رسم تخطيطي لمستشعر مستوى الماء. مفاتيح التعويم والقصب لمستوى سائل التبريد
لقد قمت بنشر الكثير من المراجعات حول أتمتة داشا ، والعديد منها تميز بالتلاعب بالمياه. غالبًا ما تحتاج إلى معرفة مستوى السائل ، أو حقيقة عدم وجوده. من الملائم استخدام هذه المعلومات في الحرف اليدوية الخاصة بك بهدف التخلص من الإجراءات الروتينية. لمعرفة المستوى ، يستخدم الكثير ، بمن فيهم أنا ، مستشعرات تعويم على مفاتيح القصب ، والمشكلة الرئيسية في استخدامها هي الحاجة إلى عمل ثقوب في الحاوية ، كما ترى ، فهذا لا يضيف موثوقية وتعدد استخدامات الحاوية ، والحفر تليها الختم ليس التلاعب الأكثر متعة. تم تصميم الجهاز قيد المراجعة (والذي ظهر للبيع مؤخرًا) للتخلص من هذا من خلال توفير قابلية التوسع وإعادة تكوين النظام ... دعونا نرى أي نوع من الوحش تحت القطع.
وصلت المستشعرات في غضون 14 يومًا ، وكانت معبأة جيدًا. أجهزة الاستشعار نفسها في أكياس: 
تفريغ: 
طول الدانتيل حوالي 45 سم: 
أبعاد: 
المستشعر خفيف جدا ، الوزن: 
يحتوي الموصل على 4 دبابيس: 
من اليسار الى اليمين:
- بني - طعام
- أصفر - إشارة
- أزرق - الأرض
- الإعداد الأسود
يحتوي المستشعر على مؤشر يجب أن يضيء عند اكتشاف الماء ، حسب وصف البائع. يمكن تشغيل المستشعر في نطاق من 5 إلى 24 فولت ، وهو أمر مريح للغاية. العلبة مقاومة للماء (IP67) ، مما يسمح لك بوضع المستشعر في الشارع أو في غرفة رطبة دون القلق بشأن حمايته. حتى لا يتم قطع الموصل على الفور ، قم بتوصيل الأسلاك النموذجية: 
في داشا لديّ مصدر طاقة قابل للتعديل محلي الصنع مدمج في الحائط ، قم بتوصيل مصدر الطاقة ، 12 فولت: 
نحضره إلى زجاجة ماء ، يضيء المؤشر: 
إذا قمت برفعه فوق مستوى الماء ، ينطفئ المؤشر: 
بالمناسبة ، إذا وضعت يدك عليها ، يضيء المؤشر أيضًا: 
قم بتوصيل المتر المتعدد بأسلاك الطاقة ، وتأكد من أنه يعمل 
التالي: ناقص إلى الأرض ، بالإضافة إلى إشارة الإخراج: 
نحضره إلى الزجاجة ونرى جهد الإمداد عند الإخراج: 
إذا تم سحب المستشعر ، يختفي الجهد عند خرج الإشارة: 
تيار خرج المستشعر في حدود 1-50 مللي أمبير.
يعلن البائع عن قابلية التشغيل عند تشغيله في نطاق 5-24 فولت ، فلنحاول تقليل جهد الإمداد إلى 4 فولت: 
يعمل المستشعر بشكل جيد ، دعنا نحاول خفضه إلى 3 فولت: 
يتيح لنا التشغيل الواثق لأجهزة الاستشعار أن نستنتج أنه تم استخدامها بنجاح مع esp8266 دون أي تحويلات - وهذا خبر سار!
في الفولتية الأخرى ، يعمل المستشعر أيضًا بشكل جيد: 
لم أجرؤ على تجاوز 24 فولت.
