Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Простой уровнемер на N-P-N транзисторах

    Простой уровнемер на N-P-N транзисторах


    Привет, уважаемые самоделкины! Долго я не появлялся здесь на сайте. Хочу представить вам самоделку, которая будет (как я думаю) очень полезна на даче.

    У каждого на даче есть какие-нибудь ёмкости с жидкостями: водой для полива, расширительные баки для отопления (которые, как правило, расположены на чердаках), баки для душа и т.д. Во всех этих ёмкостях надо следить за уровнем жидкости. Уровнемеры промышленного производства построены на базе ультразвуковых, инфракрасных и лазерных датчиков и стоят достаточно дорого. Более дешёвыми являются уровнемеры на герконах. Но они обладают существенным недостатком — в них есть механические детали, поэтому есть вероятность их отказа в процессе эксплуатации. Поплавковые контактные датчики — самые дешёвые, но они не позволяют контролировать текущий уровень жидкости в баке, что иногда является необходимым, и в них так же присутствует механика.

    Все, наверное, помнят, что вода является проводником электричества, но токи будут очень малы — их не хватит даже для того, чтобы запитать светодиоды. И я подумал, а что если сделать такой датчик на базе простейшего усилителя на биполярных транзисторах и запитать от него индикаторные светодиоды? Порывшись в Интернете, я нашёл несколько схем чего-то подобного. Кстати, у меня скопилось большое количество балластов от энергосберегающих ламп, от которых я использовал только корпуса. Там стоят транзисторы с n-p-n структурой (в зависимости от мощности лампы либо 13002, либо 13005), которые вполне подойдут для такого усилителя. Там также есть ещё диоды N4007, которые вполне можно использовать для усилителя в качестве шунтирующих цепочек для исключения ложных срабатываний датчика. Принципиальная схема устройства представлена на рисунке.

    Схема работает следующим образом. Общий контакт “0” замыкается с одним из контактов “1”, ”2”, “3” жидкостью. Соответствующий транзистор открывается, и светодиод зажигается. Резисторы в цепи базы транзисторов подобраны так, чтобы ток в эмиттерной цепи составлял порядка 15-16 mA. Номинал резисторов в цепи коллектора колеблется от 500 Om до нескольких kOm. Также в цепь базы подключены шунтирующие цепочки C2VD1, C3VD2, C4VD3. Они служат для защиты от ложных срабатываний от наводок от сети и защиты транзисторов от пробоя. Схема питается от батарейки типа “Крона”.

    Примерная конструкция датчика представлена ниже.

    Металлическая (желательно из нержавейки) труба опущена в бак, где надо контролировать уровень жидкости. К ней подсоединён “0” - электрод. Электроды “1”, “2” и “3” закреплены на трубе через изолирующие прокладки (ПВХ шланг) с помощью хомутиков. Таким образом, меняя положение контактов, можно помещать датчик в любую по глубине ёмкость. Но датчик буду делать, когда перееду на дачу.
    Количество контактов может быть любым (я сделал всего три, так как ёмкость, в которую я буду помещать датчик небольшая — около 30 л). Хочу ещё заметить, что номиналы резисторов рассчитаны на обыкновенную воду из колодца. При использовании данной схемы с другими жидкостями, возможно, потребуется подобрать резисторы в цепи базы.

    Теперь об исполнении. Сперва я собрал макет навесным монтажом и проверил его в действии, замыкая контакты датчика сначала между собой, а затем через воду из-под крана. Всё прекрасно работает.


    Затем занялся платой. Плата выполнена из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм и размерами 35х55 мм. Из-за одной платы я не стал заморачиваться — просто нарисовал эскиз на миллиметровой бумаге и перевёл его на тыльную сторону оной (благо, рисунок хорошо пропечатывается).

    Затем использовал несмываемый маркер Paint Marker для прорисовки дорожек (получилось, правда, немного кривовато, не так как в программе Sprint-Layout).

    Потом протравил плату в хлорном железе.

    Получилось вполне приемлемо. Хотел нанести олово раствором “Жидкое олово”, но раствор сдох. Пришлось лудить по-старинке — паяльником.

    Заполнил плату деталями и пропаял их.


    Ножки светодиодов оставил длинными, так как всё электробарахло, включая распаечные коробки, из которых я собирался делать корпус, лежит на даче, а машина — в гараже там же (чёртов COVID-19, никак не попаду на дачу!). Так что пока пауза.

