Индикаторът за нивото на водата (сензор) на микроконтролера PIC16F628A е устройство, което ви позволява да контролирате визуално нивото на водата в непрозрачен контейнер. Предлаганото устройство може да бъде полезно за всеки, който има Ваканционен домс летен душ или дача, градина или нещо друго, само ако имаше контейнер с вода. След някои подобрения нивото на водата се оказа от индикатора.

Самият индикатор се състои от две основни части:

1. Сензори за нивото на водата;
2. Електроника, която обработва информацията, получена от сензори.

Сега нека разгледаме по-отблизо всяка от съставните части на индикатора.

Относно схемата.

Индикаторната верига беше сглобена от това, което беше под ръка, и беше разработена като цяло за микроконтролера PIC16F84, но по-късно беше решено да се добави поддръжка за по-евтин и по-достъпен микроконтролер - PIC16F628A.

електрическа схемаиндикатор за нивото на водата (Фигура 1) е толкова прост, колкото пет цента.

Фигура 1 - Схематична диаграма на индикатора за ниво на водата на микроконтролера PIC16F628A

Помислете за основните възли. Сърцето на устройството е микроконтролерът Microchip PIC16F628A. За стабилно захранване, от които са необходими диоден мостов токоизправител, кондензатори и интегрален стабилизатор L7805.

За да се намали напрежението, силно се препоръчва използването на понижаващ трансформатор, който ще осигури необходимата галванична изолация. По-добре е да не инсталирате охлаждащи кондензатори, тъй като съществува риск да бъдете под опасен потенциал на напрежение.

Сензорите са свързани към веригата чрез бариерни резистори.

Четири светодиода показват текущото количество вода в резервоара. В зависимост от това кой сензор се затваря с общ проводник, светодиодът на този сензор ще свети. Целият списък на частите е обобщен в таблица 1.

Таблица 1 - Списък на компонентите за индикатора за ниво на водата на микроконтролера PIC16F628A

Позиционно обозначение	Име	Аналог/замяна
C1, C3	Керамичен кондензатор - 15pFx50V
C2	Електролитен кондензатор - 470mkFh25V
C4	Керамичен кондензатор - 0.1mkFmkFh50V
C5	Електролитен кондензатор - 1000uFx10V
DA1	Интегрален стабилизатор L7805	L78L05
DD1	Микроконтролер PIC16F628A	PIC16F648A, PIC16F84
HL1-HL4	LED 3мм
R1-R5, R11	Резистор 0.125W 5.1 ома	SMD размер 0805
R6-R9	Резистор 0.125W 510 kOhm	SMD размер 0805
R10	Резистор 0.125W 1 kOhm	SMD размер 0805
R12-R15	Резистор 0.125W 180 Ohm	SMD размер 0805
VD1	Диоден мост 1A x 1000V 2W10
XP1-XP4	Щепсел платен
XT1-XT2	Клеморед за 2 контакта.
XT3	Клеморед за 3 контакта.
ZQ1	Кварцов 4MHz тип размер HC49

Относно сензорите.

Като сензори се използват тънки скоби от поцинкована ламарина, които от своя страна са разположени върху пластмасова тръба на определено разстояние една от друга. Тръбата е прикрепена към тежка основа (Фигура 2).

Снимка 2 - Тежка основа за пластмасова тръба със сензори.

Проводниците, свързващи сензорите и веригата, са свързани към скобите (можете да използвате усукана двойка). Цялата конструкция е монтирана в съд с вода. Водата ще доведе до късо съединение на сензорите един към друг. Разстоянията между сензорите се избират произволно. В моя случай контейнерът беше условно разделен на три части и на тръбата беше монтирана скоба на нивото на всяка част. Ако за контейнера е предвиден преливник, тогава последната скоба трябва да бъде монтирана на нивото на преливника.

Дизайнът на сензорите може да бъде различен. Основното нещо е да следвате необходимата последователност.

Как работи.

Този дизайн работи много просто. В самото дъно на тръбата (или на основата) е прикрепена общ проводникза работа със сензори. Всички измервания ще се извършват спрямо този проводник. Водата, която пълни контейнера, постепенно ще започне да затваря общия проводник със сензорите. Първият по ред е сензор 1. Когато общият проводник с него се затвори, тогава първият светодиод ще светне. След това към първия сензор ще бъде добавен втори сензор и вторият светодиод ще се включи, а първият ще се изключи и т.н. Когато възникне късо съединение с четвъртия сензор, четвъртият светодиод ще се включи. Което от своя страна ще мига с честота 2 Hz.