لنضع 5 فولت: 
يتفاعل المستشعر مع حقيبته: 
يتفاعل أيضًا من جانب فلين الزجاجة: 
الغراء على الزجاجة بشريط لاصق على الوجهين 3M: 
المستشعر يستجيب بشكل جيد. مع وجود طبقتين من الشريط اللاصق ، لا يعمل المستشعر دائمًا: 
الاستهلاك حوالي 5-6 مللي أمبير: 
وبالطبع ، سنحاول تطبيقه في ظروف حقيقية ، بالعمل مع وحدة التحكم. نأخذ Arduino Nano كوحدة تحكم ، ونضيف أيضًا مؤشر LED ، ونحصل على المجموعة التالية: 
سنقوم بتوصيل مؤشر LED بالدبوس D3 والأرض ، وإخراج إشارة المستشعر بالدبوس A0 (D14 - نظرًا لأننا سنستخدمه في الوضع الرقمي) ، سنقوم أيضًا بتزويد المستشعر بالطاقة من جهاز التحكم: 
نظرًا لأن المستشعر مصمم للمياه ، فمن المهم جدًا حماية نفسك من ارتداد التلامس عند العمل به ، على سبيل المثال ، أثناء الموجات أثناء تشغيل المضخة. سأوضح أيضًا كيفية تنظيم هذه الحماية دون استخدام التأخيرات في البرنامج ، الرمز الفعلي:
// الحالة الحالية لجهاز الاستشعار المنطقي SensorState = false ؛ // تغيير وقت البدء طويل بدون إشارة SensorStartChange = 0 ؛ // فاصل الحرس بين تغييرات الحالة بدون توقيع طويل TIMEOUT = 3000 ؛ // الوقت الحالي بدون توقيع طويل CurrentTime = 0 ؛ إعداد باطل () (// LED هو خرج pinMode (LED_PIN ، OUTPUT) ؛ // لا يوجد ضوء عند الكتابة الرقمية الأولى (LED_PIN ، LOW) ؛ // المستشعر هو إدخال pinMode (SENS_PIN ، INPUT) ؛) الحلقة الفارغة () ( // تعيين الوقت الحالي CurrentTime = millis () ؛ // قراءة المستشعر المنطقي CurrentState = digitalRead (SENS_PIN) ؛ // إذا كانت الحالة الحالية للمستشعر تختلف عن الحالة التي تمت قراءتها إذا (CurrentState! = SensorState) (// إذا كان لم يبدأ مؤقت تغيير الحالة ، ابدأ إذا (SensorStartChange == 0) SensorStartChange = CurrentTime ؛ // إذا كانت الحالة الجديدة تأخذ قيمتها لفترة أطول من المهلة إذا (CurrentTime - SensorStartChange> TIMEOUT) (// غيّر حالة المستشعر SensorState =! SensorState ؛ // إعادة ضبط وقت بدء تغيير الحالة SensorStartChange = 0 ؛ // إذا كانت الحالة الحالية للمستشعر هي 1 ، فقم بتشغيل مؤشر LED إذا (SensorState) (digitalWrite (LED_PIN ، HIGH) ؛ // إذا كانت الحالة الحالية للمستشعر 0 ، فقم بإيقاف تشغيل LED) وإلا (الكتابة الرقمية (LED_PIN ، LOW) ؛)) // التغيير من الوقوف لم يحدث ، إعادة تعيين المؤقت) وإلا (SensorStartChange = 0 ؛ ))
لقد علقت على جميع السطور لتوضيح كل شيء. نقوم بتهيئة المخرجات ونتحقق من التغيير في حالة خرج إشارة المستشعر مع الحماية من ارتداد التلامس. في هذا الكود ، يكون الفاصل الزمني للحراسة 3000 مللي ثانية = 3 ثوانٍ ، ويُنصح غالبًا بزيادة هذا الفاصل إلى دقيقة لاستبعاد تأثير الموجات من المضخة. الكود بسيط ، ولكن بناءً عليه يكون من السهل ، على سبيل المثال ، تنظيم الحماية ضد التشغيل الجاف للمضخة (من غير المرغوب فيه للغاية أن تعمل معظم المضخات بدون ماء) ، وتكلف هذه الأجهزة أموالاً غير معقولة ، وهنا يمكنك احصل على القليل من إراقة الدماء تمامًا ، وقم بتنفيذ الاسترداد التلقائي للمضخة عندما تظهر المياه وعدد من الكعك اللطيف - مثل الإشارة. للقيام بذلك ، تحتاج إلى لصق مثل هذا المستشعر أو إصلاحه بطريقة أو بأخرى بالقرب من قاع الخزان ، وتوصيل المضخة من خلال مرحل يتحكم فيه جهاز التحكم. بشكل افتراضي ، سيتم تشغيل المضخة ، حيث يتعرف المستشعر على نقص المياه - ستقوم وحدة التحكم بإيقاف تشغيل المضخة ، وعندما تظهر المياه ، ستقوم بتشغيلها. أيضًا ، يمكن حماية هذا المستشعر من التسربات ، خاصةً بالنظر إلى مقاومته للرطوبة ، بشكل عام ، سيتمكن الجميع من تكييف هذا الكود البسيط مع احتياجاتهم. والأهم من ذلك ، يمكن تحريك المستشعرات حول الخزان دون إتلافه - عن طريق ضبط المستويات لأنفسهم.
فيديو يوضح عمل المستشعر ووحدة التحكم بالكود المحدد:
أعددت تصميمًا كهذا لاختبار القدرات المختلفة: 
لقد تجولت في منطقة الضواحي مع التصميم ، وتمكن المستشعر من اكتشاف المياه في جميع الحاويات غير المعدنية ، بما في ذلك دلو سميك إلى حد ما. لذلك ، في المرحلة الحالية ، يمكنني أن أوصي به تمامًا ، ستظهر الموثوقية الوقت.
وقت استجابة المستشعر حوالي 500 مللي ثانية. يمكن أن يصل سمك جدار الوعاء العازل إلى 1 سم.
لقد طلبوا التحقق من الحساسية ، وهنا توضيح أفضل من أي كلمة: 
حيث سيعمل مستشعر التسرب بشكل جيد.
