Автоматическое управление водяным насосом (К561ЛА7, КТ604АМ)

В сельской местности водопровод есть не всегда и не везде, в лучшем случае водоснабжение из скважины, но чаще и из обычного колодца. Такая система водопровода требует использования накопительной емкости, в которую вода закачивается из колодца.

Для того чтобы поддерживать необходимый запас воды нужно периодически пополнять эту емкость, включая находящийся в колодце водяной погружной насос. Вручную это делать - хлопотно. Лучше эту работу поручить несложному электронному автомату.

Схема автомата изолирована от электросети, поэтому абсолютно безопасна для использования.

Конструкция

Для определения уровня воды в резервуаре используются три щупа из нержавеющего металла (автор использовал три шампура из нержавеющей стали). Два из них опущены на глубину почти до дна резервуара. А один сделан короче, так чтобы контактировал с водой в случае если резервуар заполнен.

Резервуар для воды представляет из себя пластмассовый «еврокуб», в него помещается один кубометр воды. Для установки датчиков в верхней стенке «еврокуба» просверлены три отверстия.

Размеры отверстий нужно сделать немного меньше чем размер пробки из-под винной бутылки. Три такие пробки должны плотно закрывать три отверстия в резервуаре. В пробках прорезаны отверстия малого диаметра под выше указанные самодельные электроды - шампуры (от шашлычного набора).

Длина одного шампура равна примерно одному метру. Два таких электрода будут служить датчиками Е2 и Е3, они опущены почти до дна «еврокуба». Третий шампур укорочен до 15 см - это будет датчик Е1, он контролирует верхний предел заполнения «еврокуба».

Принципиальная схема управления насосом

Когда «еврокуб» пуст, все датчики с водой не контактируют. Напряжение от источника питания через резистор R4 поступает на входы логического элемента D1.3, на них устанавливается логическая единица, при этом на его выходе будет установлен логический ноль. Сигнал с выхода D1.3 поступает на вывод 6 элемента D1.2, образующего вместе с элементом D1.1 обычный RS-триггер с инверсными входами.

Итак, на выводе 6 D1.2 - ноль, триггер также устанавливается в такое состояние когда на выходе D1.1 также ноль, в таком случае на выходе элемента D1.4 возникает логическая единица.

Ток с выхода D1.4 через резистор R6 открывает транзистор VТ1 и подает питание на обмотку реле К1, которое своими контактами подключает насос к электросети.

Принципиальная схема устройства автоматического управления водяным насосом

Рис.1. Принципиальная схема устройства автоматического управления водяным насосом.

Идет процесс накачивания воды в «еврокуб». Сначала погружаются датчики Е2 и Е3. На входах элемента D1.3 устанавливается логический ноль, а на его выходе - логическая единица. RS-триггер, собранный на элементах D1.1 и D1.2, своего состояния не меняет. Как только уровень воды достигает датчика Е1, на выводе 1 D1.1 устанавливается логический ноль.

Теперь RS-триггер переключается и на выходе D1.4 устанавливается логический ноль, транзистор VТ1 закрывается и реле К1 выключает насос. Теперь «Еврокуб» заполнен водою.

В дальнейшем, вода из «еврокуба» расходуется на различные нужды, ее уровень в нем понижается ниже датчика Е1. Напряжение на выводе 1 D1.1 поднимается до логической единицы, но на состояние RS-триггера это никак не влияет. Насос будет включен только тогда, когда «обсохнет» датчик Е3.

Детали и монтаж

Реле К1 - фирмы «Bestar» типа BS-115C-12A-12VDC с обмоткой на 12V и контактами на 240V и 12А. Его можно заменить любым аналогом, полным или функциональным. Если это не полный аналог - потребуется внести изменения в монтаж.

Транзистор КТ604АМ можно заменить на любой - КТ602, КТ603, КТ604 или КТ815. Диоды 1N4004 - любые на напряжение не ниже 400V.

Рис.2. Печатная плата для автомата управления водяным насосом.

Трансформатор Т1 - китайский, неизвестной марки, от разбитого сетевого блока питания с выходным напряжением 12V. Можно подобрать любой аналогичный. Еще вариант - купить дешевый сетевой блок питания на 12V и использовать его вместо схемы питания, которая собрана на T1-VD2-VD5-C2.

Конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 12V. Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К176ЛА7 или ее зарубежным аналогом.

Рис.3. Расположение деталей на печатной плате автомата управления насосом.

Монтажная плата показана на рисунках 2 и 3. Детали можно также разместить на печатной плате, но у автора не оказалось такой возможности, поэтому в качестве основы для платы был использован кусок строительного пластика.

В заготовке были просверлены отверстия согласно рис.2, затем согласно рисунку 3 в них были установлены все компоненты.

Выводы деталей слегка подогнуты, чтобы не вываливались. Для монтажа применена медная проволока от телефонного кабеля. Она была зачищена, облужена, и в соответствии со схемой соединений на рисунке 2 накручена в один-два витка на выводы деталей. После все точки соединения пропаяны.

Конечно, это не так прочно и надежно как печатная плата, но тоже работает если в процессе эксплуатации нет серьезных механических воздействий на монтаж.

Если монтаж выполнять на печатной плате, то нужно рисунок 2 использовать как схему расположения печатных дорожек и монтажных отверстий. Дорожки будут существенно шире чем показано на схеме. Рисунок 3 будет служить как схема расположения деталей.

Налаживание

В принципе, налаживания никакого не требуется. Если все детали исправны и нет ошибок в монтаже - должно заработать сразу. Единственное что может потребовать настройки - это подбор сопротивлений резисторов R2 и R4.

Это нужно в случае если в воде мало примесей и она обладает низкой проводимостью тока, здесь сопротивление этих резисторов придется немного увеличить.

Данный автомат можно также применить для заполнения резервного бака с водой через центральный водопровод, при этом заменив насос на электромагнитный клапан.

Гайсаков В. РК-2016-03.

Литература: Афанасов В. И. «Автомат для сельского водопровода». РК2011, 3.

0 4430 Контроль уровня и количества