Простые самодельные индикаторы уровня воды. Датчик уровня воды

Цель передо мной стояла следующая. Есть двухсот-литровый бак, высотой 1 метр с небольшим, который планируется зашить в импровизированный шкаф, т.е. визуально увидеть уровень воды в нём не будет возможности. К этому баку подключена насосная станция, которая далее подаёт воду под нормализованным давлением в квартиру.

Соответственно мне нужно каким-то образом видеть уровень воды в баке для возможности спланировать её расход в моменты отсутствия центрального водоснабжения, а также необходима возможность отключения насосной станции в случае если уровень воды достигнет заданного минимального значения для предотвращения попадания воздуха в систему, так как это чревато серьёзными последствиями.

Поискав подобные решения в сети, столкнулся с тем, что с самим индикатором, в принципе, проблем нет. Основная загвоздка была в датчике уровня воды, который в простейшем виде представлял из себя ряд датчиков с отдельным выходом. Так, если планируется 10 шагов/делений в датчике, то необходимо задействовать 11 -12 проводов для их последующего соединения с индикатором.

Схема и Конструкция датчика уровня воды

Такое количество проводов стало для меня камнем преткновения и я решил сделать датчик, состоящий из двух проводов, который бы подключался к гибко настраиваемому индикатору. Схему датчика вы можете увидеть на рисунке ниже.

Рис. 1 Датчик уровня жидкости

Здесь всё просто, ряд последовательно подключённых резисторов с изменяемым сопротивлением за счёт столба воды, который выступает в роли импровизированных перемычек. В итоге у нас получается резистор с сопротивлением от 75 кОм до 1-2 кОм (сопротивление воды).

Фактически, датчик был выполнен из отрезка пластиковой трубы, отводом служит пластиковый тройник с переходом на металл, заглушенный латунной пробкой. Технологические варианты соединения элементов вы можете увидеть на фото ниже.

Рис. 2 Фото готового датчика и его конструктивных элементов

Таким образом нет нужды делать кучу отверстий в баке, достаточно одного крепежного отверстия в самом верху бака, что даёт возможность легко монтировать / демонтировать датчик с целью периодической очистки бака от налёта и т.п.

Схема и Конструкция индикатора уровня воды

Индикатор решено было собирать на микросхеме LM3914, являющейся специально приспособленной для наших целей. У неё есть возможность выставить верхний и нижний порог уровней входящих напряжений, а оставшуюся разницу напряжений индицировать на 10 светодиодов, что делает настройку всей конструкции весьма простой.

После долгих экспериментов была оформлена окончательная рабочая схема, которая не перегревалась, легко настраивалась и чётко переключалась. Итак, схема индикатора доступна ниже.

Рис. 3 Индикатор уровня жидкости

Начнём с питания. На схеме основной источник питания указан как Bat 1, он может быть любым в пределах 12 - 18 вольт, в моём случае используется переделанный блок питания ноутбука с выходом на 14 вольт. Также требуется стабилизированный источник питания на 8 вольт (используется как опорное для установки верхнего уровня напряжения). Это может быть как Кренка так и что-то иное, у меня стоит китайский импульсный преобразователь, который размером 1см х 1 см, и места занимает мало и не греется совсем.

Резистор R13 выставляет верхний порог напряжения индикатора (3 - 8 вольт), резистор R12 выставляет нижний порог напряжения индикатора (0 - 3 вольт), резистор R11 задаёт ток, протекающий через светодиоды (около 12 мА). Транзистор T1 управляет реле, которое в свою очередь отключает нагрузку (насос) в случае низкого уровня воды. Диоды и транзисторы можно ставить любые, подходящие по токам и напряжениям.

Настройка заключается в следующем. Подключаем готовый датчик (X1, X2) и при полностью замкнутом контуре (сопротивление близко к 0 Ом) выставляем верхний уровень напряжения так, чтобы горели все светодиоды. После этого размыкаем датчик и при максимальном сопротивлении (75 кОм) выставляем нижний порог напряжения так, чтобы горел один нижний светодиод, а при замыкании одной пары контактов датчика загорался второй светодиод и срабатывало реле.

В цифрах это выглядит так. С датчика у меня снималось напряжение при максимальном сопротивлении около 2,25 вольта, при минимальном сопротивлении 5,6 вольта. На индикаторе верхний порог выставлен в 5,3 вольта, нижний порог выставлен в 1,6 вольта.

Теперь считаем. 5,3 - 1,6 / 10 = 0,37 вольта на шаг деления светодиода. Т.е. чтобы зажечь первый светодиод, нам нужно 1,6 + 0, 37 = 1,97 вольта. Чтобы зажечь второй светодиод, необходимо 1,6 + 0,37*2 = 2,34 вольта.

Мой датчик дал общее сопротивление 82кОм, у меня там 11 шагов. Минимальное напряжение с датчика равно 14 вольт*20кОм/(20кОм+82кОм+20кОм) = 2,29 вольта. Следующий шаг с датчика даст 14вольт*20кОм/(20кОм+75кОм+20кОм) = 2,43 вольта.

Т.о. напряжение попадает в коридор и при замыкании водой первого контакта на датчике у нас засветится второй светодиод, реле отключится, подключив насосную станцию (контакты на реле нормально замкнутые) и всё будет исправно работать. При размыкании датчика мы будем наблюдать обратный эффект, светодиод погаснет и реле включится, отключив нагрузку.

Реле подключено таким образом, чтобы схема потребляла меньше мощности в своём нормальном рабочем режиме, а также, в случае аварийной ситуации, чтобы оно не мешало нормальной работе насоса, т.е. выключив питание на индикатор у нас станция продолжит работать, правда контролировать всё придётся уже вручную.