صور مختلفة عند الطلب
لا شيء على الإطلاق مع هذا - ترك الكحول: 
الجنيات: 
عبوة سميكة 40 لتر: 
ماء مقطرة: 
كحول قوي: 
زجاجة أكثر برودة عند أقصى نقطة لها: 
روح بيضاء - لا: 
يجد الماء بسهولة من خلال خزان المرحاض الخزفي: 
فتحت الغطاء ، وكان مليئًا بمركب من الداخل ، ولكن هناك خرج مقياس جهد ، بعد التواء إلى اليمين ، توقف المستشعر عن الاستجابة للماء ، وبعد التواء إلى اليسار ، بدأ في الاستجابة للمسات الجانبية بإصبع ، يبدو أن هذا تعديل حساسية. 
إذا كان الأمر ممتعًا ، فسأستمر في الكتابة عن الحرف اليدوية في بلدي.
شكرًا لكل من قرأ هذا التعليق حتى النهاية ، آمل أن تكون هذه المعلومات مفيدة لشخص ما. كل سيطرة كاملة على مواردهم المائية وصلاحيتها!
لتنظيم والتحكم في مستوى السائل أو الصلب (الرمل أو الحصى) في الإنتاج ، في الحياة اليومية ، يتم استخدام جهاز خاص. يطلق عليه مستشعر مستوى الماء (أو أي مادة أخرى ذات أهمية). هناك عدة أنواع من هذه الأجهزة ، والتي تختلف اختلافًا كبيرًا عن بعضها البعض في مبدأ التشغيل. كيف يعمل المستشعر ، ومزايا وعيوب أصنافه ، وما هي التفاصيل الدقيقة التي يجب الانتباه إليها عند اختيار جهاز وكيفية صنع نموذج مبسط مع مرحل بيديك ، اقرأ في هذه المقالة.
يستخدم مستشعر مستوى الماء للأغراض التالية:
الطرق الممكنة لتحديد تحميل الخزان
هناك عدة طرق لقياس مستوى السائل:
- تلامس- غالبًا ما تستخدم أجهزة من هذا النوع للتحكم في مستوى المواد السائبة اللزجة أو السامة أو السائلة أو الصلبة. هذه أجهزة سعوية (منفصلة) ، نماذج فوق صوتية ؛
- اتصال- يقع الجهاز مباشرة في الخزان ، على جداره ، عند مستوى معين. عندما يصل الماء إلى هذا المؤشر ، يتم تشغيل المستشعر. هذه نماذج هيدروستاتيكية عائمة.
وفقًا لمبدأ التشغيل ، يتم تمييز أنواع المستشعرات التالية:
- نوع تعويم
- هيدروستاتيكي.
- بالسعة.
- رادار؛
- فوق صوتي.
باختصار عن كل نوع من الأجهزة
نماذج الطفو منفصلة ومغناطيسية. الخيار الأول رخيص وموثوق ، والثاني باهظ الثمن ومعقد في التصميم ، لكنه يضمن قراءة دقيقة للمستوى. ومع ذلك ، فإن العيب الشائع للأدوات العائمة هو الحاجة إلى غمرها في السائل.
مستشعر تعويم لتحديد مستوى السائل في الخزان
- الأجهزة الهيدروستاتيكية - في كل منهم يتم الاهتمام بالضغط الهيدروستاتيكي لعمود السائل في الخزان. يدرك العنصر الحساس للجهاز الضغط فوق نفسه ، ويعرضه وفقًا لمخطط تحديد ارتفاع عمود الماء.
المزايا الرئيسية لهذه الوحدات هي الاكتناز واستمرارية العمل والقدرة على تحمل التكاليف في فئة السعر. لكن من المستحيل استخدامها في ظروف عدوانية ، لأن ملامستها للسائل أمر لا غنى عنه.
مستشعر مستوى السائل الهيدروستاتيكي
- الأجهزة السعوية - يتم توفير لوحات للتحكم في منسوب المياه في الخزان. من خلال تغيير مؤشرات السعة ، يمكن للمرء أن يحكم على كمية السائل. يضمن عدم وجود هياكل وعناصر متحركة ، المخطط البسيط للجهاز متانة الجهاز وموثوقيته. لكن من المستحيل عدم ملاحظة أوجه القصور - هذا هو الغمر الإجباري في سائل ، ودقة نظام درجة الحرارة.
- أجهزة الرادار - تحديد درجة ارتفاع الماء بمقارنة انزياح التردد والتأخير بين الإرسال والوصول إلى الإشارة المنعكسة. وبالتالي ، يعمل المستشعر كباعث وعاكس.
تعتبر هذه النماذج أفضل الأجهزة وأكثرها دقة وموثوقية. لديهم عدد من المزايا:
يمكن أن تعزى عيوب النموذج فقط إلى تكلفتها العالية.