Такъв алгоритъм на работа може лесно да се организира на базата на обикновена логика. Първоначално това беше направено, но поради честите погрешни условия беше решено веригата да се замени с модерно микроконтролерно устройство. Работна програмаза микроконтролера PIC беше написан на асемблер и отстраняване на грешки в програмата MPLab 8.8

Моделиране.

Работата на устройството е моделирана в програмата Proteus, вижте Фигура 3. Моделът е направен за микроконтролер PIC16F84A! Ние внимателно избираме фърмуера.

Фигура 3 - Модел на нивото на водата на микроконтролера.

Относно печатната платка.

Печатна електронна платкасе оказа с размери 55х50 мм (Фигури 4-5 !!! не в мащаб).

Фигура 4 - Печатната платка на индикатора за нивото на водата в резервоара на микроконтролера PIC16F628A (отдолу) не е в мащаб.

Фигура 5 - Печатната платка на индикатора за нивото на водата в резервоара на микроконтролера PIC16F628A (отгоре) не е в мащаб.

Външният вид на индикатора е показан на фигура 6.

Фигура 6 - Готово табло с индикатор за нивото на водата.

Кадър.

Поставих готовата индикаторна верига в случая на малък приемник на фигури 7-8.

Фигура 6 - Готовата платка за индикатор за нивото на водата на микроконтролера PIC16F628A в корпуса на приемника.

Фигура 7 - Бутон за захранване.

Залепих дупките за високоговорителя с лепило и залепих лъскава снимка отпред (фигури 8-9).

Индикатор, сглобен от известни работни части, започва да работи веднага и не се нуждае от настройка.

Фигура 8 - Залепени отвори.

Фигура 9 - преден панелиндикатор за нивото на водата на микроконтролера PIC16F628A.

Видео на устройството.

В резултат на това получихме нелош индикатор за нивото на водата в резервоара на микроконтролера PIC16F628A, който не съдържа оскъдни части, лесен е за производство и не изисква настройка. Добавена е поддръжка за микроконтролери PIC16F84, PIC16F648A. Печатната платка се оказа 55х50 мм. Контейнерът, в който ще бъдат поставени сензорите, не е необходимо да се разваля с допълнителни дупки. Обслужваеми компоненти и добре на всички !!! Благодаря за вниманието.

За производството на сензор или индикатор за нивото на водата в резервоар, цистерна, басейн и друг контейнер можете да използвате микросхемата 4093 (домашна 561TL1) или на микроконтролера Arduino. Да започнем с първия вариант.

Необходими материали за сензора

• 2 чипа 4093;
• 2 гнезда за микросхеми;
• 7 x 500 ома резистори;
• 7 до 2,2 MΩ резистори;
• батерия 9 V;
• гнездо за батерия;
• платка 10 х 5 см;
• 8 месингови винта за сензори;
• двустранна лента или винтове за закрепване на кутията към стената;
• мрежов кабел. Дължината на кабела зависи от разстоянието от резервоара за вода до мястото, където ще бъде разположен дисплея.

И така, основата е CI4093, която има четири елемента. Този проект използва два чипа. Тук имаме портове с по един вход на високо ниво, и други, свързани чрез резистор, осигуряващ високо логическо ниво. Когато в тази логика е поставен нулев входен сигнал, изходът на инвертора ще бъде висок и светодиодът ще светне. Използвани са общо седем от осемте елемента, поради ограничения в кабелната мрежа.

Отстрани има линия от светодиоди с различни цветове, показващи нивото на водата. Червени индикатори - има много малко вода, жълти - резервоарът е наполовина празен, зелен - пълен. Централният голям бутон се използва за свързване на помпата и изпомпване на резервоара.

Схемата работи само при натиснат централен бутон. През останалото време е в режим на готовност. Но дори когато веригата за индикация се задейства, токът е минимален и батериите ще издържат дълго време.

Схема на свързване на сензора

Проводниците минават вътре в тръбите. Опитайте се да поставите сензорите по такъв начин, че водата, навлизаща в полето с помощта на поплавъчен клапан, да не може да премине покрай сензорите. Пясък беше излят в тръбата със сензори, за да се получи желаното тегло.

В сглобен вид веригата е в кутия и се монтира на стената.

Втората версия на веригата на сензора за ниво

Това е напълно функционален контролер за ниво на водата, управляван от Arduino MCU. Веригата показва нивото на водата в резервоара и превключва двигателя, когато нивото на водата падне под зададеното ниво. Той автоматично изключва двигателя, когато резервоарът е пълен. Нивото на водата и други важни данни се показват на LCD 16x2 точки. Във версията на автора веригата контролира нивото на водата в дренажния резервоар (резервоар). Ако нивото на резервоара е ниско, двигателят на помпата няма да се включи, предпазвайки двигателя от празен ход. Допълнително звуков сигналгенерирани, когато нивото в дренажния резервоар е твърде ниско.

