Водата в човешкия живот е най-важният елемент, не без причина, когато се разработва сайт, една от първостепенните задачи на собствениците е да осигурят вода. Както питейни, така и технически. Е, като цяло, във всяко дъщерно стопанство, задачата за съхраняване на вода в контейнери и манипулиране с нея е много често срещана. Тази задача е доста проста, възниква с висока честота. Като се има предвид, че резервоарите за съхранение и изпразване обикновено не са разположени на най-достъпното място, е много полезно да се автоматизират тези процеси.
Има безброй устройства с различна сложност и богатство за този вид цел. Едно множество от тях може да бъде грубо разделено от типа сензори - най-нежната и уязвима част на машината.
Най-простите устройства са със сензори за контакт, като бутони. Очевидни недостатъци - трудно е да се направи този вид сензор надежден и издръжлив - той трябва да работи в условия на много висока влажност, дизайнът съдържа повече или по-малко точни движещи се елементи. Самата машина, като правило, е проста.
Следващото очевидно решение е използването на сензори за близост, към които, обикновено, могат да се причислят и електроди, потопени във вода. С очевидни предимства - надеждността на сензорите, ние имаме много по-сложна и капризна, включително в конфигурацията схема. Често, за надеждна работа на веригата, водата трябва да е с постоянно качество (до температура).
Като вид схема с контактни сензори е използването на запечатани контакти като тръстика превключватели като механични сензори. В същото време датчиците за нивото на водата са доста надеждни - подвижните части са груби и масивни, плътността на електрическата част също е лесна за осигуряване. Управляващите вериги са много прости и не изискват сложна настройка. Сензорът, като правило, е магнит върху плаваща основа и няколко фиксирани тръстикови превключватели наблизо.
Предложената схема е с тръбни превключватели като сензори. Веригата е надеждна, не е сложна за конфигуриране и не е взискателна към точността на елементите. Позволява ви да автоматизирате както събирането на вода в резервоара, така и автоматично изпомпване от него (дренаж). Машината има ръчен режим. Елементната база на устройството е проста и широко достъпна.
Разгледайте схемата на устройството. Елементите са прости, само контакторът K1 е ценен, останалото може да се вземе от електрическия - електронен кошчето.
Помислете за работата на веригата.
И двата тръстикови сензора SF1 и SF2 са включени в основната верига на транзистора VT1. Затварянето на тръстиковия превключвател SF2, служещ като сензор за долното водно ниво, причинява транзистора да се затвори, когато тръстовият превключвател SF1 - сензорът на горното ниво се затвори, транзисторът се отваря. Тиристорната верига VS1 - реле K2 се захранва от пулсиращ ток от токоизправителя на диода VD1. Тиристорът се отваря след отваряне на транзистора. В този случай се активира релето K2, чиито контакти свързват намотката на магнитния стартер К1 към мрежата.
В положение "Автоматично" на превключвателя SA3 възелът работи автоматично и в положение "Ръчно" може да се управлява ръчно чрез стартиране на двигателя на помпата чрез натискане на бутона "Старт" SB1 и спирането му с бутона "Стоп" SB2. Въвеждането на превключвателя SA2 направи възможно осигуряването на работата на машината в режимите „издигане на вода“ и „източване“.
По време на автоматичната работа на устройството в режим на "покачване на водата" при липса на вода в резервоара, тръстиковият превключвател SF2 е отворен, транзисторът VT1 е затворен. Затворените контакти K2.1 включват магнитен стартер K1, така че двойките контакти K1.1 и K1.2 на стартера са затворени - помпата е включена, водата влиза в резервоара. Щом поплавъкът се издигне над тръстиковия превключвател SF2, той ще се отвори, но транзисторът ще остане затворен и помпата ще продължи да пълни резервоара с вода. Когато нивото на водата достигне горната маркировка, тръбният превключвател SF1 се затваря, транзисторът VT1 се отваря и след това тиристорът VS1. Релето K2 ще работи и контактите K2.1 ще изключат магнитния стартер K1 - помпата ще спре.
В същото време монтажът се самозаключва с контакти K2.4. Следователно, когато нивото на водата в резервоара се понижи и тръбният превключвател SF1 се отвори, транзисторът VT1 ще остане отворен. Той ще се затвори в момента, когато превключвателят на тръстиката SF2 се затвори и помпата ще се включи и ще започне процесът на пълнене на резервоара с вода.
В режим "Отводняване" помпата се включва с пълен резервоар и се изключва, когато превключвателят на тръстика SF2 се затвори. Кондензаторът C1 изглажда пулсацията на изправеното напрежение, предотвратявайки вибрациите на арматурата на релето K2.