مستشعر مستوى السائل لخزان الرادار
- مجسات بالموجات فوق الصوتية - مبدأ التشغيل ، مخطط الجهاز مشابه لأجهزة الرادار ، يتم استخدام الموجات فوق الصوتية فقط. ينتج المولد إشعاعًا فوق صوتيًا ، والذي عند وصوله إلى سطح السائل ينعكس وبعد مرور بعض الوقت يدخل إلى مستقبل المستشعر. بعد حسابات رياضية صغيرة ، ومعرفة التأخير الزمني وسرعة الموجات فوق الصوتية ، حدد المسافة إلى سطح الماء.
مزايا مستشعر الرادار متأصلة أيضًا في إصدار الموجات فوق الصوتية. الشيء الوحيد ، مؤشرات أقل دقة ، مخطط عمل أبسط.
الدقة في اختيار هذه الأجهزة
عند شراء وحدة انتبه لوظيفة الجهاز وبعض مؤشراته. أهم الأسئلة عند شراء الجهاز هي:
خيارات لأجهزة الاستشعار لتحديد مستوى الماء أو المواد الصلبة
جهاز استشعار مستوى السائل DIY
يمكنك عمل جهاز استشعار أولي لتحديد مستوى المياه في البئر أو الخزان والتحكم فيه بيديك. لتنفيذ نسخة مبسطة ، يجب عليك:
يمكن استخدام جهاز يعمل بنفسك لتنظيم المياه في الخزان أو البئر أو المضخة.
لتصنيع جهاز استشعار أو مؤشر لمستوى المياه في الخزان والصهريج والمسبح والحاوية الأخرى ، يمكنك استخدام الدائرة المصغرة 4093 (561TL1 المحلي) أو متحكم Arduino. لنبدأ بالخيار الأول.
المواد المطلوبة لجهاز الاستشعار
- شريحتان 4093 ؛
- 2 مآخذ للدوائر الدقيقة.
- مقاومات 7 × 500 أوم ؛
- مقاومات من 7 إلى 2.2 متر مكعب ؛
- بطارية 9 فولت ؛
- مقبس البطارية
- لوحة دائرة كهربائية 10 × 5 سم ؛
- 8 مسامير نحاسية لأجهزة الاستشعار ؛
- شريط على الوجهين أو مسامير لربط الصندوق بالحائط ؛
- كابل الشبكة. يعتمد طول الكبل على المسافة من خزان المياه إلى المكان الذي سيتم وضع الشاشة فيه.
إذن ، الأساس هو CI4093 ، والذي يتكون من أربعة عناصر. يستخدم هذا المشروع شريحتين. هنا لدينا منافذ بمدخل واحد على مستوى عالٍ ، والأخرى متصلة من خلال المقاوم ، مما يوفر مستوى منطقيًا عاليًا. عندما يتم وضع إشارة دخل صفرية في هذا المنطق ، سيكون خرج العاكس مرتفعًا وتشغيل مؤشر LED. في المجموع ، تم استخدام سبعة من العناصر الثمانية ، بسبب القيود في شبكة الكابلات.
يوجد على الجانب خط من مصابيح LED بألوان مختلفة ، مما يشير إلى مستوى الماء. المؤشرات الحمراء - يوجد القليل جدًا من الماء ، أصفر - الخزان نصف فارغ ، أخضر - ممتلئ. يستخدم الزر المركزي الكبير لتوصيل المضخة وضخ الخزان.
يعمل المخطط فقط عند الضغط على الزر المركزي. باقي الوقت يكون في وضع الاستعداد. ولكن حتى عند تشغيل دائرة الإشارة ، يكون التيار في حده الأدنى وستستمر البطاريات لفترة طويلة.
مخطط اتصال المستشعر
تعمل الأسلاك داخل الأنابيب. حاول وضع المستشعرات بطريقة تجعل الماء الذي يدخل الحقل بمساعدة صمام عائم لا يمكن أن يمر عبر المستشعرات. تم صب الرمل داخل الأنبوب بأجهزة استشعار للحصول على الوزن المطلوب.
عند التجميع ، تكون الدائرة في صندوق ومثبتة على الحائط.
الإصدار الثاني من دائرة مستشعر المستوى
هذه وحدة تحكم في مستوى المياه تعمل بكامل طاقتها ويتم التحكم فيها بواسطة Arduino MCU. تعرض الدائرة مستوى الماء في الخزان وتقوم بتبديل المحرك عندما ينخفض مستوى الماء عن المستوى المحدد. يقوم تلقائيًا بإيقاف تشغيل المحرك عندما يكون الخزان ممتلئًا. يتم عرض مستوى الماء والبيانات المهمة الأخرى على شاشة LCD 16 نقطة. في إصدار المؤلف ، تتحكم الدائرة في مستوى الماء في خزان الصرف (الخزان). إذا كان مستوى الخزان منخفضًا ، فلن يتم تشغيل محرك المضخة ، مما يحمي المحرك من التباطؤ. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنشاء إشارة صوتية عندما يكون المستوى في خزان الصرف منخفضًا جدًا.
