Автоматический насос для умывальника

Многие жители общежитий, частных домов, приусадебных участков и прочих помещений, где нет центрального водопровода, испытывают неудобство связанное с водоснабжением. Для помывки рук и лица в таких помещениях широкое распространение получили умывальники "мойдодыр". см. рис:

Умывальник представляет собой стойку на ножках, в которую встроена раковина, а сверху размещена ёмкость - бачок с ручным клапаном. Недостатком таких умывальников является малолитражная ёмкость всего 17 литров, поэтому приходится периодически добавлять туда воду, особенно если у такого умывальника много пользователей. Бак размещён сверху, поэтому не совсем удобно заливать туда воду. Со временем в баке появляются отложения, приходится его снимать, мыть и чистить. Неудобно из ручного клапана умывальника наливать воду в чайник, неудобно мыть посуду. Приходится дополнительно держать на кухне ведро с водой, чтобы ковшом черпать от туда. Но есть ещё один главный недостаток - умывальник "мойдодыр" не очень красиво смотрится в современной кухне. Многие мечтают поставить в общежитии небольшой красивый гарнитур с мойкой, такой же как в благоустроенной квартире, см рис:

Это пожалуй мечта каждой хозяйки, поставить в общежитии такой гарнитур да ещё с водой в кране. Соседи по комнате будут просто завидовать! Но отсутствие водоснабжения не даёт реализовать эту идею и приходится довольствоваться умывальником "мойдодыр".

В этой статье я хочу вам рассказать, как избавиться от умывальника "мойдодыр" и как оживить красивую мойку, сделать так, чтобы вода бежала из крана точно так же как в благоустроенной квартире.

В современной мойке под раковиной есть шкаф, в который спокойно может поместиться ёмкость с водой (фляга 30...40 литров). В данную ёмкость необходимо опустить погружной насос, который с помощью шланга будет соединяться с датчиком протока и краном. см. рис:

При открывании крана насос будет автоматически включаться, при закрывании - отключаться. В данном устройстве используется малогабаритный насос производительностью около 800 л/ч (данные взяты от производителя насоса). Этого вполне хватает, чтобы помыть руки и лицо, набрать воды в кастрюлю или чайник, помыть посуду.

Устройство состоит из датчика протока, насоса, крана, схемы управления и блока питания: датчик протока представляет собой подвижную крыльчатку с магнитом и датчиком холла. На али есть много разновидностей датчиков протока (ссылка). При работающем насосе и открытом кране проток воды заставляет крыльчатку вращаться. При вращении крыльчатки на выходном выводе этого датчика появляются прямоугольные импульсы. см рис:

Погружной насос (на али) представляет собой бесщёточный двигатель с вращающим магнитным ротором, на валу которого расположена крыльчатка. Большое преимущество такого насоса в том, что магнитный ротор находится в отдельном стакане и не имеет сальника. Под крышкой находится резиновая прокладка. Влаге трудно пробраться к обмоткам и электронной части моторчика. Внешний вид насоса 800 л/ч показан на рис:

Рассмотрим поэтапно работу устройства: для того, чтобы устройство работало нужно осуществить первоначальный запуск. Систему нужно заполнить водой. После подачи питания на устройство, сразу же включается насос и производится заполнение системы. Кран при этом должен быть открыт. После того как вода побежит из крана его необходимо закрыть. Насос отключится самостоятельно. Устройство готово к работе. Предположим, что нам нужно помыть руки. Поскольку система заполнена водой, то при вращении барашка при выключенном насосе, вода из горлышка крана будет пытаться убегать обратно во флягу. В этот момент провернётся крыльчатка датчика протока и микроконтроллер получит пусковой импульс. Включится насос и вода побежит из крана в раковину. После помывки рук и закрывании крана крыльчатка датчика протока перестанет вращаться. Микроконтроллер перестанет получать импульсы и выдаст команду на отключение реле и остановку насоса.

Рассмотрим электрическую схему устройства: Питается устройство от внешнего стабилизированного источника питания напряжением12в, выходной ток 2..3а. Можно применить импульсный, либо трансформаторный блок питания. Сердцем данной установки является микроконтроллер PIC12F629, к выводу 2 (GP5) которого подключен датчик холла, а с вывода 7 (GP0) сигнал поступает на базу транзистора, который управляет реле. С помощью нормально открытого контакта реле происходит коммутация электродвигателя насоса. Диод, шунтирующий обмотку реле служит для гашения электрических всплесков при отключении реле, тем самым защищает транзистор от электрического пробоя. Конденсатор на входе 0,1 мкф предотвращает попадание помех. Напряжение на питающую ногу 1 микроконтроллера и датчик холла поступает от источника стабилизированного напряжения 5в выполненного на микросхеме L78I05. Для индикации, настройки и проверки работоспособности схемы установлены контрольные светодиоды. Синий светодиод служит для контроля работы датчика протока, красный светодиод - для настройки программ, зелёный светодиод показывает работу насоса.

.

Данное устройство имеет 7 программ управления. Перед первоначальным пуском необходимо будет выбрать программу для эксплуатации установки.(для автоматического режима рекомендую выбрать 6-ую программу). Для того чтобы зайти в режим программирования нужно при отключенном питании нажать кнопку "прогр" и удерживать её, не отпускать! После чего подать питание на схему. Мы вошли в режим программирования. Удерживать кнопку "прогр" и смотреть сколько раз моргнёт красный светодиод. Количество миганий соответствует номеру программы. После выбора программы отпустить кнопку "прогр" и отключить питание. Программа записалась в память микроконтроллера. Затем снова включить питание. Устройство с выбранной программой готово к работе.

Устройство содержит семь программ и каждая программа может применяться по выбору пользователя. Описание программ: 1) При подаче питания включается насос и отключается при прекращении подачи питания (режим без датчика); 2) При подаче питания включается насос и отключается самопроизвольно через 30 сек (режим без датчика); 3) При подаче питания включается насос и отключается самопроизвольно через 1 мин (режим без датчика) ; 4) При подаче питания включается насос и отключается при закрытии крана (режим с датчиком); 5) Насос включается при открытии крана (при смене фронта импульса датчика) и отключается при закрытии крана (режим с датчиком); 6) Насос включается при открытии крана (при двойной смене фронта импульса датчика) и отключается при закрытии крана (режим с датчиком); 7) Насос включается при открытии крана (при тройной смене фронта импульса датчика) и отключается при закрытии крана (режим с датчиком).

Примечание: программы 5, 6, 7 - однотипные, отличаются количеством изменяющих фронтов импульсов для управления пуском. Применяются программы 6 и 7 при использовании пользователем длинного шланга, когда при закрытии крана возможен обратноход крыльчатки датчика протока.

Схема расположения элементов на печатной плате:

Печатная плата изготовлена из одностороннего стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, размерами 65х30 мм;

После сверления и обработки текстолита, устанавливаются и запаиваются компоненты;

Устройство уложено в пластиковую коробку. Сбоку просверлены отверстия для вывода проводов. Крышка изготовлена из прозрачного материала, чтобы была возможность наблюдать за состоянием светодиодов.

В крышке коробки просверлено отверстие и установлена кнопка выбора программ. Датчик протока, провод питания и электродвигатель насоса подключены к клеммным колодкам:

Правильно собранное устройство после заливки прошивки, подачи питания и установки нужной программы начинает работать сразу и в налаживании не нуждается.

При монтаже и сборке данного устройства соблюдайте правила электробезопасности!

Автор: Гильванов Альберт, г. Алапаевск

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Sprint-Layout
• Proteus
• Микроконтроллер
• PIC