Автоматика для управления дачным водопроводом (К561ЛЕ5)

Обычно дачный водопровод состоит из колодца, накопительного бака и погружного насоса типа «Малыш» или «Ручеёк». Когда вода в накопительном баке заканчивается насос включают выключателем и ждут пока бак наполнится. Затем насос выключают.

Такой способ не очень удобен, потому что нужно сначала сходить посмотреть есть ли в колодце вода, затем подняться на чердак где стоит накопительный бак, включить насос и сидеть ждать, когда бак наполнится.

Принципиальная схема

Здесь приводится совсем несложная схема, полностью автоматизирующая этот процесс. Схема построена на всего одной популярной и недорогой микросхеме - К561ЛЕ5 (или зарубежный аналог типа 4001).

Принципиальная схема автомата управления водопроводным насосом на дачной участке

Рис. 1. Принципиальная схема автомата управления водопроводным насосом на дачной участке.

Схема следит за уровнем воды в баке и в колодце. Если в баке воды мало (на нижнем уровне), а в колодце уровень воды достаточен, - включается насос. Как только вода в баке дойдет до верхнего уровня насос выключается.

Если в колодце воды мало (ниже уровня, необходимого для работы погружного насоса) насос не включается даже если бак пуст. Датчики уровня воды на схеме обозначены как Е1, Е2, ЕЗ, Е4 и Е5. Практически система датчиков сделана из алюминиевого трехжильного провода для электропроводки.

Датчики Е1, Е2 и ЕЗ это как раз такой провод, разделанный на разной длине. Вернее, глубине бака. Провод опущен в бак почти до дна.

Е1 и Е2 - это концы двух его жил, доходящих почти до дна, и там разделанных. ЕЗ - это третья жила обрезанная и разделанная на верхнем уровне воды при заполненном баке.

Е4 и Е5 - это аналогичный, но двухжильный алюминиевый провод, концы которого разделаны на одном уровне, и опущенный в колодец до такого уровня глубины воды, при котором еще допустима работа погружного насоса. Резисторы R1, R2, R3 по сопротивлению подбираются в каждом конкретном случае, в зависимости от состава воды.

Они подбираются так, чтобы при погружении соответствующих датчиков в воду напряжение на соответствующем входе логического элемента микросхемы D1 падало до, примерно, 1...2V. Допустим, бак пуст, а в колодце воды достаточно для работы насоса. В этом случае датчики Е1, Е2 и ЕЗ сухие.

Между нет электропроводной среды - воды. Следовательно, на выводе 5 D1.2 и выводах 1 и 2 D1.1 будут логические единицы. RS-триггер на элементах D1.2 и D1.3 переключится в состояние с нулем на выходе D1.2. Этот ноль поступит на вывод 12 D1.4.

А на второй вход D1.4 поступит ноль от датчика Е4-Е5, потому что в колодце вода есть, и между Е4 и Е5 есть электропроводная среда - вода, сопротивление которой существенно меньше сопротивления резистора R3.

В результате насос включается посредством реле К1. Пока вода набирается в бак насос работает. Как только бак наполнен в воде оказываются все датчики Е1, Е2 и ЕЗ. Поэтому, на выводе 5 D1.2 и выводах 1 и 2 D1.1 будут логические нули. RS-триггер на элементах D1.2 и D1.3 переключится в состояние с единицей на выходе D1.2.

Эта единица поступит на вывод 12 D1.4. И на его выходе установится логический ноль. Реле К1 выключит питание насоса. Если в колодце воды недостаточно, между датчиками Е4 и Е5 нет электропроводной среды. И на вывод 13 D1.4 через резистор R3 поступает напряжение логической единицы.

На выходе будет ноль независимо от того что, на втором входе. Насос не включится ни в коем случае.

Детали

Реле К1 - автомобильное, здесь оно управляет нагрузкой, питающейся от электросети 220V. Можно применить любое другое реле с обмоткой на 12V и соответствующими насосу по мощности контактами.

Ковылев Н. РК-2017-04.

1 104 Автоматика и управление
водяной насос управление насосом автоматическое управление
Комментарии (2):
#1 Виктор Октябрь 24 2017
+1

Этот вопрос для меня был очень актуален.
Проблема состояла в том, что в гараже весной и осенью постоянно заливало смотровую яму.
Нужно было непрерывно откачивать воду из скважины, которую пытался пробить для слоя песка.
Но на глубине 6 м наткнулся на камни, которые похоронили мою идею дренажа в песчаный слой.
Поэтому было принято решение установить в скважине насос типа "Ручеек" для откачивания воды.
Автоматика управления была выполнена подобным образом. Однако эксплуатация в реальных условиях
выявила ряд НО.
Дело в том, что вода в электрическом поле электризуется. Около электрода образуется обедненный слой и резко увеличивается сопротивление участка вода - электрод. В результате настроенная система отказывает.
Это проблему решил частично, на электроды подавалось переменное напряжение. Таким образом электризацию удалось устранить. Но непосредственный контакт с водой делал систему неустойчивой. Варианты с поплавками-магнитами и герконами частично решили проблему. Система проработала несколько лет. Однако грязная вода постоянно "клинила" поплавковую систему.
Проблему решил радикально. Изготовил емкостной датчик уровня воды. Сделал систему управления насосом на базе микропроцессора Arduino Pro Mini. Написал не очень сложную программу управления и проблему решил навсегда. Система управления очень гибкая и позволяет контролировать как достижение верхнего уровня воды, так и нижнего. Можно подключать несколько емкостных датчиков.

#2 Виктор Октябрь 24 2017
0

Систему доработал. Добавил возможность отключения бензогенератора после откачивания воды их скважины. Доработал программу микропроцессора. Это полезно, когда отсутствует электричество. Пришлось доработать электрическую схему бензогенератора.
Теперь все устраивает и работает надежно.

cashback