"А.Калинский. Автоматическое управление электронасосом (В помощь радиолюбителю, #103)" - читать интересную книгу автора

А.Калинский

ЭЛЕКТРОНИКА В БЫТУ

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОНАСОСОМ


Описываемое устройство предназначено для автоматического управления
центробежными скважинными насосами водоподъема с погружными
электродвигателями мощностью 1...11 кВт и контроля необходимых уровней
воды в водонапорных башнях. Оно может найти применение и для других целей
в системе водоснабжения сельскохозяйственных и промышленных предприятий
как питьевой, так и промышленной водой.
Устройство представляет собой более совершенный вариант блока
управления садовым электронасосом, описанного А. Субботиным в журнале
"Радио" (1984, № 1, с. 30-31). По сравнению с ним описываемое устройство
позволяет применять не только однофазные, но и трехфазные насосы. В
устройстве используется электронный бесконтактный датчик уровней воды
вместо трудоемких в изготовлении электромеханических, требующих надежной
изоляции для обеспечения безопасной эксплуатации. Кроме того, применение
электронного датчика уровней позволяет осуществлять прием информации о
контролируемых уровнях воды по двум проводам, что обеспечивает их экономию
примерно в два раза. Это немаловажно при значительном удалении скважины от
наполняемого-резервуара.
Принцип действия устройства поясняется рис. 1 и основан на фиксации
изменения проводимости между корпусом наполняемого резервуара и двумя
металлическими электродами, омывающимися или не омывающимися водой (в
зависимости от ее уровня).

Рис. 1, Датчик уровня:
а - электрод уровня не соприкасается с водой; б - электрод уровня
соприкасается с водой

Анализирующая часть устройства выполнена на микросхеме КМОП структуры,
включающей в себя четыре элемента 2И-НЕ. Большое входное сопротивление,
высокая помехоустойчивость и температурная стабильность, наличие защитных
стабилитронов на входах микросхемы позволяют применить ее в схеме
анализирующей части устройства. Соединив электрод уровня с входами
элемента 2И-НЕ, как показано на рис. 1, можно получить датчик, фиксирующий
изменения проводимости между электродом и корпусом резервуара.
Действительно, если электрод уровня не соприкасается с водой (рис. 1,-а),
то сопротивление (R2) между ним и корпусом наполняемого резервуара велико.
Оно равно сопротивлению изоляции электрода и реально более 1 МОм. В этом
случае напряжение Una, приложенное к входам элемента DD1.1, будет больше
порогового значения, которое для микросхемы К176ЛА7 примерно равно
Uпит./2=4,5 В. Это напряжение воспринимается элементом DD1.1 как уровень
логической 1 и инвертируется в уровень логического 0. При поднятии уровня
воды до электрода (рис. 1, б) сопротивление R2 во много раз уменьшится
из-за относительно высокой электропроводности воды. Сопротивление R2 в
этом случае зависит от площади сечения электрода и, в основном, от