Главная » Автоматика в быту
Призовой фонд
на январь 2017 г.
1. 5000 руб.
Академия Благородных Металлов
2. 1000 руб.
Radio-Sale
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 600 руб.
От пользователей
5. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник

Защита насоса в скважине от забора воздуха

При работе водяных насосов в скважине или другой емкости возможен случай когда водоотдача скважины меньше производительности насоса. В этом случае происходит выкачивание воды до уровня заборной горловины и насос начинает захватывать воздух что может привести к выходу его из строя.

Поэтому возникла потребность в создании устройства, которое отключало бы насос при достижении уровня воды ниже уровня насоса и ожидало наполнения скважины.

Для контроля уровня воды возможно использовать два датчика на максимальном и минимальном уровнях воды или один на минимальном уровне с использованием задержки примерно равной времени заполнения скважины.

Для уменьшения количества элементов системы и упрощения ее настройки было принято решение использовать один датчик на минимальном уровне воды (1 - скважина, 2 - вода, 3 - насос, 4 - датчик уровня воды). 

Датчик уровня воды выполнен из квадратного двустороннего луженого куска стеклотекстолита размером 40 мм. Стеклотекстолит по краям пропитан не гигроскопичным веществом (например краска, лак и тому подобное) это необходимо для предотвращения ложного срабатывания в результате пропитывания стеклотекстолита водой. К противоположным сторонам стеклотекстолита припаивается двужильный провод типа ТРП или витой пары. Концы провода возле датчика необходимо также покрыть диэлектриком и обеспечить механическое крепление провода к датчику. Второй конец провода подключается к разъему Х2.

Устройство устанавливается после штатного выключателя (между насосом и выключателем) или вместо него. Подключение осуществляется к разъему Х1 (с верху вниз) "0" сети, фаза вход, фаза выход.

Устройство имеет три режима работы, которые устанавливаются трехпозиционным переключателем S1:
- Вкл. - насос включен постоянно.
- Выкл. - насос выключен.
- Авто - устройство управляет насосом в зависимости от наличия воды.

При включенном режима авто устройство проверяет наличие воды и при ее наличии запускает насос, который работает пока уровень не ниже уровня датчика. При отсутствии воды устройство останавливает насос на время, которое задается переменным резистором VR1. В приведенном устройстве задержка изменяется от 10 до 1034 секунды. После чего проверяется наличие воды и при ее наличии насос запускается.

Поскольку установка устройства производилось в помещении скважины, где влажность повышена - корпус имеет влагозащищенное исполнение, а места в которых образовывался зазор были промазаны клеем. Поскольку корпус полностью не герметичен проникновение влаги возможно с влажным воздухом из-за малого дыхания корпуса, которое происходит при изменении температуры внутри корпуса.

Основным элементом схемы является микроконтроллер ATtiny13A. Второй вывод микроконтроллера работает как вход, подтянутый к напряжению питания через внутренний резистор.Третий вывод контроллера работает как выход, который с помощью оптосимистора IC2 управляет симистором T3, который управляет насосом. Седьмой вывод микроконтроллера работает как аналоговый вход и измеряет напряжение на переменном резисторе VR1. Также в устройстве используется таймер и АЦП. В микроконтроллере используется внутренний RC генератор 4,8 МГц, из за чего возможны незначительные отклонения задержки.

Фьюз биты выставляются следующим образом:

Программа устройства представляет собой бесконечный цикл в котором опрашивается датчик и при наличии воды и выключенном насосе включает его, а при отсутствии воды отключает насос, считывает данные АЦП добавляет к ним 10, на основании чего с помощью таймера отрабатывает задержку после чего вновь проверяет датчик.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
IC1 МК AVR 8-бит
ATtiny13A
1 Поиск в FivelВ блокнот
IC2 Оптопара
MOC3061M
1 Поиск в FivelВ блокнот
T3 Симистор
BTB10
1 600ВПоиск в FivelВ блокнот
BR1 Диодный мост
КЦ407А
1 Поиск в FivelВ блокнот
C1 Электролитический конденсатор470мкФ 25В1 Поиск в FivelВ блокнот
C2 Электролитический конденсатор330мкФ 10В1 Поиск в FivelВ блокнот
C3-C5 Конденсатор0.1 мкФ3 smd 1206Поиск в FivelВ блокнот
C6 Конденсатор0.1 мкФ1 smd 0805Поиск в FivelВ блокнот
R1 Резистор
1.5 кОм
1 1 ВаттПоиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор
470 Ом
1 smd 1206Поиск в FivelВ блокнот
R3 Резистор
10 кОм
1 smd 1206Поиск в FivelВ блокнот
Резистор01 smd 1206Поиск в FivelВ блокнот
VR1 Переменный резистор1 кОм1 Поиск в FivelВ блокнот
T2 Трансформатор9В 0.3А1 Поиск в FivelВ блокнот
S1 Переключатель3 позиции1 Поиск в FivelВ блокнот
ISP Разъем2.54 мм. папа. 6 выводов1 Поиск в FivelВ блокнот
X1 Разъем3 вывода1 Поиск в FivelВ блокнот
X2 Разъем2 вывода1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 2
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 4 Проголосовало: 2 чел.