Препоръчва се използването на тръстикови ключове KEM-2 в устройството. Реле K2 - REN18 (паспорт PX4.564.702). Магнитен стартер K1 - PML - 1000 за ток до 10А. Трансформаторът е направен по магнитната верига Sh9h30. Мрежовата намотка съдържа 5000 оборота на проводник PEV-2 0,08 mm, вторична - 280 оборота на PEV-2 проводник 0,5 (променливото напрежение на празен ход е 13,5 ... 14 V). Резистор R4 за увеличаване на яснотата на работата на машината трябва да бъде намален до 100 ... 200 Ohms [1].
Пистолетът-автомат беше сглобен много бързо (горещо) върху парче шперплат и от най-отпадъчните части и елементи. Имаше неотложна задача да автоматизира избора на вода от импровизиран резервоар със скромен дебит.
Какво беше необходимо за работа.
Инструменти, оборудване.
Основата от шперплат беше нарязана на циркулярен трион, нарязан на размер на крайния махален трион. За монтаж е използван отвертка - пробиване и завинтване на самонарезни винтове, поялник със средна мощност с аксесоари. Ножици за метал. Комплект малки инструменти за електрическа инсталация, сешоар, конструкция или специални за работа с топлинни тръби. Ако е необходимо, защитно покритие от парче дърво - четка, съдове. За производството на датчик за ниво на водата бяха полезни набор от метални и дърводелски инструменти, малък контейнер за направа на бетон, инструмент за маркиране и екструдер за уплътнител.
Материали.
В допълнение към радиоелементите за производството на машината бяха необходими парче дебел шперплат за основата, малко парче от поцинкована стомана, парче DIN шина, монтажна тел, найлонови връзки, крепежни елементи. За производството на сензор за ниво имах нужда от парче пластмасова канализационна тръба за монтаж на открито (оранжево) с диаметър 110 мм, парче тръба от полипропиленова водопроводна тръба, материали за приготвяне на бетон, силиконов уплътнител.
Малки инсталационни елементи - релета, бутони, тиристори, бяха фиксирани върху U-образен корпус, огънат от покрив от поцинкована стомана, вътре бяха удобно поставени няколко малки радио елементи с проводници от тел. Релето по принцип е проектирано така, че да се монтира в специален конектор, така че трябваше да запоя много внимателно. Някои елементи са монтирани директно върху него, релета, контакти.
Големи монтажни елементи с уши или други удобства за механично закрепване те бяха фиксирани с самонарезни винтове, прекъсвач, междинен извод и контактор, имаха елементи за монтаж на DIN шина, част от него беше включена. Самата основа от шперплат, дъската, ако е необходимо, могат да бъдат допълнени със странични стени и подвижен (шарнирен) капак и така да се превърнат в прахоустойчива кутия.
Сензорът за ниво е направен въз основа на размера на резервоара и представлява пластмасов корпус с голям диаметър - от парче мразоустойчива канализационна тръба (оранжев цвят) с диаметър 110 мм. За „закрепване“ на дъното на резервоара, на дъното на тръбата се хвърля бетонен товар, в него, съвместно с корпуса, в единия край се заглушава парче пластмасова полипропиленова тръба. В него са поставени тръстикови превключватели. Извън тръбата, върху плувка с пяна, пръстеновидният магнит плува от динамичната глава. Водата тече свободно в корпуса през много пробити дупки. Самият корпус предпазва магнита върху поплавъка от свързване с друго оборудване на резервоара - помпата, нейните въжета за окачване, захранващ кабел и маркуч.
За да се изключи загубата на бетонен товар от корпуса, няколко дълги поцинковани самонарезни винтове с широки капачки се завинтват в него (кожуха) преди изливането. След бетонирането краищата им, стърчащи навътре, бяха стенирани в бетон.
Поплавъкът е залепен за магнита със силиконов уплътнител, най-доброто му работно положение е нагоре с поплавъка, напротив - понякога тежък магнит се извива и клинове върху тръбата, но ако плува под поплавъка, той се движи плавно и без задръстване зад нивото на водата.
Електрическата част на сензора за ниво - два тръстикови превключватели с окабеляване, са поставени вътре в бяла "суха" тръба. Към изводите на два тръстика превключватели със затварящи (превключващи) контакти, монтажни проводници с подходяща дължина (с определен запас) са споени, спояващите петна се измиват от флюса и се запечатват. Като начало, с метене, на няколко слоя, върху термотрубка. Върху стърчащата част на бялата тръба за всяка двойка проводници се пробиват два отвора един над друг. Чрез тях издърпайте жиците от тръстиковите превключватели. Регулирането на долните и горните нива на водата "на място" се извършва чрез регулиране на дължината на тръстовите превключващи проводници.
Сглобената машина работеше само на щанда - проблемът с липсата на вода беше решен по най-радикалния начин - чрез производство на пълноценна зала за заснемане. В същото време дебитът на пружината се увеличи значително, така че капацитетът на помпата не е достатъчен, за да се извлече капацитета за съхранение. Рискът от „източване“ на вибриращата помпа е сведен до минимум. Машината обаче се съхранява и ще се използва за автоматизиране на събирането на вода в резервоара.
1. Списание „Радио“, № 1, 1992г P. 24.25.