Схема устройства для управления электрическим гидронасосом (CD4011)


Электрические гидронасосы обычно применяются для откачки из подвалов, погребов, хранилищ грунтовых, дождевых вод или для наполнения резервуара, например,наполнения водонапорного котла водой из колодца или скважины.

При этом необходимо обеспечить оптимальный режим насоса, -включать и выключать его вовремя, не давая ему длительное время работать вхолостую и не допуская переполнения резервуара или затопления погреба, подвала.

Принципиальная схема

На рисунке показана очень простая и хорошо проверенная схема автомата, управляющего электронасосом мощностью до 2000W. Автомат контролирует верхний ВД и нижний НД уровни воды и, в зависимости от положения перемычки Л может управлять насосом работающим на откачку воды из погреба или подвала (Л в положении 2-3) или работающим на заполнение резервуара (Л в положении 1-2).

Принципиальная схема устройства управления электрическим гидронасосом

Рис. 1. Принципиальная схема устройства управления электрическим гидронасосом.

Рассмотрим работу автомата по откачке воды из подвала (Л - 2-3). Датчик НД представляет собой прут из нержавеющей стали, размещенный по диаметру пластмассового наконечника входного шланга насоса. Он служит для проверки наличия погружения наконечника шланга в воду.

Датчик ВД так же представляет собой прут из нержавеющей стали, но расположен немного выше, на уровне максимально допустимого заполнения водой.

Средством крепления датчика служит кусок старого пластмассового бампера от автомобиля «ВАЗ-2108» (вообще, можно использовать любую подходящую пластмассовую «штуковину», которую можно жестко закрепить). Точка ОП - старый можно в землю воткнуть прут из «нержавейки», такой как использован для датчиков.

Места подключения проводов к датчикам нужно гидроизолировать, например, покрыв расплавленным битумом до самой изоляции проводов. В противном случае провод очень быстро корродирует и приходит в негодность.

Когда уровень воды доходит до датчика ВД вывод 1 D1.1 через R1 и сопротивление воды соединяется с общим минусом питания, - то есть на него подается логический ноль.

Это приводит к тому, что RS-триггер образованный элементами D1.1 и D1.4 переключается в состояние логической единицы на выходе D1.1.

Напряжение единицы через Л поступает в базовую цепь транзистора VT1, который открывается. В его коллекторной цепи включен индикаторный светодиод HL1, показывающий что насос включен, и светодиод оптопары U1, управляющей симисторным ключом на VS1, подающим питание на насос.

Датчик НД так же находится в воде и создает логической ноль на входах D1.2. Насос включается, и будет работать до тех пор, пока не «обсохнут» оба датчика ВД и НД.

После того как «обсохнет» датчик НД (то есть, наконечник шланга насоса в воду уже не погружен), через резистор R4 на входы элемента D1.2 поступает напряжение уровня логической единицы.

На выходе данного элемента возникает логический ноль и RS-триггер на элементах D1.1 и D1.4 переключается в положение с логическим нулем на выходе D1.1. Ключ на VT1 закрывается и насос выключается, до тех пор, пока вода снова не достигнет датчика ВД. 1-2.

При этом, логика работы автомата будет обратной. Конструкция датчиков в таком варианте зависит от конструкции резервуара, который нужно заполнять.

Если резервуар представляет собой открытую емкость (например, старая ванна), то датчики могут быть расположены на пластмассовой штанге, закрепленной поперечно на верхних краях корпуса резервуара (на бортах ванны). Датчики ВД, НД и ОП в этом случае, - прутки из нержавеющей стали.

ОП - пруток такой длины, что достает до дна резервуара. Длина прутка НД должна быть такой, чтобы его нижний конец был на уровне минимального уровня наполнения резервуара (если вода ниже которого - нужно включать насос). Длина прутка ВД - на уровне максимального заполения резервуара.

Когда резервуар полон все датчики погружены в воду. На вывод 1 D1.1 подан нуль, а на вывод 6 D1.4 - единица с выхода инвертора D1.2. RS-триггер на элементах D1.1 и D1.4 зафиксирован в положении с единицей на выходе D1.1.

При этом на выходе D1.3 -ноль, который через перемычку Л, находящуюся в положении 1-2, поступает на ключ на VT1. Транзистор закрыт, насос выключен.

В процессе опустошения резервуара сначала «обсыхает» датчик ВД, но насос не включается, так как RS-триггер находится в устойчивом положении. Далее, уровень воды опускается настолько, что «обсыхает» датчик НД.

Через R4 на входы элемента D1.2 поступает напряжение логической единицы, а ноль с выхода данного элемента переключает RS-триггер в состояние с логическим нулем на выходе D1.1. На выходе D1.3 появляется единица, которая открывает ключ на VT1. Насос включается, и будет работать до тех пор, пока не погрузится в воду датчик ВД.

Чтобы исключить гальваническую связь между электросетью и водой, управление на симистор подается через оптопару U1, а логическая схема питается от сети через трансформаторный источник на маломощном силовом трансформаторе Т1.

Светодиод HL2 служит индикатором включенного состояния автомата (индикатор наличия напряжения питания). Напряжение питания схемы стабилизировано интегральным стабилизатором А1 на уровне 12V.

Детали

Микросхема К561ЛА7 заменима аналогичной К176ЛА7 или зарубежной типа CD4011. Если предполагается работа только по откачке воды из подвала, можно собрать триггер на микросхеме типа К561ЛА9, у которой есть только три трехвходовых элемента (лишние входы каждого элемента соедините с плюсом питания).

Светодиоды могут быть практически любыми индикаторными, однако сейчас желательно использовать сверхяркие (заметнее).

Схему выходного каскада можно сделать по-другому, например, на реле. В этом случае, ключ на VT1 нужно заменить более мощным ключом, например, сделав его на двух транзисторах КТ315 и КТ815, включив по схеме Дарлингтона (составного транзистора).

В этом случае, если будет использовано достаточно мощное реле, потребуется заменить трансформатор Т1 другим, с соответственно большим выходным током.

При мощности насоса не более 300W симистор может работать без радиатора.

Диодный мост выпрямителя можно заменить другим или собрать мостик на диодах (практически, любых общего назначения, можно даже на КД522 или 1N4148).

Трансформатор питания Т1 - готовый трансформатор китайского производства, типа ALG с вторичной обмоткой на 12V (или 6V+6V) и током 100мА (ток можно и больше, но трансформатор дороже). Такие трансформаторы сейчас встречаются практически во всех магазинах радиодеталей. Но выбирайте осторожно, так как попадается брак с оборванными выводами обмоток.

Подойдет и любой другой трансформатор с вторичной обмоткой на 10-15V при токе не ниже 60mA, например, трансформатор ТВК110Л от старого лампового телевизора.

Тип используемого насоса зависит от того, какую работу нужно производить. Это может быть погружной насос для колодцев или специальный насос для откачки грунтовых вод.

Если нужно откачивать очень небольшое количество воды можно даже использовать насос от стеколомывателя автомобиля. Но это потребует переделки выходного каскада схемы (ключ с реле на выходе) и применения более мощного источника питания, с выходным током не ниже 1 А.

Схему нужно собрать в корпусе, обеспечивающим достаточную гидроизоляцию, так как схема вынуждена работать в условиях повышенной влажности.

Налаживание

Налаживания схемы практически не требуется. Вся настройка сводится к выбору оптимального положения датчиков и их конструкции согласно конкретным задачам.

Климченко А. РК-03-08.


1 45 Управление и контроль
электронасос насос водяной насос управление насосом автоматика уровень жидкости датчик уровня жидкости
Написать комментарий:

cashback