Датчик уровня воды в резервуаре своими руками: схема, которая подойдет и для септика Андрей Тихонов, блог Малоэтажная Страна

В прошлом году сделал в своем загородном доме своими руками септик. Система водоотведения работает практически идеально, но вот только немного неправильно рассчитал объем накопителя. Слишком часто заполняется резервуар, и момент переполнения емкости часто является неожиданным и неприятным сюрпризом, приводящим к невозможности пользования канализационной системой. Чтобы получить возможность своевременного вызова ассенизационной машины, я решил собрать и установить в септике небольшое устройство, которое подавало бы сигнал о заполнении резервуара. Схема датчика уровня воды в резервуаре своими руками достаточно простая и далее я расскажу, что и как было сделано.

Источник allaboutcircuits.com

Материалы и инструменты

Как и при изготовлении других своих «поделок», сборка индикатора была практически полностью осуществлена с использованием радиодеталей и других необходимых элементов уже бывших в употреблении. Для самостоятельного изготовления такой системы я использовал детали в следующем количестве:

Трехконтактный геркон: 2 шт.
Светодиоды малой мощности: 3 шт. (красный, желтый и зеленый).
Пластиковые хомуты: 2 шт.
Неодимовый магнит.
Термоусадочный кембрик 40 мм.
Низковольтный пятижильный провод.
Соединительную муфту 50 мм: 2 шт.
Заклепки: 10 шт.
Заглушки 50 мм: 2 шт.
Профили мебельные из пластика.
Резистор 680 Ом.
Четырехконтактный штекер.
Кнопка-выключатель.

В качестве источника питания я использовал аккумулятор на 3,7 вольта, но также можно применить две пальчиковые батарейки, соединенные последовательно.

Источник hobmodels.ru

Пайка элементов питания может привести к закипанию электролита и разрыву корпуса, поэтому при использовании изделий на 1,5 В, рекомендуется приобрести и установить специальный бокс, к которому уже можно без проблем припаять контактные провода.

Сборка своими руками указателя уровня воды в баке осуществлялась с применением следующих инструментов:

Паяльника.
Дрели.
Строительного фена.
Термопистолета.

Также не обойтись при монтаже сигнальной системы без отвертки и пассатижей.

Изготовление датчика уровня: пошаговая инструкция

Сборку своими руками индикатора уровня воды в баке на светодиодах я осуществлял в такой последовательности:

На пластиковый хомут с помощью термопистолета я закрепил трехконтактные герконы. У меня расстояние между элементами получилось около 4 см.

Источник freeseller.ru

Осуществил пайку проводов согласно схеме. После того как контакты остыли, для защиты от влаги места соединения проводов были обработаны силиконом.
Затем хомут одел на муфту пластиковой трубы таким образом, чтобы верхняя часть легко перемещалась относительно неподвижной трубы.
В качестве поплавка я решил использовать вторую муфту, в которую с обеих сторон были вставлены пластиковые заглушки.

Источник otlad.ru

На следующем этапе я с помощью строительного фена прогрел пластиковый профиль и обернул его вокруг поплавка. Свободный конец этого элемента был закреплен с рычагом посредством пластиковых заклепок.
Аналогичным образом рычаг из пластикового профиля прикрепил к муфте.

Источник otlad.ru

Затем на рычаге был закреплен неодимовый магнит. Для надежного монтажа этого элемента следует использовать детали, которые имеют в своей конструкции отверстие. Я применял изделие от старого компьютерного жесткого диска, но можно использовать покупные изделия, которые уже выпускаются с монтажными отверстиями. Широкие магниты должны быть в приоритете, ведь таким образом можно будет обеспечить плавный включение режимов работы датчика.
Далее я решил проверить работоспособность индикаторной системы. Подключив разъем к проводам, которые были соединены с источником тока и светодиодами и перемещая рычаг вверх и вниз я убедился в последовательном включении светодиодов.

Датчик уровня воды для бочки своими руками был установлен на сливную трубу септика, после чего, также было осуществлено подключение контактных проводов и элемента питания.

Примеры практического применения в быту

Геркон позволяет управлять освещением в коридоре. Например, используя геркон, свет может включаться автоматически, при открытии входной двери. Спустя несколько минут он будет выключаться. При этом, когда уровень освещения нормальный – в течение дня, свет включаться в коридоре не будет. Используется он и в домашней, охранной сигнализации как извещатель.

