Схема управления насосом дачного водопровода (CD4013A)
Переезжая летом на дачу как-то не хочется отрываться от таких благ цивилизации, как например, водопровод. В моем случае, единственным источником воды служит колодец, довольно глубокий и вода в нем чистая. Но ходить по-воду с коромыслом не хочется, поэтому было решено сделать водопровод на основе погружного гидронасоса BV-0,12, предназначенного для подачи воды из колодцев.
Вариант с накопительной емкостью на чердаке отпал сразу, поэтому было решено просто завести шланг в дом, а там нацепить на него носик от умывальника. При это от вентиля было решено отказаться, потому что практического смысла в нем никакого, - когда насос выключен вода все равно не поступает. А перекрывать воду вентилем, - только создавать для насоса нештатную ситуацию.
Вместо вентиля было решено сначала поставить просто обычный выключатель. Но, в дело вступил «человеческий фактор», городская привычка забывать выключить воду совсем не способствовала комфортному проживанию.
Пришлось призвать на помощь электронику. И сделать такой выключатель для гидронасоса, который управляется одной кнопкой и одним тумблером. Кнопка служит для включения и выключения насоса. Один раз нажал, - насос включился, второй раз нажал - выключился. И так далее.
А тумблер служит для включения функции ограничения продолжительности подачи воды. Если ограничение включено, то после каждого включения насоса, он работает не более 30 секунд. Если, конечно, его не выключить раньше.
Это позволяет, например, помыть руки, и забыть выключить насос без неприятных последствий.
Принципиальная схема
Для включения / выключения служит кнопка S1, переключающая, без фиксации Для выбора режима с ограничением времени работы насоса - переключатель S2, на схеме показан в положение «ограничение выключено». Насос включается электромагнитным реле К1.
Теперь о работе схемы. Для управления включением и выключением насоса используется D-триггер D1.2, включенный делителем частоты на два (инверсный выход соединен с входом «D»). По фронту каждого импульса, поступающего на вход «С» этот триггер в таком включении меняет свое состояние на противоположное.
Если подключить кнопку непосредственно ко входу «С», то состояние триггера D1.2 при каждом нажатии кнопки будет непредсказуемым. Потому что кнопка это механический контакт, а ему свойственен дребезг, и фактически вместо одного импульса формируется множество импульсов, и триггер оказывается в случайном положении.
Хорошо, что в микросхеме К561ТМ2 есть два триггера, и на другом триггере можно сделать подавитель дребезга. Кнопка S1 взята переключающая, а триггер D1.1 работает в режиме RS-триггера (входы С и D не используются).
Теперь при каждом нажатии кнопки S1 на инверсном выходе триггера D1.1 формируется один и только один импульс. Этот импульс поступает на вход «С» триггера D1.2 и каждый раз меняет его состояние на противоположное.
Рис. 1. Принципиальная схема управления насосом дачного водопровода (CD4013A).
Напряжение с прямого выхода триггера D1.2 поступает на ключ на составном транзисторе VT1-VT2. Если там единица, то реле К1 включает насос, если ноль -выключает.
В показанном на схеме положении переключателя S2 ограничение по времени выключено. И триггер D1.2 меняет свое состояние только по сигналу кнопки S1. Ну, еще цепь R7-C1 его предустанавливает в нуль после каждой подачи на схему питания, чтобы после перебоя в электроснабжении насос сам не включился.
Если S2 переключить в противоположное показанному на схеме, положение, то после того как на выходе D1.2 возникает единица (насос включается) конденсатор С2 начинает медленно заряжаться через резистор R4. Примерно через 30 секунд напряжение на нем будет равно логической единице. Это напряжение через S2 поступает на вход «R» триггера D1.2 и сбрасывает его в нулевое положение.
Насос выключается, и чтобы его снова включить, нужно еще раз нажать кнопку S1. Цепь R3-VD1 служит для ускоренной разрядки конденсатора С2 после того, как насос будет выключен.
Детали и печатная плата
Монтаж выполнен на макетной печатной плате. Источник питания, - блок питания для игровой приставки типа «Денди». Приставка давно уже пришла в негодность, а вот блок питания вполне рабочий. На нем написано, что он выдает 9V при токе до 350 mA.
На самом деле, там на выходе напряжение около 11V.
Реле К1 - автомобильное, на 12V, оно хотя и на 12V, но хорошо срабатывает и при напряжении на обмотке 8V и даже меньше. Здесь оно, конечно, работает в нештатном режиме, - коммутирует переменный ток 220V вместо постоянного 12V, но контакты мощные, корпус пластмассовый, вроде все нормально. Хотя, конечно оно и не предназначено для коммутации нагрузки, питающейся от электросети.
Поэтому все же, желательно использовать другое реле, - с контактами на переменный ток 220V.
S1 - кнопка без фиксации. S2 - тумблер. Конденсаторы С2 и C3 на 16V. Время ограничения включенного состояния насоса можно установить подбором сопротивления R4 и емкости С2.
Кукушкин В. А. РК-08-19.