а зна­чит и созидающий человек, способен дать другим больше, чем тот, который стремится только пользоваться достижениями науки и прогресса.

Однажды наш приятель купил аквариум, рыбок и все сопутст­вующие «причиндалы». За первым аквариумом – второй, третий, четвертый. Рыбам понравилось жить в его доме, и они стали пло­диться. А куда девать мальков? Пришлось создать условия и им.

Когда в доме, офисе, магазине, холле бизнесцентра радуют глаз несколько аквариумов, оснащенных автоматическими устрой­ствами подачи воздуха и фильтрами, актуальным является кон-

троль за чистотой воды в аквариуме, уровнем воды, периодично­стью кормления рыб. Предлагаемое читателям устройство контро­лирует воду в аквариуме, сигнализируя о недостаточном ее уровне и загрязнении. Распространенные сегодня фильтры-компрессоры польского производства и их аналоги стабильно работают годами, если соблюдать основные требования их эксплуатации: корпус фильтра-компрессора должен быть погружен в воду так, чтобы во­да закрывала его верхнюю кромку не менее чем на 30 мм, а фильтрующий элемент необходимо периодически очищать (раз в неделю).

Схема контроля уровня воды в аквариуме представлена на рис. 1.8. Как только поверхность специального зонда покрывается во­дой, импульсы генератора НЧ, реализованного на первом опера­ционном усилителе D1.1, поступают на компаратор (D1.2), усили­ваются и преобразуются в электрический сигнал, управляющий ключевым каскадом на реле К1. В качестве датчика-зонда В1 ис-лользуется отрезок одно- или двухстороннего фольгированного гетинакса (текстолита), размером 20×30 мм, с прорезанной посре­дине дорожкой. Разрез делит проводящую поверхность на два одинаковых сектора, к которым припаиваются многожильные со­единительные провода типа МГТФ. Датчик монтируется на пло­щадке для корма рыбок, а она крепится к стенке аквариума на при­соске. Таким образом, при нормальном уровне воды в аквариуме датчик-зонд погружен в воду и под тяжестью материала (фольги­рованного гетинакса) тяготеет ко дну, но не тонет, поддерживае­мый рамкой кормушки. Если уровень воды спадает, фольгирован-ные контакты площадки осушаются и импульсы через них не про­ходят. Компаратор срабатывает – включает реле сигнализации. Контакты реле могут коммутировать, при необходимости, редуктор полива для автоматического добавления воды в аквариум.

clip_image002

Делитель напряжения R1R2 смещает неинвертирующий вход операционного усилителя, а резистор R3 создает положительную обратную связь между входом и выходом ОУ D1.1. Конденсатор 01 заряжается и разряжается. Поскольку элемент D1.1 включен асимметрично, напряжение на его выходе (выв. 1) в момент за­рядки конденсатора 01 практически близко к нулю. Достигнув по­рога петли гистерезиса, напряжение на обкладках конденсатора 01 начинает спадать – конденсатор разряжается через резистор R4, пока напряжение на его обкладках не достигнет другого поро­гового значения, соответствующего максимальному положитель­ному смещению ОУ. Поскольку напряжения выхода элемента D1.1 инвертировано, резистор R3 ограничивает напряжение сме­щения неинвертирующего входа до нижней точки петли гистере­зиса. Пороговые точки напряжения симметричны к половине на­пряжения питания, имеющемуся на выв. 3 ОУ. С выхода первого ОУ (выв. 1 D1.1) на датчик-зонд поступают электрические им­пульсы прямоугольной формы частотой 0,8… 1 кГц (зависит от номиналов элементов 01, R4). Переходный конденсатор 02 сре­зает часть гармоник НЧ импульсов и задерживает составляющую постоянного тока. Благодаря отсутствию постоянной составляю­щей на контактных площадках датчика-зонда исключается эф­фект электролиза (окисления меди).

Когда датчик-зонд В1 погружен в воду, конденсатор 03 заряжа­ется положительными импульсами, поступающими от НЧ генера­тора D1.1. В заряженном состоянии конденсатор 03 пропускает выпрямленные диодом VD1 импульсы на вход компаратора D1.2. Так как смещение на неинвертирующем входе D1.2 больше, чем пороговое напряжение на инвертирующем входе, то компаратор перебрасывается – на его выходе появляется высокий логический уровень. Транзистор VT1 открывается, реле включается, нормаль­но замкнутые контакты реле К1 размыкаются, нагрузка обесточи­вается.

Когда ток через сектора датчика-зонда не протекает (уровень воды спал), сигнал на неинвертирующем входе D1.2 близок к О -резистор R6 разряжает 03. Выв. 6 D1.2 (инвертирующий вход ОУ) положительно смещен делителем напряжения R7R10 (на схеме не показаны). Компаратор D1.2 выдает на выходе (выв. 7) напряже­ние, близкое к 0. Реле обесточено. Контакты реле К1 (на схеме не показаны) нормально замкнуты. Ток поступает в нагрузку. Благода­ря большому сопротивлению резистора R8 в цепи обратной связи второго ОУ исключены ложные срабатывания компаратора.

Детали схемы. D1 – операционный усилитель КР1401УД5. Переменный резистор R10 типа СП5-1, транзистор VT1 можно заменить на КТ315(Б-Е), КТбОЗ(А-В), КТ815(А, Б). Реле К1 мало­мощное, типа РЭС 15, паспорт (003) на напряжение срабатыва­ния 12 В.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты