In molte case e in altri luoghi pubblici viene utilizzata l'acqua sotterranea, che viene pompata fino ai serbatoi sopraelevati mediante pompe dell'acqua controllate da motori elettrici. Il controllo delle pompe è spesso una necessità per evitare sprechi d'acqua.
1. Contattare il controllore del livello dell'acqua
Ecco un semplice circuito per controllare le pompe dell'acqua. Quando il livello dell'acqua in serbatoio sopra la testa supera il livello richiesto, la pompa si spegne automaticamente e interrompe il processo di pompaggio impedendo così il trabocco dell'acqua. Utilizza un relè per interrompere l'alimentazione alla pompa dell'acqua.
Il circuito è costruito utilizzando i seguenti componenti:
- CMOS IC CD4001 : È un versatile CI a 14 pin che contiene 4 porte NOR. Ogni porta NOR ha due ingressi e un'uscita. Quindi l'IC ha 8 pin di ingresso e 4 pin di uscita, un pin Vcc (collegato all'alimentazione di tensione positiva) e un Vss (collegato all'alimentazione negativa). Le sue caratteristiche di base includono - Tensione di alimentazione massima: 15 V, Tensione di alimentazione minima: 3 V, Velocità massima di funzionamento: 4 MHz. Può essere utilizzato in generatori di toni, metal detector ecc.
- Transistor BC547 : È un transistor a giunzione bipolare NPN ed è utilizzato principalmente per scopi di amplificazione e commutazione. Le sue caratteristiche includono un guadagno di corrente massimo di 800. Viene utilizzato in configurazione CE quando utilizzato come amplificatore.
- Batteria : Un'alimentazione CC di 9V viene fornita tramite una batteria per alimentare il circuito.
Il circuito utilizza un CMOS IC CD 4001/4011 per pilotare il relè. La sua porta di ingresso 1 è utilizzata per collegare la sonda per rilevare il livello dell'acqua. Una sonda è collegata al gate 1 dell'IC e l'altra sonda a terra. Quando la sonda A collegata alla porta 1 di IC è flottante, l'ingresso della porta 1 rimane alto e il pin di uscita 4 diventa alto e il transistor del driver del relè conduce. Il relè verrà attivato. L'alimentazione della pompa dell'acqua è collegata tramite il comune e i contatti NO del relè in modo che quando il relè si accende, la pompa dell'acqua funziona. Il LED indica il funzionamento del relè. Quando il livello dell'acqua aumenta e fa contatto con le sonde A e B, l'uscita di IC diventa bassa e il relè si diseccita per interrompere il pompaggio.
Inizialmente quando A e B non sono collegati, cioè il livello dell'acqua è basso, l'ingresso pin1 dell'IC è a livello logico alto e secondo la tabella di verità del gate NOR, l'uscita sul pin3 sarà a livello logico basso. Poiché il pin3 è in cortocircuito sui pin 5 e 6, l'ingresso all'altra porta NOR sarà segnali logici bassi. Ciò fornisce un segnale logico alto al pin di uscita corrispondente 4. Quando la corrente scorre attraverso il resistore alla base del transistor, inizia a condurre e agisce come un interruttore chiuso. Il relè collegato al collettore del transistor si eccita, i contatti NO vengono collegati al contatto comune e la pompa dell'acqua riceve l'alimentazione dalla rete e inizia a funzionare.
Ora quando il livello dell'acqua nel serbatoio sale in modo tale che le sonde A e B siano collegate attraverso l'acqua, la corrente scorre attraverso di esse (poiché l'acqua è un conduttore) ei pin 1 e 2 sono collegati tramite A e B all'alimentazione negativa della batteria .
Il pin di uscita3 è quindi, a livello logico alto, facendo sì che i pin di ingresso dell'altra porta NOR siano a livello logico alto e quindi il corrispondente pin di uscita4 è a livello logico basso. Il transistor viene interrotto a causa della mancanza di corrente di polarizzazione e il relè viene diseccitato corrispondentemente e l'alimentazione al serbatoio d'acqua viene interrotto.
Due. Controllo del livello dell'acqua senza contatto
Oltre alla tecnica discussa sopra, ci può essere un altro modo per controllare il livello dell'acqua nel serbatoio rilevandolo utilizzando la tecnica ad ultrasuoni. A differenza del metodo precedente, questo non ne richiede contatto con il serbatoio dell'acqua .
Il sistema è costituito dalle seguenti parti
- Un alimentatore CC regolato per convertire l'alimentazione CA in tensione CC regolata utilizzando raddrizzatori e filtri a ponte.
- Un modulo ultrasonico composto da un trasmettitore a ultrasuoni e un ricevitore per rilevare le condizioni del livello dell'acqua del serbatoio.
- Un microcontrollore che funge da unità di controllo.
- Un transistor e un'unità MOSFET che forma l'unità di commutazione
- Un relè per controllare l'applicazione di corrente alla pompa
- Una pompa che è il carico
Diagramma a blocchi del controller del livello dell'acqua
Il sensore a ultrasuoni rileva il livello dell'acqua nel serbatoio trasmettendo segnali ultrasonici verso il serbatoio. L'acqua nel serbatoio riflette i segnali ultrasonici, che vengono ricevuti dal ricevitore. Il segnale ultrasonico o sonoro ricevuto viene convertito in impulsi di segnale elettrico che vengono applicati al microcontrollore. Questi impulsi indicano il livello dell'acqua nel serbatoio. Quando il livello dell'acqua scende al di sotto di un certo livello, il modulo ultrasonico fornisce un'indicazione attraverso il segnale elettrico e il microcontrollore di conseguenza porta il transistor in condizione di spegnimento, che a sua volta provoca l'accensione del MOSFET e di conseguenza il relè si eccita e la pompa è acceso. Nel caso in cui il livello dell'acqua sia superiore al livello di soglia, il Microcontrollore spegne di conseguenza il relè tramite la disposizione a transistor e MOSFET, in modo da spegnere la pompa.
3. Un indicatore digitale del livello dell'acqua
Questo sistema viene utilizzato solo per rilevare il livello dell'acqua in un serbatoio e visualizzare la lettura su un display a 7 segmenti.
Qui un circuito stampato costituito da una disposizione parallela di fili conduttori è posto nel serbatoio. Questi fili servono come input per l'encoder prioritario che genera un'uscita BCD in base alle letture dell'ingresso. Il codificatore prioritario pilota una serie di transistor che a loro volta forniscono input al BCD al decodificatore a 7 segmenti che utilizza il segnale BCD per pilotare il display LED a 7 segmenti.
Indicatore intelligente del livello dell'acqua del serbatoio sopraelevato
Quando l'unità di ingresso è collocata nel serbatoio dell'acqua, la corrente scorre attraverso i fili immersi nell'acqua e di conseguenza il numero di ingressi corrispondente è in stato logico alto. L'Encoder riceve questo ingresso e in base al livello di priorità degli ingressi fornisce un codice di uscita digitale corrispondente all'ingresso con la priorità più alta.
Quindi se la corrente scorre attraverso tutti i fili, cioè il serbatoio è pieno, il codice di uscita corrisponderà al livello più alto. Qui l'unità di ingresso o la scala è divisa in 10 livelli da 0 a 9. Nel caso in cui tutti gli ingressi all'encoder siano in stato alto, l'uscita è anche un segnale logico alto che porta tutti i transistor in condizione di ON, in modo che tutti i gli ingressi al BCD al decodificatore a 7 segmenti sono in stato logico basso. Il decodificatore BCD a 7 segmenti funge semplicemente da inverter e quindi fornisce un segnale logico alto in tutta la sua uscita e quindi il livello più alto di 9 viene visualizzato sul display.