    Ещё хочу заметить, что обязательно надо встроить выключатель питания (хотя схема потребляет какие-то mA) — иначе будет происходить электролиз воды и эрозия контактов — единственный недостаток данной схемы. Схему хочу применить в баке для нагревания воды для мытья посуды, да и умываться тёпленькой как-то лучше. Впоследствии хочу немного доработать схему, добавив в неё электромагнитное реле, которое будет включать и выключать насос в скважине. Придётся, наверное, применить другие номиналы деталей и источник питания вольт на 12. Тогда схема будет подключена постоянно, и надо подумать, чем заменить контакты на датчике — подойдут титановые (а где их взять-то?). Когда я работал на фирме Королёва, с этим проблем не было. Может, кто знает?
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Фузз Woolly Mammoth для электрогитары

    Радиоприёмник на микросхеме TA8164P

    10
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    9.5
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    9.5
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 9.67 из 10 (голосов: 2 / История оценок)

    Добавить комментарий

    29 комментариев
    Dmitrij
    maxi.mus,

    Шнековый, центробежный... на тихую даже песок идет? Насос повыше поднимать, да хреново дело, если так... Но не должен гнать он песок в тихую, разве что он мелкий совсем.
    У вибры тоже песок клапаный узел будет жрать. Плюс только, что он дешевый.

    А вообще без каких-либо вибраций - это насос. станция с выносным эжектором. Там и фильтр можно на входе в эжектор поставить для отсекания песка.
    «Марти! Думать нужно в четырех измерениях...»
    maxi.mus Автор
    Dmitrij,
    В прошлом году чистил скважину перед консервацией. И какую тихоходку Вы предлагаете? Я что-то не помню таких скважных насосов. Пробовал Беламут ставить - замучился чистить его. Вода идёт поначалу с песочком, насос сразу забивается. Да, вибрационник портит скважину, но альтернативы я не вижу.
    Dmitrij
    Цитата: maxi.mus
    Валерий,
    У меня вибрационник и стоит (Ручеёк). Только сначала у меня надо раскачивать скважину примерно минут 20-30, а потом уже вода идёт чистая (порван фильтр).


    насосик давно вытаскивали? Докачаетесь скоро вибрационником... Тихоходку надо ставить в скважину, всегда будет чистая.
    «Марти! Думать нужно в четырех измерениях...»
    maxi.mus Автор
    Валерий,
    У меня вибрационник и стоит (Ручеёк). Только сначала у меня надо раскачивать скважину примерно минут 20-30, а потом уже вода идёт чистая (порван фильтр).
    Dmitrij
    pogranec,
    аа, на насосе... ну это да
    «Марти! Думать нужно в четырех измерениях...»
    ino53
    R555,
    Да мы духовные братья, тоже хотел предложить эту схему, вариант С.
    R555
    Иван_Похмельев,
    Согласен с Вами. В данной схеме не хватает кое-чего.

    Базы транзисторов, как говорят, "висят". Надо к базе каждого из этих трёх транзисторов подключить высокоомный резистор и его второй вывод подсоединить к земле.

    К тому же, я не совсем уверен, что коэффициента передачи тока данных транзисторов хватит для надёжного их открывания при погружении электродов в любую воду, особенно с малым содержанием солей.

    Я бы подобный сигнализатор сварганил на микросхеме КМОП серии К1561ТЛ1, аналог-импортная 4093. Причём, индикаторов уровня можно было сделать не 3, а 4. В корпусе этой сверхэкономичной микросхемы находятся 4 триггера Шмитта. Будут чётко, скачком переключать выходной уровень. Входное сопротивление этих микросхем очень высокое, намного выше, чем у транзистора, который здесь включён по схеме с ОК. Выходы у этой микросхемы свободно потянут нагрузку в виде светодиодов, выжимать 20 мА не надо. Современные светодиоды ярко светятся и при 5 мА. Работает эта микросхема в диапазоне напряжения питания от 3 до 15 Вольт. В дежурном режиме потребление практически ноль. А вот в данной схеме, от небольшой утечки, влажности, когда светодиоды ещё не горят, может протекать ток, не такой уж и маленький. "Крона" может подсесть.

    Вообще, эта микросхема-одна из моих любимых, я её активно применяю в своих конструкциях. Например, можно сделать генератор импульсов всего на одном её элементе. Кстати он может подавать звуковой сигнал по достижении уровня воды.

