En moltes llars i altres llocs públics, s’utilitza aigua subterrània, que es bomba fins als tancs aeris mitjançant bombes d’aigua controlades per motors elèctrics. El control de les bombes és sovint una necessitat per evitar el malbaratament d’aigua.
1. Poseu-vos en contacte amb el controlador de nivell d'aigua
Aquí teniu un circuit senzill per controlar les bombes d’aigua. Quan el nivell de l'aigua al sobre el tanc de capçalera supera el nivell requerit, la bomba s'apaga automàticament i atura el procés de bombament evitant així el sobreeiximent d'aigua. Utilitza un relé per tallar l’alimentació de la bomba d’aigua.
El circuit es construeix utilitzant els components següents:
- IC CMOS CD4001 : És un CI versàtil de 14 pins que conté 4 portes NOR. Cada porta NOR té dues entrades i una sortida. Així, l’IC té 8 pins d’entrada i 4 pins de sortida, un pin Vcc (connectat a una font de tensió positiva) i un Vss (connectat a una font negativa). Entre les seves característiques bàsiques s’inclouen: tensió d’alimentació màxima: 15V, tensió d’alimentació mínima: 3V, velocitat màxima d’operació: 4 MHz. Es pot utilitzar en generadors de tons, detectors de metalls, etc.
- Transistor BC547 : És un transistor de connexió bipolar NPN i s'utilitza principalment per amplificar i canviar. Les seves característiques inclouen un guany de corrent màxim de 800. S’utilitza en configuració CE quan s’utilitza com a amplificador.
- Pila : Es subministra una font de corrent continu de 9V mitjançant una bateria per encendre el circuit.
El circuit utilitza un CD CMOS IC 4001/4011 per accionar el relé. La seva porta d’entrada 1 s’utilitza per connectar la sonda per detectar el nivell de l’aigua. Una sonda està connectada a la porta 1 de l’IC i l’altra sonda a terra. Quan la sonda A connectada a la porta 1 de l’IC està flotant, l’entrada de la porta 1 continua sent alta i el pin de sortida 4 augmenta i el transistor del controlador del relé es condueix. El relé s’activarà. La font d'alimentació de la bomba d'aigua es connecta a través dels contactes comuns i NO del relé de manera que, quan el relé s'encén, la bomba d'aigua funcioni. El LED indica el funcionament del relé. Quan el nivell de l'aigua augmenta i entra en contacte amb les sondes A i B, la sortida de IC es redueix i el relé es desconnecta per aturar el bombament.
Inicialment, quan A i B no estan connectats, és a dir, el nivell de l’aigua és baix, el pin1 d’entrada de l’IC està a la lògica alta i segons la taula de veritat de la porta NOR, la sortida al pin3 estarà a la lògica baixa. Atès que el pin3 està curtcircuitat als pins 5 i 6, per tant, l'entrada a una altra porta NOR serà de senyals lògics baixos. Això dóna un senyal lògic elevat al corresponent pin de sortida 4. Quan el corrent flueix a través de la resistència fins a la base del transistor, comença a conduir-se i actua com un interruptor tancat. El relé connectat al col·lector del transistor s’energia i els contactes NO es connecten al contacte comú i la bomba d’aigua s’alimenta de la xarxa i comença a funcionar.
Ara, quan el nivell de l’aigua augmenta al dipòsit puja de manera que les sondes A i B es connecten a través de l’aigua, hi circula corrent (ja que l’aigua és conductor) i els passadors 1 i 2 es connecten per A i B al subministrament negatiu de la bateria .
El pin3 de sortida està, doncs, a un nivell lògic alt, fent que els pins d'entrada de l'altra porta NOR estiguin a un nivell lògic alt i, per tant, el pin4 de sortida corresponent estigui a un nivell lògic baix. El transistor es talla a causa de la manca de corrent de polarització i el relé es desconnecta corresponentment i la font d'alimentació a la tanc d'aigua queda tallat.
2. Controlador de nivell d'aigua sense contacte
A part de la tècnica comentada anteriorment, hi pot haver una altra manera de controlar el nivell de l’aigua al dipòsit detectant-la mitjançant la tècnica d’ultrasons. A diferència del mètode anterior, això no requereix cap contacte amb el dipòsit d’aigua .
El sistema consta de les següents parts
- Una font d'alimentació de CC regulada per convertir l'alimentació de CA en tensió de CC regulada mitjançant rectificadors de pont i filtres.
- Un mòdul d'ultrasons que consisteix en un transmissor d'ultrasons i un receptor per detectar l'estat del nivell de l'aigua del dipòsit.
- Un microcontrolador que actua com a unitat de control.
- Un transistor i una unitat MOSFET que forma la unitat de commutació
- Un relé per controlar l'aplicació de corrent a la bomba
- Una bomba que és la càrrega
Diagrama de blocs del controlador de nivell d’aigua
El sensor ultrasònic detecta el nivell d’aigua del dipòsit transmetent senyals d’ultrasons cap al dipòsit. L'aigua del dipòsit reflecteix els senyals d'ultrasons que el receptor rep. El senyal sonor o ultrasònic rebut es converteix en impulsos de senyal elèctrics que s’apliquen al microcontrolador. Aquests polsos denoten el nivell d’aigua del dipòsit. A mesura que el nivell de l’aigua disminueix per sota de cert nivell, el mòdul ultrasònic dóna una indicació a través del senyal elèctric i el microcontrolador, en conseqüència, fa que el transistor es trobi apagat, cosa que al seu torn fa que s’encengui el MOSFET i, en conseqüència, el relé s’energia i la bomba s’encén. encès. En cas que el nivell de l'aigua estigui per sobre del nivell llindar, el microcontrolador apaga el relé a través del transistor i la disposició MOSFET, per apagar la bomba.
3. Un indicador digital de nivell d’aigua
Aquest sistema només s’utilitza per detectar el nivell d’aigua d’un dipòsit i mostrar la lectura en una pantalla de 7 segments.
Aquí es col·loca al dipòsit una placa de circuit format per una disposició paral·lela de cables conductors. Aquests cables serveixen d’entrada al codificador de prioritat que genera una sortida BCD basada en les lectures d’entrada. El codificador de prioritat acciona un conjunt de transistors que al seu torn proporcionen entrada al BCD a 7 segments Decoder que utilitza el senyal BCD per accionar la pantalla LED de 7 segments.
Indicador intel·ligent de nivell d'aigua del tanc aeri
Quan la unitat d'entrada es col·loca al dipòsit d'aigua, el corrent flueix a través dels cables immersos en aigua i, per tant, el nombre corresponent d'entrades es troba en estat lògic elevat. El codificador rep aquesta entrada i, en funció del nivell de prioritat de les entrades, proporciona un codi de sortida digital corresponent a l'entrada amb la màxima prioritat.
Per tant, si el corrent flueix a través de tots els cables, és a dir, el tanc està ple, el codi de sortida correspondrà al nivell més alt. Aquí la unitat d’entrada o l’escala es divideixen en 10 nivells de 0 a 9. Si totes les entrades del codificador estan en estat alt, la sortida també és un senyal lògic elevat que condueix tots els transistors a la condició ON, de manera que tots els les entrades al descodificador BCD a 7 segments estan en estat lògic baix. El descodificador de BCD a 7 segments simplement actua com un inversor i, per tant, proporciona un senyal lògic elevat en tota la seva sortida i, per tant, el nivell més alt de 9 es mostra a la pantalla.