يظهر الرسم التخطيطي لمستوى المياه باستخدام وحدة تحكم Arduino أعلاه. تتكون مجموعة المستشعرات من أربعة أسلاك ألمنيوم بطول 1/4 و 1/2 و 3/4 ومستوى كامل في الخزان. يتم توصيل الأطراف الجافة لهذه الأسلاك بمدخلات تناظرية A1 و A2 و A3 و A4 من Arduino ، على التوالي. يقع السلك الخامس أسفل الخزان. تقلل المقاومات R6 - R9 من إمكانات المدخلات. الطرف الجاف للسلك متصل بـ + 5V DC. عندما يلامس الماء مسبارًا معينًا ، يوجد اتصال كهربائي بين المسبار و + 5 فولت لأن الماء يحتوي على بعض الموصلية الكهربائية. نتيجة لذلك ، يتدفق التيار عبر المسبار ويتحول هذا التيار إلى جهد يتناسب معه. يقرأ Arduino انخفاض الجهد عبر كل من مقاومات الإدخال لاستشعار مستوى الماء في الخزان. يقوم الترانزستور Q1 بتشغيل الجرس ، ويحد المقاوم R5 من تيار القاعدة في Q1. يتحكم الترانزستور Q2 في التتابع. يحد المقاوم R3 تيار قاعدة Q2. يستخدم المتغير R2 لضبط تباين شاشة LCD. المقاوم R1 يحد من التيار من خلال الإضاءة الخلفية LED الخاصة به. يحد المقاوم R4 التيار من خلال مصباح LED للطاقة. إكمال
سنقوم بأنفسنا بعمل مؤشر بسيط ولكنه مفيد للغاية وفعال لمستوى المياه. وستساعدك هذه المقالة على القيام بمثل هذا الشيء الضروري والمفيد للغاية.
أولاً ، لنلقِ نظرة على الرسم التخطيطي لهذا الجهاز.
مخطط مؤشر مستوى المياه.
الدائرة بسيطة للغاية ، لكنها تعمل بشكل رائع. في نهاية المقال ، سيكون هناك مقطع فيديو يوضح تشغيل مؤشر مستوى المياه هذا ، والذي سنفعله معكم.
للبدء ، دعنا نجمع الأجزاء التي نحتاجها لصنع الجهاز.
تفاصيل لتصنيع دائرة مؤشر مستوى الماء.
سوف نحتاج:
رقاقة ULN2004 أو لوحة اتصال مماثلة لتثبيت الشريحة على اللوحة. مع مثل هذه المنصة ، لا يوجد خطر ارتفاع درجة حرارة أرجل الدائرة الدقيقة بحديد لحام أو إتلاف هيكلها الداخلي بالكهرباء الساكنة. ويتم تقليل إصلاح الدائرة ، إذا لزم الأمر ، إلى بضع ثوانٍ. يكفي إزالة الشريحة المحترقة من المقبس وإدخال شريحة جديدة في مكانها. فائدة قوية ، خاصة لهواة الراديو غير المتمرسين.
مقاومات R1 - R7 - 47 كيلو.
R8 - R14 - 1 كيلو.
المصابيح من أي لون من اختيارك ، بقطر 3-5 مم.
مكثف 100Mkf 25v.
الكتل الطرفية من أي نوع ، أو حتى بدونها ، لكن راحة استخدام الجهاز ستنخفض إلى حد ما.
أي لوح تجارب ، ما دامت جميع المكونات مناسبة. أستخدم مثل هذه اللوحات لأنني لا أريد أن أزعج نفسي بصناعة لوحة الدوائر المطبوعة ، إنها فقط أكثر ملاءمة وأكثر دراية بالنسبة لي.
يتم تجميع جميع المكونات والمضي قدمًا في تصنيع أجهزتنا.
نضع بعض المكونات على السبورة.
نقوم على الفور بلحام الأجزاء المثبتة ، وإلا فإنها ستخرج باستمرار من المقابس.
اغلاق الأجزاء واحدا تلو الآخر.
قم بتثبيت تفاصيل الدائرة التالية.
لايوجد نظام عمل فهو أكثر راحة و سهولة بالنسبة لك.
تحتاج فقط إلى التحقق باستمرار من المخطط ، بغض النظر عن مدى بساطته. يمكن أن يصاب الجميع بالارتباك ، لكنك لا تريد إعادة العمل الذي تم إنجازه بالفعل.
الدقة والعناية أيضًا ليسا شيئًا لا لزوم له.
وهكذا بالترتيب. نقوم بتثبيت الجزء ولحامه والانتقال إلى الجزء التالي.
نحن نقترب من خط النهاية.
لقد قمت بتثبيت مصابيح LED في الجزء الخلفي من اللوحة فقط لأنه سيتم تثبيت مجموعة دارة مؤشر مستوى الماء هذه في لوحة التحكم على اللوحة الأمامية. سيتم حفر اللوحة تحت مصابيح LED ، وسيتم رسم الخطوط العريضة للحاوية من الخارج. وسيتم عرض وجود كمية الماء بصريًا على الدرع. سيتم تثبيت اللوحة بأربعة مسامير في الفتحات الموجودة.