скважинный насос

Комментарии (22) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Zlodey #
Такое очень легко сделать и без МК. Достаточно просто усилителя для оптопары и RS-триггера. Вместо RS триггера можно применить реле с системой самообесточивания всей конструкции + насоса. Как только кончилась вода, устройство отключает насос и само себя. Схема там в пару транзисторов будет + симистор. Что-то вы огород нагородили, ещё и микроконтроллер повешали
Ответить
0

[Автор]
fntms #
Ваш первый вариант состоит из нескольких м/с, что усложняет плату. Второй вариант хорош по количеству элементов, но нужна задержка, которая позволит скважине наполниться, иначе насос за короткие промежутки времени будет вкл/выкл. Предложенный вариант достаточно прост в исполнении и настройке. Наверняка возможно еще упростить.
Ответить
0
proekt07 #
На МК всё же гибче получается. Если в процессе работы устройства вылезут какие-нибудь нюансы, можно быстренько скорректировать программно.
Ответить
0
BARS_ #
Такое продается готовое, выпускается в России фирмой Овен. Работает без всяких МК. Датчиком служит кусок прута из нержавейки, помещенный внутрь пластиковой водопроводной трубы. Вторым электродом служит труба, которой обсажена скважина. Датчиков 3 штуки, один из которых - авариный.
Ответить
0

[Автор]
fntms #
Вы однозначно правы на счет аварийного датчика, его нет в предложенном устройстве. Контроллер внутри сложнее и дороже внутри любой логической схемы, но он упрощает разводку. т.к. для аналогичного устройства потребуется только логики несколько корпусов (если брать 2 датчика) Постройте таблицу истинности с тремя входящими значениями и двумя исходящими. Два значения - сигнал от датчиков, третий сигнал от ячейки памяти, который указывает на уровень воды (убывающий например 0, возрастающий - единица), вычеркнуть из нее можно одно состояние - в котором на верхнем есть вода а на нижнем нету (или оставить его и формировать ошибку). Все это описать элементарными логическими функциями, даже если после этого провести минимизацию что получиться?
На сет трубы могу ошибаться но не все трубы железные, есть и бетонные, поэтому датчик в этом случае должен быть из двух электродов.
В описанном Вами приборе есть несомненное преимущество - уровень низкий - отключает, дошел до верхнего - включаем, то есть есть гарантированная фиксация уровней, чего не скажешь про предложенное устройство, в котором гаранитируется только нижний уровень, а верхний формируется временной задержкой, из за чего уровни могут отличаться в зависимости от колебаний производительности скважины, а также существует погрешность временной задержки так как используется встроенный RC генератор, частота которого может меняться при изменении внешних условий.
Ответить
+1
Cheetah #
Для управления насосом достаточно одного корпуса типа 555ЛА3 чтобы реализовать схему с тремя датчиками и аварийной защитой по сухому ходу. Контроллер для таких целей в некотором роде избыточен если на него не возложить дополнительных задач: работа по расписанию, защита от повышенного и пониженных напряжений и перекоса фаз, дистанционный режим с передачей состояния и т.п.
И самый существенный недостаток этой и подобных схем в том что не учтен электролиз - положительный электрод датчика будет постепенно растворяться. Практика показала что датчик, аналогичный по конструкции показанному в статье, приходит в негодность в аналогичной схеме включения примерно за 3-4 тысячи рабочих часов (т.е примерно за полгода при постоянном включении). Чтобы избежать подобного нужно питать датчик переменным двуполярным напряжением.
Ответить
0