    П. С. Автор, возьмите на заметку, что я написал.
    Кто не ошибается, тот не делает ничего.
    pogranec
    Dmitrij,
    Маде ин Чина. С нижним водозабором, не вибрационик, с поплавком в комплекте. А с верхним я там вообще фиг че накачаю. С нижним он хоть раскачивает немного.
    Типа такого.
    Dmitrij
    pogranec,
    это че у тебя за насос такой, который воду выкачал и сгорел? На помпе поплавок стоит... А вибрационник всегда в воде, если даже и выкачает. Какой-то вибрационник с нижним водозабором без поплавка?
    «Марти! Думать нужно в четырех измерениях...»
    pogranec
    Dmitrij,
    Там не шарик контакты замыкает. Там шарик давит на рычажок и рычаг нажимает на концевик. Стоял такой на насосе. Года 3 стоял и потек. В итоге воду насос выкачал, а внутри этого поплавка вода осталось. Так насос и сгорел.
    Dmitrij
    а я такой ставил, года 3 назад или 4 теще... Внутри там ширик, контакты перемыкает.
    Когда уровень вверху, шарик размыкает контакты, когда уровень падает ниже настроенного, шарик скатывается и замыкает контакты. Включает эта штука напрямую дренажную помпу... Так пока и работает безотказно, без регулировок и всяких проблем. В емкости стоит, на чердаке.

    «Марти! Думать нужно в четырех измерениях...»
    Валерий
    Цитата: maxi.mus
    Насосную станцию у меня не поставишь. Глубина скважины 20 м, динамический уровень где-то порядка 8-9 м.

    И почему не поставишь? А если погружной в скважину? А дальше - он качает в ресивер с обычной автоматикой (как на "Гидрофоре". Всё. Кран открыл - вода пошла. Давление упало до заданного нижнего предела - насос подкачал до верхнего и выключился. У меня так "Ручеёк" с колодца теплицу поливает... Старый колодец на участке есть... Так зачем через счётчики из водопровода лить?!))))) В теплице - капельный через таймер.
    А станции самой (ресиверу с автоматикой) глубоко фиолетово, какой именно насос её заполняет.)))))))
    Але нови ностра алис!
    Иван_Похмельев
    Цитата: maxi.mus
    Но он составляет крохи - какие-то мкА
    Это не повод нарушать элементарные принципы электроники и умышленно понижать надёжность срабатывания устройства.
    maxi.mus Автор
    Цитата: Иван_Похмельев
    Цитата: maxi.mus
    Транзисторы открываются, когда на базу поступает сигнал с датчика, и цепочки конденсаторов и диодов здесь ни причём.
    Ладно, не понимаете.(( Задам вопрос по другому: как транзисторы закрываются? Про обратный ток Iкбо не слышали? Куда он стекать будет? У современных транзисторов он крохотный, но он есть. У Вас он стекает через утечки диода и конденсатора.

    Да, ток утечки есть, когда транзисторы закрыты. Но он составляет крохи - какие-то мкА.Валерий,
    Насосную станцию у меня не поставишь. Глубина скважины 20 м, динамический уровень где-то порядка 8-9 м.
    pogranec
    Валерий,
    а поставить обычную насосную станцию?
    наверно не у каждого есть такая возможность.
    На полив стоит бочка под капельку. Колодец выкачивается и бывает очень быстро.
    Отопление открытое с расширительным бачком. Не вижу смысла переделывать.
    Душ из колодца закачиваю. На емкости поплавок для визуального информирования уровня.
    И рад бы насосную станцию, но колодец тонкое место.
    Иван_Похмельев
    Цитата: maxi.mus
    Транзисторы открываются, когда на базу поступает сигнал с датчика, и цепочки конденсаторов и диодов здесь ни причём.
    Ладно, не понимаете.(( Задам вопрос по другому: как транзисторы закрываются? Про обратный ток Iкбо не слышали? Куда он стекать будет? У современных транзисторов он крохотный, но он есть. У Вас он стекает через утечки диода и конденсатора.
    Валерий
    У каждого на даче есть какие-нибудь ёмкости с жидкостями: водой для полива, расширительные баки для отопления (которые, как правило, расположены на чердаках), баки для душа и т.д.

    Вода для полива - в ресивере. Льётся капельно, так что, греть не надо. Отопление - система закрытого типа. Душ - от общего водопровода, а там тоже ресивер с грушей...
    Я к чему?... У меня как-то и мысли не было сразу, с самого начала, делать что-то на даче открытого типа... Может, и Вам проще не изобретать, а поставить обычную насосную станцию?
    Але нови ностра алис!
    maxi.mus Автор
    Pronin,
    Вода из-под обычного крана в Москве (проходит через многоступенчатый фильтр). Так что не думаю, что она содержит соли металлов - во всяком случае я её пью спокойно прямо из крана.