هذا هو أول عنصر جاهز في المستقبل لنظام تنقية المياه من الحديد والبكتيريا وجميع أنواع الشوائب الضارة وغيرها من "كاكي". يعمل النظام في منزلي منذ ما يقرب من ثلاث سنوات ، وقد أثبت أنه موثوق به ومريح ، ويعجبني بشكل عام. أنا راضٍ تمامًا عن جودة المياه. ولكن حان الوقت للترقية. هناك متطلبات جديدة (بالنسبة لي) ، أريد الحصول على خدمة أكثر ملاءمة ، أريد أن تكون جميع المعلومات حول النظام أمام عيني باستمرار. لقد قمت ببناء أول نظام لتنقية المياه دون أي خبرة وارتكبت بعض الأخطاء ، والتي سأكتب عنها بالتأكيد في مقالات مقبلة ، ولكن بشكل عام لم يكن هناك سوى تعطلين طفيفين. أنا المسؤول عن انهيار واحد ، وبالنسبة للآخر ، فهو ليس منتجًا مكونًا عالي الجودة (مرة أخرى ، هذا خطأي ، لقد ادخرت قليلاً واشتريت العنصر الخاطئ).
ستكون جميع المعدات معيارية (وهذا يزيد من إمكانية التحديث ويبسط الإصلاحات) ، ورخيصة وبسيطة قدر الإمكان ، بحيث يمكن للكثيرين تكرارها.
سأقول لماذا هناك حاجة إلى الأسلاك البيضاء في أحد المقالات التالية.
مؤشر مستوى الماء (جهاز الإشارة) جاهز.
يمكن تزويد الكبل الذي يصل إلى مستشعرات المستوى بأي إشارة من ثمانية أسلاك ، ويتم بيعها الآن بجميع الأنواع وفي المتاجر المختلفة التي تتعامل مع أجهزة الإنذار والكهرباء. لا يلعب المقطع العرضي للموصلات وطول الكابل دورًا خاصًا. هناك كبلات رفيعة جدًا ورخيصة.
كيفية تصنيع مستشعرات المستوى ، تحتاج إلى التفكير والتصنيع في مكان الاستخدام. من الأفضل أن تكون ملامسات المستشعر مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. يحتاج القطب المشترك الموجب إلى قطب هائل. لقد صنعت من ملعقة صغيرة غير قابلة للصدأ ، ويعمل القطب بشكل جيد ولا يفسح المجال الكهروكيميائي على الإطلاق. من الأفضل عزل الأماكن التي يتم فيها لحام الأسلاك بالأقطاب الكهربائية بمساعدة أي مسدس غراء (يتم حفظها بشكل آمن من الانحلال).
ومع ذلك ، إذا قمت بتشغيل الدائرة باستخدام زر عدم الإغلاق ، فلن يكون هناك حل. بحاجة لمعرفة مقدار الماء - الضغط على الزر. تم الإفراج عنه وإيقاف تشغيل طاقة الدائرة. في البلد ، يمكن تشغيل الدائرة الكهربائية من بطاريات أو بطاريات AA متصلة في سلسلة وبزر (يكفي لفترة طويلة) أو من بطارية قديمة. هذا الجهاز لا يطالب بجهد الإمداد.
كل التوفيق لك.
لأتمتة العديد من عمليات الإنتاج ، من الضروري التحكم في مستوى الماء في الخزان ، ويتم القياس باستخدام مستشعر خاص يعطي إشارة عندما يصل وسط العملية إلى مستوى معين. من المستحيل الاستغناء عن مقاييس المستوى في الحياة اليومية ، ومن الأمثلة الحية على ذلك صمامات الإغلاق في وعاء المرحاض أو الأتمتة لإيقاف مضخة البئر. دعونا نلقي نظرة على الأنواع المختلفة من مستشعرات المستوى وتصميمها ومبدأ عملها. ستكون هذه المعلومات مفيدة عند اختيار جهاز لمهمة معينة أو عمل جهاز استشعار بيديك.
تصميم ومبدأ العملية
يتم تحديد تصميم أجهزة القياس من هذا النوع من خلال المعلمات التالية:
- عادةً ما يتم تقسيم الوظائف ، اعتمادًا على هذا الجهاز ، إلى أجهزة إرسال ومقاييس مستوى. الأول يراقب نقطة تعبئة خزان معينة (الحد الأدنى أو الأقصى) ، والأخير يراقب المستوى باستمرار.
- يمكن أن يعتمد مبدأ التشغيل على: الهيدروستاتيك ، التوصيل الكهربائي ، المغناطيسية ، البصريات ، الصوتيات ، إلخ. في الواقع ، هذه هي المعلمة الرئيسية التي تحدد النطاق.
- طريقة القياس (الاتصال أو عدم الاتصال).
بالإضافة إلى ذلك ، تحدد ميزات التصميم طبيعة بيئة العملية. قياس ارتفاع مياه الشرب في الخزان شيء ، وفحص ملء خزانات الصرف الصناعي شيء آخر. في الحالة الأخيرة ، هناك حاجة إلى الحماية المناسبة.