Диаграмата на нивото на водата с помощта на контролера Arduino е показана по-горе. Сензорният модул се състои от четири алуминиеви проводника с дължина 1/4, 1/2, 3/4 и пълно ниво в резервоара. Сухите краища на тези проводници са свързани съответно към аналогови входове A1, A2, A3 и A4 на Arduino. Петият проводник се намира на дъното на резервоара. Резисторите R6 - R9 намаляват потенциала на входовете. Сухият край на проводника е свързан към +5V DC. Когато водата докосне определена сонда, електрическа връзкамежду сондата и +5V, защото водата има някаква електропроводимост. В резултат на това през сондата протича ток и този ток се преобразува в пропорционално на него напрежение. Arduino отчита спада на напрежението на всеки от входните резистори, за да усети нивото на водата в резервоара. Транзистор Q1 включва зумера, резистор R5 ограничава базовия ток на Q1. Транзистор Q2 управлява релето. Резистор R3 ограничава базовия ток на Q2. Променливата R2 се използва за регулиране на LCD контраста. резистор R1 ограничава тока чрез своята LED подсветка. Резистор R4 ограничава тока през захранващия светодиод. Пълната програма за контролера Arduino можете да изтеглите тук.

Верига на индикатор за нивото на водата

Понякога трябва да знаете колко вода или друга проводяща течност е останала в затворен съд. Например в метална бъчва, заровена в земята или повдигната на височина, така че да не може да се определи съдържанието й. За да разрешите този проблем, препоръчвам да сглобите верига от обикновен сензор за нивото на водата. Устройството се състои само от няколко радиокомпонента: резистори, транзистори и три светодиода.

Поради променящото се налягане в отоплителната система и нагряването на течността, разширителният варел се отваря, поради което след известно време част от водата извира и това води до спиране на циркулацията на водата и прегряване нагревателни елементи. Това устройство ще покаже, когато нивото на водата падне под сензора.

VT1 и VT2 са почти всички с ниска мощност, BC547, BC337-40 или C9014. IC1- LM358 или 741. Всякакви светодиоди за напрежение 3-4V. Всички резистори са 0.125W.

Транзисторите VT1 и VT2 образуват галванично свързан усилвател. Съпротивлението R2 задава отклонението към основата на втория транзистор и в същото време е натоварването на първия. Резисторът R3 е предназначен за натоварване на VT2.

Ако контактите на устройството са във вода или друга проводима течност, тогава захранващият плюс ще бъде свързан към резистора R1 чрез вода, така че напрежението се подава към основата на транзистора VT1 и той се отключва, докато VT2 остава затворен и неинвертиращият вход на операционния усилвател ще бъде свързан към минуса чрез съпротивлението R3. Изходът на операционния усилвател ще има логическа нула и първият светодиод ще светне, показвайки нормално ниво на водата.

Ако нивото на течността спадне и водният контакт се отвори, тогава преднапрежението на прехода в основата на VT1 ще изчезне и той ще се затвори. Съответно базата VT2 ще бъде свързана към захранващия плюс и той ще се отключи чрез свързване на неинвертиращия вход на оп-усилвателя към плюса и следователно на изхода му се формира ниво на логическа единица, вторият светодиод започва да сигнализира намаляване на нивото на течността.

Индикаторът за нивото на водата може да бъде свързан и към звуковата индикация. Чрез свързване на клемата OUT на индикатора за ниво към изхода на устройството за аудио сигнализация ().

В ролята на сензор са подходящи обичайните два проводника, можете да използвате дебел двужилен проводник, излагайки краищата. Сензор, монтиран на нивото на контрол, от което се нуждаем.

Направи си сам сензор за ниво на водата

Външният вид на сензора за ниво на течността е показан на снимките по-долу. Тел се използва като сонди. от неръждаема стомана, който е запоен към контактите на съединителя, след което това пространство се запълва с уплътнител или лепило.

Три сонди са част от конструкцията: - обща, - включване и - изключване. Изолационни маншети от вътрешна изолация коаксиален кабелголям диаметър. Конструкцията е свързана към блока за автоматизация с помощта на екраниран кабел с две изолирани жила. Екраниращата оплетка е свързана към обща сонда.