[Автор]
fntms #
Спасибо! Второй вариант - опрос датчика, т.к. при переменном напряжении он наверное тоже будет растворятся в несколько раз медленнее и равномернее.
Ответить
0
BARS_ #
Для управления там счетверенный компаратор LM339, триггер ТМ2 и NE555. Ну и несколько транзисторов. Так там еще и режимы работы можно менять и чувствительность, плюс индикация сделана. А скважина стандартно обсаживается металлической трубой. Зовется эта штука САУ М7Е
Ответить
0
куко #
Правильно ли запитан динистор оптопары на схеме?
Ответить
0

[Автор]
fntms #
По идее да, 1,2 - светодиод, 4,6 - оптосимистор
Прикрепленный файл: 3061.png
Ответить
+4
CPU #
Нельзя датчик подключать к контроллеру напрямую. Обязательно должна быть развязка + ограничитель поступаемого сигнала + фильтр помех. При таком включении вероятность выхода со строя или сбоев контроллера очень большая.
Ответить
+1
Zlodey #
Это точно. От бешеных наводок МК запросто переклинит. Это же внешняя цепь с длинными проводами
Ответить
+1
zeconir #
Кроме того, как - то уж очень хиленько смотрится один единственный датчик.... Как уже упоминал ув. BARS, в продаже уст - во без МК, а датчиков несколько.
P.S. Кроме того, для установки времени, уж если на МК делать, желательно поставить кнопки и LED индикатор.
Ответить
-1

[Автор]
fntms #
Трудно не согласиться на счет прямого подключения, при этом устройство пока работает более полугода. На этот счет проводились измерения только касательно размера датчика.
На счет неиспользования МК писалось выше. Целью было создание простого устройства с минимальным количеством элементов, их выводов, проводов и датчиков. Второй датчик - еще как минимум один провод. Второй датчик тоже надо установить на нужный уровень. А если поставить без запаса и уровень воды в скважине уменьшиться на длительное время (уменьшиться уровень вод) - придется переставлять.
Индикатор тоже усложняет схему, это конечно выглядит интересней, но лишнее при том, что задержку раз выставил и устройство работает пока работает. Устройство должно состоять из минимально достаточного количества элементов. Незачем усложнять то, что не расширяется и не меняется при этом выполняет свои функции.
Ответить
0
BARS_ #
Ну так вот первая цель и не достигнута. Минимальное кол-во элементов - одна микра логики или компаратор, а не целый МК. Применение симистора здесь не оправдано, выгоднее применить реле. В данном случае - это тоже самое, что возить в целом товарном составе один ящик яблок. Это скорее попытка скрыть свое незнание логических схем... Как, впрочем. и схем на МК, т.к. сделана она безграмотно.
Отредактирован 17.09.2014 14:32
Ответить
0

[Автор]
fntms #
Хотя бы приблизительно опишите как работает ваша идея с логикой.
Почему вы считаете что реле лучше для этих целей?
И какие ошибки в схеме? Товарищ CPU немного выше написал конкретную ошибку. Напишите и вы.
Ответить
0
BARS_ #
С логикой можно упростить минимум в 2 раза, если не контролировать уровень в резервуаре. В заводской автоматике стоит компаратор для работы с датчиками и ТМ2 + NE555 для отработки нажатия кнопок и мигания светодиодами.

Реле лучше по тому, что его не надо охлаждать и в случае пробоя симистора насос останется работать постоянно. А в схеме ошибки все те же, про которые выше писали
Ответить
0
BARS_ #
И есть такая штука, зовется Реле защиты от сухого хода. Там вообще все на механике
Ответить
0
Zlodey #
Лень уже 3 корпуса логики спаять, проще пару строк кода написать...
Ответить
+2
Светлана #
Классный лисапед! Нет датчика контроля давления в системе.
У меня просто. Длинная трубка нержавейки и три геркона в ней. Нижний, номинал и аварийный. Триггер 176 и симистор. И весь лисопед. 6 лет тип-топ.
Ответить
0

[Автор]
fntms #
Герконы конечно намного надежнее, скажите у вас там магнит плавает?
Ответить
+2
Светлана #
Магнит в пластмассовом мячике, с герметичной трубкой по середине чуть больше диаметра трубки. Без датчика давления не возможно. Перельет, не дольет. Упало давление в системе насос включится если есть уровень воды. Еще ни разу не было отключения по уровню.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется сила тока?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Радиореле 220В
Радиореле 220В
Сатфайндер Программатор Pickit3
вверх