أنواع مجسات المستوى
اعتمادًا على مبدأ التشغيل ، يتم عادةً تقسيم أجهزة الإشارة إلى الأنواع التالية:
- نوع تعويم
- باستخدام الموجات فوق الصوتية
- الأجهزة ذات مبدأ الكشف عن المستوى السعوي ؛
- قطب كهربائي.
- نوع الرادار
- تعمل على مبدأ الهيدروستاتيكي.
نظرًا لأن هذه الأنواع هي الأكثر شيوعًا ، فسننظر في كل منها على حدة.
يطفو
هذه هي الطريقة الأبسط ، ولكنها مع ذلك فعالة وموثوقة لقياس السائل في خزان أو حاوية أخرى. يمكن العثور على مثال للتنفيذ في الشكل 2.
أرز. 2. مفتاح تعويم للتحكم في المضخة يتكون التصميم من عوامة بمغناطيس ومفتاحين من القصب مثبتين عند نقاط التحكم. صف بإيجاز مبدأ العملية:
- يتم إفراغ الخزان إلى الحد الأدنى الحرج (A في الشكل 2) ، بينما ينخفض العوامة إلى المستوى الذي يوجد فيه مفتاح القصب 2 ، يتم تشغيله على التتابع الذي يوفر الطاقة للمضخة التي تضخ الماء من البئر.
- يصل الماء إلى الحد الأقصى للعلامة ، يرتفع العوامة إلى موقع مفتاح القصب 1 ، ويعمل ويتوقف التتابع ، على التوالي ، يتوقف محرك المضخة عن العمل.
من السهل جدًا إجراء مثل هذا التبديل من القصب بنفسك ، ويتم ضبط إعداداته على مستويات التشغيل والإيقاف.
لاحظ أنه إذا اخترت المادة المناسبة للعوامة ، فسيعمل مستشعر مستوى الماء حتى إذا كانت هناك طبقة من الرغوة في الخزان.
فوق صوتي
يمكن استخدام هذا النوع من العدادات لكل من التطبيقات السائلة والجافة ويمكن أن يكون لها خرج تناظري أو منفصل. أي أن المستشعر يمكنه تقييد الملء إلى نقطة معينة أو مراقبته باستمرار. يشتمل الجهاز على باعث بالموجات فوق الصوتية وجهاز استقبال وجهاز تحكم في معالجة الإشارات. يظهر مبدأ تشغيل جهاز الإشارة في الشكل 3.
أرز. 3. مبدأ تشغيل مستشعر المستوى بالموجات فوق الصوتية ويعمل هذا النظام على النحو التالي:
- ينبعث نبضة فوق صوتية ؛
- تلقي إشارة منعكسة ؛
- يتم تحليل مدة توهين الإشارة. إذا كان الخزان ممتلئًا ، فسيكون قصيرًا (شكل أ 3) ، وعندما يفرغ سيبدأ في الزيادة (شكل ب 3).
جهاز الإشارات بالموجات فوق الصوتية غير متصل ولاسلكي ، لذا يمكن استخدامه حتى في البيئات العدوانية والمتفجرة. بعد الضبط الأولي ، لا يتطلب هذا المستشعر أي صيانة متخصصة ، ويؤدي عدم وجود أجزاء متحركة إلى إطالة عمر الخدمة بشكل كبير.
قطب كهربائي
تسمح لك أجهزة الإشارة بالكهرباء (قياس الموصلية) بالتحكم في مستوى واحد أو أكثر من وسيط موصل كهربائيًا (أي أنها غير مناسبة لقياس ملء الخزان بالماء المقطر). يظهر مثال على استخدام الجهاز في الشكل 4.
الشكل 4. قياس مستوى السائل باستخدام مستشعرات قياس الموصلية في المثال المعطى ، يتم استخدام جهاز إشارات ثلاثي المستويات ، حيث يتحكم قطبان كهربائيان في ملء الخزان ، والثالث هو جهاز طارئ ، لتمكين وضع الضخ المكثف.
بالسعة
بمساعدة أجهزة الإشارات هذه ، من الممكن تحديد الحد الأقصى لملء الحاوية ، ويمكن أن تعمل كل من المواد السائلة والسائبة ذات التركيبة المختلطة كوسيط تكنولوجي (انظر الشكل 5).
أرز. 5. مستشعر مستوى بالسعة مبدأ تشغيل جهاز الإشارة هو نفس مبدأ المكثف: يتم قياس السعة بين ألواح العنصر الحساس. عندما تصل إلى قيمة العتبة ، يتم إرسال إشارة إلى وحدة التحكم. في بعض الحالات ، يتم تضمين إصدار "التلامس الجاف" ، أي أن مقياس المستوى يعمل من خلال جدار الخزان بمعزل عن وسط العملية.
يمكن أن تعمل هذه الأجهزة في نطاق درجات حرارة واسع ، ولا تتأثر بالمجالات الكهرومغناطيسية ، ويمكن تشغيلها على مسافة كبيرة. تعمل هذه الخصائص على توسيع نطاق التطبيق بشكل كبير حتى ظروف التشغيل القاسية.