Это один из Простейший индикатор уровня воды , что может дать три показаниям — Полный, Половина и низкого уровня воды в напорный резервуар через светодиодные индикаторы. Схема слишком проста и использует один IC и несколько компонентов.

Основная часть схемы уровня воды 7 канал Дарлингтон массива IC ULN 2004 года. Его три входа подключены к трем зондам, чтобы ощутить уровень воды и соответствующие выходы подключены к трем светодиоды через токо-ограничивающие резисторы R1-R3. Общий зонд подключен к положительному контакту светодиодов. При этом зонд получает электрическую непрерывность через воду с зондами B, C и D соответствующих светодиодов.

Положение зонда

Зонд дне резервуара
Зонд B верхнее положении бака
Зонд C среднее положение бака
Зонд D нижнее положении бака

Простой индикатор уровня воды схема

Настройки

Соберите схему на общей печатной плате и вложить в коробочку. Это устройство может храниться в месте для удобного контроля. Используйте латуни или хромированной контактов в качестве зондов. Подключите датчики с устройства с помощью трех основных щит проволоки. Датчики должны быть подключены в баке — Зонд D в нижнем положении, Зонд B в верхнем положении и Зонд C в среднем положении. Если бак пуст, только зонды и D получим ток через воду так, чтобы красный светодиод только огни. Когда уровень воды возрастает до половины бака, датчиков C получает непрерывности и желтый светодиод также загорается. Когда резервуар заполнится, Зонд B получает непрерывности и зеленый светодиод. Короче говоря, если зеленый, желтый и красный светодиоды, бак полон. Если желтый и красный светодиоды, бак наполовину, а если свет только красного светодиода бак пуст.

Маленькая хитрость от Секрет Мастера. Два простых предмета позволяющих улучшить жизнь дачника и не испортить настроение в какой-нибудь момент. Садоводы знают эту проблему, когда наливаешь бочки не всегда понятно когда надо выключить воду, поэтому приходится часто проверять уровень воды или пропустить момент перелива и сделать наводнение на грядках. Смоделка сделана случайно при проведении одного эксперимента. Такой простой лайфхак позволит из далека визуально контролировать количество воды в бочке и не пропустить момент выключения подачи воды.

Как сделать индикатор наполнения своими руками

Материалы и инструмент

Для работы потребуется только подручные материалы труба — пластмассовая, металлическая или импровизированная из пластиковой бутылки, медицинская или хозяйственная перчатка. Суть процесса индикации простая. Вода наливаемая в бочку повышает уровень воды. Если установить трубу внутрь бочки, то воздух из трубы будет постепенно вытесняться водой, вот этот воздух и можно использовать для надувания медицинской перчатки, воздушного шарика или предмета из . Важно рассчитать объем так, чтобы воздуха хватило для надувания перчатки. Объем регулируется длиной и диаметром трубы. Пример реализации маленькой хитрости смотрите на фото и видео:).

Данная схема предназначена для индикации низкого уровня воды в расширительном бочке отопления. Как известно ввиду меняющегося давления в отопительной системе ввиду нагрева жидкости расширительный бочек делают открытого типа, в результате чего со временем часть воды выкипает, и это приводит к остановке циркуляции воды и в результате перегреву элементов печи. Данная схема показывает когда уровень воды опускается ниже датчика.

Транзисторы VT1 и VT2 включены по схеме усилителя с гальванической связью. R2 задает смещение на базу VT2 и в то-же время является нагрузкой VT1. R3 является нагрузкой VT2.

Если контакты будут находится в воде, то плюс питания окажется соединен с R1 посредством воды, в результате чего на базу VT1 попадет напряжение и он откроется, при этом транзистор VT2 будет закрыт и не инвертирующий вход ОУ будет соединен с минусом посредством R3. На выходе ОУ будет присутствовать логический 0 и первый светодиод будет гореть, сигнализируя о нормальном уровне воды.

Если уровень воды упадет и контакты окажутся разъединены, то напряжения на базе VT1 не будет и он будет закрыт. Соответственно база VT2 посредством R2 будет соединена с плюсом питания и VT2 откроется, соединив не инвертирующий вход ОУ с плюсом питания, тогда на выходе мы получаем логическую единицу, тогда будет гореть второй светодиод и сигнализировать о том что уровень воды мал.

Индикатор так-же имеет выход для подключения устройства звуковой индикации. В качестве которого можно использовать подключив вывод OUT индикатора уровня к выводу CONTR блока аудио-световой индикации. Так-же можно использовать схему подобную , подключив непосредственно между выводами OUT и GND.

Используемые детали: VT1 и VT2 любые маломощные, например BC547, BC337-40 или C9014. IC1- LM358 или 741. Светодиоды любые маломощные на напряжение 3-4В. Резисторы мощностью 0.125Вт. Питание схемы 9-15В.

В качестве датчика можно использовать любые 2 проводника, изолированных друг от друга и от бака. Можно использовать толстый двужильный провод, оголив концы. Датчик необходимо установить на уровень 1/3 бака с водой.

Плата имеет размер всего 15х40мм.

На видео работа схемы. Вода в стакане набрана из под крана.

Следующее видео:

Здесь устройство работает вместе с блоком аудио-световой индикации. При таком применении плату устройства необходимо установить возле датчика на крыше, а блок индикации в дом.

Оформлено все в пластиковый корпус с креплением для подвешивания на стену.

Список радиоэлементов