تحكم مستوى المياه

في العديد من المنازل والأماكن العامة الأخرى ، يتم استخدام المياه الجوفية ، والتي يتم ضخها إلى الخزانات العلوية باستخدام مضخات المياه التي يتم التحكم فيها بواسطة محركات كهربائية. غالبًا ما يكون التحكم في المضخات أمرًا ضروريًا لتجنب هدر المياه.

1. اتصل بمراقب مستوى المياه

هنا دائرة بسيطة للتحكم في مضخات المياه. عندما يكون مستوى الماء في فوق خزان الرأس بعد تجاوز المستوى المطلوب ، يتم إيقاف تشغيل المضخة تلقائيًا وإيقاف عملية الضخ وبالتالي منع التدفق الزائد للمياه. تستخدم مرحلًا لقطع التيار الكهربائي عن مضخة المياه.

يتم إنشاء الدائرة باستخدام المكونات التالية:

• CMOS IC CD4001 : إنه IC متعدد الاستخدامات 14 دبوس يحتوي على 4 بوابات NOR. تحتوي كل بوابة NOR على مدخلين ومخرج واحد. وبالتالي ، يحتوي IC على 8 دبابيس إدخال و 4 دبابيس إخراج ، ودبوس Vcc واحد (متصل بمصدر جهد إيجابي) وواحد Vss (متصل بمصدر سلبي). تشمل ميزاته الأساسية - أقصى جهد للإمداد: 15 فولت ، الحد الأدنى لجهد الإمداد: 3 فولت ، أقصى سرعة للتشغيل: 4 ميجا هرتز. يمكن استخدامه في مولدات النغمات وأجهزة الكشف عن المعادن وما إلى ذلك.
• الترانزستور BC547 : إنه ترانزستور تقاطع ثنائي القطب NPN ويستخدم بشكل أساسي لغرض التضخيم والتبديل. تتضمن ميزاته أقصى مكسب حالي يبلغ 800. يتم استخدامه في تكوين CE عند استخدامه كمكبر للصوت.
• بطارية : يتم توفير مصدر تيار مستمر 9 فولت من خلال بطارية لتشغيل الدائرة.

تستخدم الدائرة قرص CMOS IC CD 4001/4011 لقيادة التتابع. يتم استخدام بوابة الإدخال 1 لتوصيل المسبار للكشف عن مستوى الماء. يتم توصيل مسبار واحد بالبوابة 1 من IC والمسبار الآخر على الأرض. عندما يكون المسبار A المتصل بالبوابة 1 من IC عائمًا ، يظل مدخل البوابة 1 مرتفعًا ويكون دبوس الخرج 4 مرتفعًا وينفذ ترانزستور محرك الترحيل. سيتم تنشيط التتابع. يتم توصيل مصدر الطاقة لمضخة المياه من خلال جهات الاتصال المشتركة وغير المتوافقة مع التتابع بحيث تعمل مضخة المياه عند تشغيل التتابع. يشير LED إلى عمل التتابع. عندما يرتفع مستوى الماء ويتلامس مع المجسين A و B ، ينخفض ​​خرج IC ويتوقف التتابع عن الطاقة لإيقاف الضخ.

في البداية عندما لا يكون A و B متصلين ، أي أن مستوى الماء منخفض ، يكون طرف الإدخال 1 من IC عند المنطق المرتفع ووفقًا لجدول حقيقة بوابة NOR ، سيكون الإخراج عند pin3 منخفضًا. نظرًا لأنه تم اختصار pin3 إلى المسامير 5 و 6 ، فإن الإدخال إلى بوابة NOR الأخرى سيكون إشارات منطقية منخفضة. يعطي هذا إشارة منطقية عالية لدبوس الإخراج المقابل 4. عندما يتدفق التيار عبر المقاوم إلى قاعدة الترانزستور ، فإنه يبدأ في التوصيل ويعمل كمفتاح مغلق. يتم تنشيط المرحل المتصل بمجمع الترانزستور وتصل جهات الاتصال NO إلى جهة الاتصال المشتركة وتحصل مضخة المياه على مصدر طاقة من التيار الكهربائي وتبدأ في العمل.

الآن عندما يرتفع مستوى الماء في الخزان بحيث يتم توصيل المجسين A و B عبر الماء ، يتدفق التيار عبرهما (نظرًا لأن الماء موصل) ويتم توصيل السنون 1 و 2 عبر A و B بالإمداد السلبي للبطارية .

وبالتالي ، يكون طرف الخرج عند المستوى المنطقي العالي ، مما يتسبب في أن تكون دبابيس الإدخال لبوابة NOR الأخرى عند المستوى المنطقي العالي وبالتالي يكون طرف الإخراج المقابل عند المستوى المنطقي المنخفض. يتم قطع الترانزستور بسبب نقص تيار التحيز ويتم إلغاء تنشيط التتابع في المقابل وإمداد الطاقة إلى خزان المياه يتم قطعه.