Сензор за нивото на течността със звуков сигнал

Като сензор се използват две метални пръчки, потопени в течност. Принципът на работа на преобразувателя се основава на способността на по-голямата част от течностите да провеждат ток. Висока чувствителностПреобразувателят се осигурява чрез използването на CMOS логически микросбор на полеви транзистори с изолиран затвор. Домашният микросбор K561LA7 се състои от четири логически елемента "И-НЕ". Класически генератор е сглобен на DD1.1 и DD1.2 правоъгълни импулсиработещи на честота 3 Hz.

Генераторът, направен на DD1.3 и DD1.4, работи на честота 1 kHz. Ако потопяемият сензор влезе в контакт с течността, контейнерът C1 започва да се зарежда и стартира генератора DD1.1 - DD1.2, който на всеки 350 милисекунди стартира генератора на DD1.3 - DD1.4. Следователно на изхода на радиолюбителския домашен продукт се появява прекъсващ звуков сигнал. Чувствителността може да се регулира чрез избор на съпротивление R1. Колкото по-висока е стойността, толкова по-висока е чувствителността. Капацитет C1 защитава входа с високо съпротивление на микровъзела от възможни смущения.

По-проста версия на схемата:

За да сглобите този сензор за ниво на водата ще ви трябва: полеви транзистор IRF540N или подобен, като IRFZ44N; Всеки активен зумер (биппер); Съпротивление при 1 MΩ; 12V захранване, като батерия.

Принципът на работа на веригата за контрол на нивото на течността е показан във видео инструкцията по-долу:

Целта пред мен беше следната. Има 200-литров резервоар, висок 1 метър с малък, който се предвижда да бъде зашит в импровизиран шкаф, т.е. визуално вижте нивото на водата в него няма да е възможно. Към този резервоар е свързана помпена станция, която след това доставя вода под нормализирано налягане в апартамента.

Съответно, трябва по някакъв начин да видя нивото на водата в резервоара, за да мога да планирам потреблението му при липса на централно водоснабдяване, а също така ми трябва възможност да изключа помпената станция, ако нивото на водата достигне предварително определено минимална стойност, за да се предотврати навлизането на въздух в системата, тъй като това е изпълнено със сериозни последици.

Търсейки подобни решения в нета, попаднах на факта, че по принцип няма проблеми със самия индикатор. Основният проблем беше в сензора за ниво на водата, който в най-простата си форма беше серия от сензори с отделен изход. Така че, ако в сензора са планирани 10 стъпки / деления, тогава трябва да се използват 11-12 проводника за последващото им свързване към индикатора.

Схема и дизайн на сензора за ниво на водата

Такъв брой проводници стана пречка за мен и реших да направя сензор, състоящ се от два проводника, които да бъдат свързани към гъвкав индикатор. Можете да видите веригата на сензора на фигурата по-долу.

Ориз. 1 сензор за ниво на течността

Тук всичко е просто, серия от последователно свързани резистори с променливо съпротивление поради водния стълб, който действа като импровизирани джъмпери. В резултат на това получаваме резистор със съпротивление от 75 kOhm до 1-2 kOhm (водоустойчивост).

Всъщност сензорът е направен от парче пластмасова тръба, изходът е пластмасов тройник с преход към метал, запушен с месингова тапа. Можете да видите технологичните опции за свързване на елементи на снимката по-долу.

Ориз. 2 Снимка на готовия сензор и неговите структурни елементи

По този начин няма нужда да правите куп дупки в резервоара, достатъчно е само един монтажен отвор в самия връх на резервоара, което прави възможно лесното монтиране / демонтиране на сензора, за да се почиства резервоарът периодично от плака и т.н.

Схема и конструкция на индикатора за нивото на водата

Беше решено да се сглоби индикаторът на чипа LM3914, който е специално адаптиран за нашите цели. Тя има способността да задава горни и долни прагове за нивата на входящите напрежения и да показва оставащата разлика в напрежението на 10 светодиода, което прави настройването на цялата структура много лесно.

След много експерименти беше проектирана крайната работна верига, която не прегряваше, лесно се настройваше и превключваше ясно. И така, схемата на индикатора е достъпна по-долу.

Ориз. 3 Индикатор за нивото на течността

Да започнем с храненето. На диаграмата основният източник на захранване е посочен като Bat 1, той може да бъде всеки в рамките на 12 - 18 волта, в моя случай се използва преобразувано захранване за лаптоп с изход от 14 волта. Изисква се и стабилизирано 8-волтово захранване (използвано като еталон за настройка на горното ниво на напрежение). Може да е Кренка или нещо друго, аз имам китайски импулсен преобразувател, който е с размери 1 см х 1 см и заема малко място и не загрява изобщо.