Наиболее распространенным видом герконовых датчиков является разомкнутый геркон. Каждый контакт в стеклянной емкости представляет собой плоскую проволоку. Поверхности контактов покрыты золотом, палладием, радием или серебром, что способствует уменьшению сопротивления и позволяет защитить контакты от коррозии. Пространство стеклянной колбы заполнено водородом, аргоном или азотом, либо просто представляет собой вакуумное пространство, что также способствует повышению антикоррозийных свойств.

Источник

Принцип работы

Схема реле уровня воды своими руками изготовленного является очень простой. Когда септик еще не заполнен поплавок находится в нижнем положении, а неодимовый магнит – напротив первого геркона. В таком положении контакты геркона будут принудительно замкнуты на 3 вывод, по которому электрический ток направляется на зеленую лампочку.

Как только резервуар заполнится, но уровень жидкости еще не достигнет критических значений, поплавок немного поднимется вверх и воздействие магнитного поля на контакты первого геркона прекратится. В таком положении будет задействован «дежурный» режим, при котором оба геркона будут работать в состоянии, когда по ним ток переходит на 2 контакт.

После повышения уровня жидкости в резервуаре произойдет перемещение поплавка вверх, а неодимовый магнит совместится со вторым герконом, в котором произойдет переключение контактов на 3 контакт, по которому электрический ток будет поступать на светодиод красного света.

Плюсы и минусы

У герконовых датчиков есть свои преимущества и недостатки. К плюсам относят:

В контактах отсутствует дребезг. Это актуально для тех, выводы которых смочены ртутью.
По сравнению с классическим реле датчики отличаются высоким быстродействием.
Датчик считается долговечным и не поддаётся физическим ударам (например, при неосторожном обращении или падении).
Такой вид датчика не создаёт шум.
Контакты слабо сгорают, так как располагаются в вакууме или инертном газе. Это относится и к тем случаям, когда замыкание с размыванием происходит с возникновением искры.
Доступная для всех цена, так как при производстве не используют тугоплавкие или драгоценные металлы.
Небольшой размер по сравнению с классическими реле.

По сравнению с открытыми контактами они тяжеловаты.
Скорость срабатывания ограничена.
Нужно создавать магнитное поле.
Бывают случаи, когда контакты остаются в замкнутом состоянии и вывести их из него нельзя.
Внешние магнитные поля влияют на них.

Преимущества самодельного светодиодного датчика

Преимущества датчика уровня жидкости своими руками сделанного из «бесплатных» деталей, следующие:

Высокая надежность. Благодаря применению герконов, которые представляют собой герметично запаянные в колбе электрические контакты, эксплуатация в условиях повышенной влажности не отражается негативно на эффективности работы устройства.
Легкая конструкция. Благодаря тому, что практически все элементы, применяемые при изготовлении самодельного датчика, являются пластмассовыми, они оказывают минимальное воздействие своей массой на полимерную трубу, на которой закрепляется устройство. Пластик практически не подвержен коррозии, что также является одним из важнейших преимуществ изделия.

Источник freeseller.ru

Практически все детали могут быть получены бесплатно. В моем случае, элементы трубы остались после прокладки канализации, светодиоды я выпаял из старой магнитолы, а герконы были приобретены ранее на Алиэкспресс с целью изготовления бесконтактного реле для переключения режима работы электродвигателя.

Схемы контроля уровня воды в баке своими руками, могут быть содержать и большее количество герконов. Например, если необходимо определить более точно уровень жидкости в резервуаре, то могут использоваться постепенный световой переход от синего к красному цвету из 5 – 7 деталей.

В этом видео смотрите, как лучше выбирать поплавок для датчика заполненности септика:

Разновидности

Устройство работает по принципу размыкания, либо замыкания линии, передающей электричество. Напряженность магнитного потока задает замкнутое или разомкнутое положение. Примечательно, что не важно, откуда возникает магнитное поле. Оно может появляться как от электромагнита, так и постоянного магнита.

Намагничивание в устройстве начинает происходить тогда, когда под действие попадают силовые линии. После этого, сила упругости преодолевается и притягивает контакты друг к другу. В итоге цепь замыкается.