    Иван_Похмельев,
    Транзисторы открываются, когда на базу поступает сигнал с датчика, и цепочки конденсаторов и диодов здесь ни причём. А датчик я пока не собирал (все трубки и трубы на даче, до которой пока не добрался). Думаю, всё будет работать. Кстати, у меня лежат где-то ТВЭЛьные трубки из циркония и нержавейки. Думаю попробовать на них.
    Иван_Похмельев
    Цитата: maxi.mus
    Как так "базы в воздухе болтаются"?
    Да так вот - болтаются.((
    Режим транзисторов по постоянному току по базе не задан. Работа на всяких "левых" эффектах типа утечек диода и конденсатора нормой не является.

    Цитата: maxi.mus
    А насчёт нержавейки... Я думаю, что всё-таки будет потихоньку корродировать. У меня был похожий датчик с электродами из нержавейки
    Промышленные датчики из нержавейки не корродируют. Тут одно из двух: или у Вас электронная часть неправильно спроектирована, или "нержавейка" не та.
    Pronin
    Вы даже ничего не поняли...
    Просто вода очень "грязная", с солями металлов, наверное.
    Транзистор MJE13002 высоковольтный и коэф. Вст. <40 (Не для этой задачи). Будет вода чуть почище - просто не будет работать ваша схема smiles
    maxi.mus Автор
    Pronin,
    В данной самоделки всё работает. На транзисторах 13002 хватает и 2 кОм на базе. Повода к датчику могут быть любой длины (я планирую использовать 4-х жильный телефонный кабель), а схему индикации расположить где-нибудь на щитке гаража. Да, дача - это сложная штука: никак не придумаю автоматику на скважину.
    Pronin
    Хотел замерить R воды из под крана тестером. Значения скачут (и с минусом). Хах, а там потенциал... аж до 0,3в !
    Электрохимия идет. yes
    Тада подсоединил узкие пластинки какой-то нержавейки. R ~1 Мом. Солить не стал...
    Проверил в Multisim - чтобы засветился светик нужно Rводы <200ком и транзистор не самый плохой (BC238) scratch .
    Делал датчик воды в трюме (для катера)... на к561 серии.
    maxi.mus Автор
    Иван_Похмельев,
    Как так "базы в воздухе болтаются"? Да, "косячок" есть один - не поставил точку на резисторе R1. Базы транзисторов через резисторы подключаются к датчику. А насчёт нержавейки... Я думаю, что всё-таки будет потихоньку корродировать. У меня был похожий датчик с электродами из нержавейки - в течении года-двух электроды покрылись плёнкой.
    Иван_Похмельев
    Не надо никакого титана: практически на всех промышленно выпускающихся кондуктометрических датчиках электроды из нержавейки 12Х18Н10Т. Хотите уменьшить ток через датчики - поставьте на входе дарлингтоны. В схеме косячок: базы "в воздухе" болтаются.
    shishkin09
    maxi.mus,
    Контакты из нержавеющей стали, а электролиз током в 100-150 мА, - в пресной воде... думаю и не начнётся...
    maxi.mus Автор
    shishkin09,
    Насчёт звука - согласен. А вот по поводу блока питания: при постоянном включении будет проходить электролиз воды, что, согласитесь, совсем не нужно. А ещё проходит эрозия электродов (недаром я спрашивал "где достать титановые пластины".
    shishkin09
    maxi.mus,
    Если из скважины, - то да... Только лучше от БП питать(крону оставить как резервное питание), и при нижнем уровне звуковое оповещение добавить.
    maxi.mus Автор
    shishkin09,
    Нет, не проще!Так как насос включается в скважине (приходится скачивать часть воды, чтобы она была чистая).
    Плюс - что-то подобное у меня было. И система с поплавком очень ненадёжная - не позволяет контролировать именно УРОВЕНЬ жидкости в резервуаре (это именно то, чего я добивался). А стоит она - ничего (детали-то дармовые).
    shishkin09
    Не проще поставить поплавочный клапан, - как в унитазе? Уровень уменьшился, -вода набирается, уровень в норме, - клапан закрыт... А на счёт применения герконов, - так в автомобилях (уровни жидкостей) используется по сей день...

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Опрос
    А Вы знаете, что на сайте оплачиваются отчеты о создании самоделок?

    Последние комментарии

    Все комментарии