Резистор R13 задава горния праг на напрежението на индикатора (3 - 8 волта), резистор R12 задава долния праг на напрежение на индикатора (0 - 3 волта), резистор R11 задава тока, протичащ през светодиодите (около 12 mA). Транзисторът T1 управлява релето, което от своя страна изключва товара (помпата) в случай на ниско нивовода. Диоди и транзистори могат да бъдат инсталирани всякакви подходящи за токове и напрежения.

Настройката е следната. Свързваме готовия сензор (X1, X2) и с напълно затворена верига (съпротивление близо до 0 Ohm), настройваме горното ниво на напрежение, така че всички светодиоди да светят. След това отваряме сензора и при максимално съпротивление (75 kOhm) задаваме долния праг на напрежението, така че един долен светодиод да свети, а когато една двойка сензорни контакти е затворена, вторият светодиод светва и релето е активиран.

В цифри изглежда така. Взех напрежение от датчика при максимално съпротивление около 2,25 волта, с минимално съпротивление 5,6 волта. На индикатора горният праг е настроен на 5,3 волта, долният праг е настроен на 1,6 волта.

Сега броим. 5,3 - 1,6 / 10 = 0,37 волта на LED стъпка. Тези. за да светне първият светодиод ни трябват 1,6 + 0,37 = 1,97 волта. За да запалите втория светодиод, имате нужда от 1,6 + 0,37 * 2 = 2,34 волта.

Моят сензор даде общо съпротивление от 82kOhm, имам 11 стъпки там. Минималното напрежение от сензора е 14 волта * 20kOhm / (20kOhm + 82kOhm + 20kOhm) \u003d 2,29 волта. Следващата стъпка от сензора ще даде 14 волта * 20 kΩ / (20 kΩ + 75 kΩ + 20 kΩ) \u003d 2,43 волта.

Че. напрежението влиза в коридора и когато водата затвори първия контакт на сензора, вторият светодиод ще светне, релето ще се изключи, свързвайки помпената станция (контактите на релето са нормално затворени) и всичко ще работи правилно. Когато сензорът се отвори, ще наблюдаваме обратния ефект, светодиодът ще изгасне и релето ще се включи, изключвайки товара.

Релето е свързано по такъв начин, че веригата да консумира по-малко енергия в нормалния си режим на работа, а също и в случай на авария, така че да не пречи на нормалната работа на помпата, т.е. изключвайки захранването на индикатора, нашата станция ще продължи да работи, въпреки че всичко ще трябва да се контролира ръчно.

". Случва се, че трябва да разберете колко вода е останала във всеки непрозрачен контейнер. Например цистерна, буре или друго, заровено в земята или повдигнато на високо, така че да не се вижда съдържанието му. Тогава на помощ ще дойде датчик за нивото на водата. Схемата е толкова проста, че дори някой, който току-що е взел поялник, може да я повтори. Състои се само от 10 резистора, 3 транзистора и 3 светодиода.

Нека започнем да изграждаме сензорната верига. Първо изрежете дъската с размери 30 мм на 45 мм. След това ще нарисуваме пистите, както е на снимката. Желателно е да рисувате с боя или лак за нокти. Но имах само маркер под ръка (искам да отбележа, че само перманентен маркер ще свърши работа). Ако рисувате с маркер, най-добре стои маркерът, закупен от магазин за дискове или компютри. След като нарисувате, продължете с ецване.

Отрових се с водороден прекис, тъй като няма железен хлорид или син витриол. Той наля 50 мл 3% водороден прекис, след това сложи 1 супена лъжица сол и 2 супени лъжици лимонена киселина. Разбъркайте, докато всичко се разтвори. С периодично леко поклащане ецвах платката за около 50 минути.

Нека започнем да запояваме веригата. За да направим това, имаме нужда от: 3 резистора 10 kΩ, 3 резистора 1 kΩ, 2 зелени и 1 червен светодиод, 4 резистора 300 Ω. След внимателно запояване на всичко, запоете проводниците и свържете батерията. Нарязваме жиците на всеки 2 сантиметра.

Готов! Сега спускаме жиците в чаша и постепенно наливаме вода. За по-голяма яснота леко оцветих водата. Както можете да видите, всичко работи чудесно.

Когато в чаша има 1/3 вода, свети само червеният светодиод. Когато 2/3 - също свети зелено. И когато чашата се напълни до горния ред, всички светодиоди светят. в моя случай сглобих верига, в която има само 3 светодиода, но можете да направите повече - поне 10. Тогава нивото на водата ще се види по-точно. Бих искал също да добавя, че калъфът е използван изпод коректора. Сглобих диаграмата: bkmz268

Обсъдете статията ИНДИКАТОР ЗА НИВОТО НА ВОДАТА