رادار
يمكن أن يُطلق على هذا النوع من أجهزة الإشارة حقًا اسم عالمي ، حيث يمكن أن يعمل مع أي وسيط عملية ، بما في ذلك الوسائط العدوانية والمتفجرة ، ولن يؤثر الضغط ودرجة الحرارة على القراءات. يظهر مثال على تشغيل الجهاز في الشكل أدناه.
يصدر الجهاز موجات راديو في نطاق ضيق (عدة جيجاهيرتز) ، يلتقط جهاز الاستقبال الإشارة المنعكسة ويحدد سعة الحاوية بوقت التأخير. لا يتأثر محول طاقة القياس بالضغط أو درجة الحرارة أو طبيعة مائع العملية. لا يؤثر الغبار أيضًا على القراءات ، وهو ما لا يمكن قوله عن أجهزة إشارات الليزر. من الضروري أيضًا ملاحظة الدقة العالية للأجهزة من هذا النوع ، فخطأها لا يزيد عن ملليمتر واحد.
هيدروستاتيكي
يمكن لهذه الإنذارات قياس كل من الحد الأقصى والتعبئة الحالية للخزانات. يظهر مبدأ عملها في الشكل 7.
الشكل 7. قياس الملء بجهاز استشعار الدوران الجهاز مبني على مبدأ قياس مستوى الضغط الناتج عن عمود السائل. الدقة المقبولة والتكلفة المنخفضة جعلت هذا النوع شائعًا جدًا.
في إطار المقال ، لا يمكننا فحص جميع أنواع أجهزة الإشارات ، على سبيل المثال ، أجهزة الإشارات الدوارة ، لتحديد المواد الصلبة السائبة (توجد إشارة عندما تتعطل شفرة المروحة في وسط فضفاض ، بعد سحب الحفرة خارج). كما أنه ليس من المنطقي النظر في مبدأ تشغيل عدادات النظائر المشعة ، خاصة وأن التوصية بها للتحقق من مستوى مياه الشرب.
كيفية اختيار؟
يعتمد اختيار مستشعر مستوى الماء في الخزان على عدة عوامل ، أهمها:
- التركيبة السائلة. اعتمادًا على محتوى الشوائب الغريبة في الماء ، قد تتغير الكثافة والتوصيل الكهربائي للمحلول ، مما قد يؤثر على القراءات.
- حجم الخزان والمواد التي صنع منها.
- الغرض الوظيفي للحاوية لتراكم السائل.
- مطلوب الحاجة إلى التحكم في الحد الأدنى والحد الأقصى من المستويات ، أو مراقبة الوضع الحالي.
- قبول الدمج في نظام التحكم الآلي.
- تحويل قدرات الجهاز.
هذه ليست قائمة كاملة لاختيار أدوات القياس من هذا النوع. بطبيعة الحال ، للأغراض المنزلية ، من الممكن تقليل معايير الاختيار بشكل كبير عن طريق قصرها على حجم الخزان ونوع العملية ونظام التحكم. يتيح الانخفاض الكبير في المتطلبات تصنيع مثل هذا الجهاز بشكل مستقل.
نصنع مستشعر مستوى الماء في الخزان بأيدينا
لنفترض أن هناك مهمة لأتمتة تشغيل المضخة الغاطسة لإمداد المياه لمنزل صيفي. كقاعدة عامة ، يدخل الماء إلى خزان التخزين ، لذلك نحتاج إلى التأكد من إيقاف تشغيل المضخة تلقائيًا عندما تكون ممتلئة. ليس من الضروري على الإطلاق شراء مؤشر مستوى الليزر أو الرادار لهذا الغرض ؛ في الواقع ، لا تحتاج إلى شراء أي منهما. تتطلب المهمة البسيطة حلاً بسيطًا ، كما هو موضح في الشكل 8.
لحل المشكلة ، ستحتاج إلى بداية مغناطيسية بملف 220 فولت ومفتاحين من القصب: المستوى الأدنى - للإغلاق ، الحد الأقصى - للفتح. مخطط توصيل المضخة بسيط ، والأهم من ذلك أنه آمن. تم وصف مبدأ التشغيل أعلاه ، لكننا نكرره:
- عندما يمتلئ الماء ، يرتفع العوامة مع المغناطيس تدريجياً حتى يصل إلى أقصى مستوى لمفتاح القصب.
- يفتح المجال المغناطيسي مفتاح القصب ، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل ملف بدء التشغيل ، مما يؤدي إلى إلغاء تنشيط المحرك.
- عندما يتدفق الماء ، يسقط العوامة حتى تصل إلى الحد الأدنى من العلامة المقابلة لمفتاح القصب السفلي ، وتغلق جهات الاتصال الخاصة به ، ويتم توفير الجهد لملف بدء التشغيل ، والذي يوفر الجهد للمضخة. يمكن أن يعمل مستشعر مستوى الماء في الخزان لعقود ، على عكس نظام التحكم الإلكتروني.