В таком состоянии датчик будет находиться до тех пор, пока будет оставаться магнитное поле. После прекращения воздействия силовых линий контакты размыкаются. Чтобы произошло следующее замыкание, необходимо, чтобы создалось поле вокруг устройства снова.

Исходя из этого, специалисты считают геркон переключателем.

Замыкающие

Замыкающие по своему принципу работы постоянно находятся в разомкнутом состоянии. Для них это нормальное статичное положение, а контакты между собой не соединятся.

Указатель уровня воды своими руками

Схема указателя уровня воды.

Схема очень простая, но работает прекрасно. В конце статьи будет видео, где наглядно показана работа этого указателя уровня воды, который мы сделаем вместе с вами. Для начала работы соберём детали, которые нам потребуются для изготовления устройства.

Детали для изготовления схемы указателя уровня воды.

Нам понадобится: Микросхема ULN2004 или ей подобная, контактная площадка для установки микросхемы на плату. При наличии такой площадки отсутствует риск перегреть ножки микросхемы паяльником или повредить её внутреннее устройство статическим электричеством. Да и ремонт схемы, при необходимости, сокращается до нескольких секунд. Достаточно вынуть из гнезда горелую микросхему и вставить на её место новую. Сплошная выгода, особенно для не очень опытных радиолюбителей. Резисторы R1 — R7 — 47Kom. R8 — R14 — 1Kom. Светодиоды любого цвета по вашему выбору, диаметром 3 — 5 мм. Конденсатор 100Mkf 25v. Клеммные колодки любого типа, а можно и вообще без них, но удобство пользования устройством несколько снизится. Макетная плата любая, лишь бы все компоненты влезли. Я пользуюсь такими платами, потому что не хочется заморачиваться на изготовление печатной платы, просто так мне удобнее и более привычно.

Компоненты все собрали и приступаем к изготовлению нашего устройства.

Это первый готовый элемент будущей системы очистки воды от железа, бактерий, всяческих вредных примесей и прочей «каки». Система у меня дома работает уже почти три года, показала себя как надёжная, удобная и вообще мне нравится. Качеством воды полностью доволен. Но настало время для модернизации. Появились новые требования (у меня), хочется чтобы было более удобное обслуживание, хочу чтобы вся информация о работе системы была постоянно перед глазами. Первую систему очистки воды я строил без всякого опыта и допустил некоторые ошибки, о которых непременно напишу в следующих статьях, но в целом было всего две незначительных поломки. В одной поломке виноват я, а в другой не качественное комплектующее изделие (опять я виноват, немного сэкономил и купил не то, что следовало).

Всё оборудование будет блочным (так возрастают возможности модернизации и упрощается ремонт), по возможности дешёвым и простым, чтобы многие могли повторить.

Для чего нужны белые проводки расскажу в одной из следующих статей. Указатель (сигнализатор) уровня воды готов.

Кабель, который идёт к датчикам уровня, можно поставить любой восьмижильный сигнальный, их продают сейчас всякие и в разных магазинах, которые занимаются сигнализацией, электрикой. Сечение жил и длина кабеля не играют особой роли. Есть кабели совсем тоненькие и дешёвые.

Как изготовить датчики уровня, нужно думать и изготавливать по месту применения. Контакты датчика выполнить лучше всего из нержавейки. Плюсовой общий электрод нужен массивный. Я делал из маленькой нержавеющей ложки, электрод работает нормально и совсем не поддаётся электрохимическому растворению. Места где припаиваются провода к электродам, лучше всего заизолировать при содействии любого клеевого пистолета (надёжно сохраняются от растворения).

Подключение геркона к arduino

Датчик готов, остается только подключить его к ардуино и написать простую прошивку. По сути, весь датчик состоит из одного геркона и магнита, все остальное, это просто корпус. Поэтому подключение элементарное: геркон не имеет полярности, поэтому все что нужно, это подключить одним электродом к 5V, а другим к любому цифровому или аналоговому пину. И не забыть притянуть геркон к земле через резистор номиналом от 10 кОм. Все то же самое, что и с обыкновенной кнопкой. Но на всякий случай, для ясности, ниже приведена схема подключения.