اثنين. جهاز تحكم في مستوى المياه بدون تلامس

بصرف النظر عن التقنية التي تمت مناقشتها أعلاه ، يمكن أن تكون هناك طريقة أخرى للتحكم في مستوى الماء في الخزان عن طريق استشعاره باستخدام تقنية الموجات فوق الصوتية. على عكس الطريقة السابقة ، هذا لا يتطلب أي ملامسة خزان المياه .

يتكون النظام من الأجزاء التالية

1. مصدر طاقة تيار مستمر منظم لتحويل مصدر التيار المتردد إلى جهد تيار مستمر منظم باستخدام مقومات الجسر والمرشحات.
2. وحدة فوق صوتية تتكون من جهاز إرسال بالموجات فوق الصوتية وجهاز استقبال لاستشعار حالة مستوى الماء في الخزان.
3. متحكم يعمل كوحدة تحكم.
4. ترانزستور ووحدة MOSFET التي تشكل وحدة التبديل
5. مرحل للتحكم في تطبيق التيار على المضخة
6. مضخة وهي الحمولة

مخطط كتلة وحدة التحكم في مستوى المياه

يستشعر المستشعر بالموجات فوق الصوتية مستوى الماء في الخزان عن طريق إرسال إشارات فوق صوتية نحو الخزان. يعكس الماء الموجود في الخزان إشارات الموجات فوق الصوتية التي يستقبلها جهاز الاستقبال. يتم تحويل الإشارة فوق الصوتية أو الإشارة الصوتية المستلمة إلى نبضات إشارة كهربائية يتم تطبيقها على المتحكم الدقيق. تشير هذه النبضات إلى مستوى الماء في الخزان. عندما ينخفض ​​مستوى الماء إلى ما دون مستوى معين ، تعطي وحدة الموجات فوق الصوتية إشارة من خلال الإشارة الكهربائية ويقوم المتحكم الدقيق وفقًا لذلك بتشغيل الترانزستور في حالة إيقاف التشغيل ، مما يؤدي بدوره إلى تشغيل MOSFET وبالتالي يتم تنشيط التتابع وتكون المضخة مفتوح. في حالة ارتفاع مستوى المياه عن مستوى العتبة ، يقوم المتحكم الدقيق بإيقاف تشغيل التتابع من خلال الترانزستور وترتيب MOSFET ، وذلك لإيقاف تشغيل المضخة.

3. مؤشر رقمي لمستوى الماء

يستخدم هذا النظام فقط لاستشعار مستوى الماء في الخزان وعرض القراءة على شاشة عرض ذات 7 أجزاء.

هنا يتم وضع لوحة دائرة كهربائية تتكون من ترتيب متوازي من الأسلاك الموصلة في الخزان. تعمل هذه الأسلاك كمدخلات إلى مشفر الأولوية الذي يولد إخراج BCD بناءً على قراءات الإدخال. يقوم مشفر الأولوية بتشغيل مجموعة من الترانزستورات التي بدورها توفر مدخلات لـ BCD إلى 7 أجزاء من وحدة فك التشفير والتي تستخدم إشارة BCD لتشغيل شاشة العرض LED ذات الأجزاء السبعة.

مؤشر مستوى المياه في الخزان العلوي الذكي

عندما يتم وضع وحدة الإدخال في خزان المياه ، يتدفق التيار عبر الأسلاك المغمورة في الماء ، وبالتالي يكون العدد المقابل من المدخلات في حالة منطقية عالية. يتلقى جهاز التشفير هذا الإدخال وبناءً على مستوى أولوية المدخلات ، يعطي رمز إخراج رقمي يتوافق مع الإدخال ذي الأولوية القصوى.

وبالتالي ، إذا كان التيار يتدفق عبر جميع الأسلاك ، أي الخزان ممتلئ ، فسوف يتوافق كود الإخراج مع أعلى مستوى. هنا يتم تقسيم وحدة الإدخال أو المقياس إلى 10 مستويات من 0 إلى 9. إذا كانت جميع مدخلات جهاز التشفير في حالة عالية ، فإن الإخراج هو أيضًا إشارة منطقية عالية تدفع جميع الترانزستورات إلى حالة التشغيل ، بحيث تكون مدخلات وحدة فك الشفرة BCD إلى 7 مقاطع في حالة منطقية منخفضة. يعمل جهاز فك الشفرة BCD إلى 7 مقاطع ببساطة كعاكس وبالتالي يعطي إشارة منطقية عالية في جميع مخرجاته ، وبالتالي يتم عرض أعلى مستوى 9 على الشاشة.