کنترل کننده سطح آب چیست؟
کنترل کننده سطح آب سنسوری است که موقعیت یک مایع را اندازه گیری می کند که به عنوان سنسور سطح آب نیز شناخته می شود. این می تواند ارتفاع مایع را به خروجی سیگنال الکتریکی تبدیل کند تا ارتفاع سطح آب را کنترل کند. کنترل کننده سطح آب به طور گسترده ای در انواع تشخیص و کنترل صنعتی استفاده می شود، به ویژه در نیاز به دوباره پر کردن یا توقف خودکار آب به مناسبت، مانند دیگ های صنعتی، ساختمان های مدنی با استخر و غیره.
انواع مختلفی از کنترل‌کننده‌های سطح آب وجود دارد، از جمله کنترل‌کننده‌های سطح سوئیچ نی، کنترل‌کننده‌های سطح سوئیچ مغناطیسی شناور، کنترل‌کننده‌های سطح الکترود، کنترل‌کننده‌های سطح فشار و غیره. کنترل کننده سطح سوئیچ نی متشکل از کلید نی و آهنربای دائمی مناسب برای کنترل سطح آب یا هشدار سطح آب ظروف باز مانند مخازن آب، برج های آب و استخرها در ساختمان های صنعتی و عمرانی. از طرف دیگر، کنترل کننده سطح سوئیچ مغناطیسی شناور، سطح آب را از طریق بالا و پایین رفتن سوئیچ شناور کنترل می کند.
کنترل کننده سطح آب برج نوع خاصی از کنترل کننده سطح آب است که عمدتاً برای کنترل سطح آب برج آب استفاده می شود. هنگامی که سطح آب برج آب به سطح حد پایینی کاهش می یابد، کنترل کننده سطح آب برج آب پمپ را برای پمپاژ آب به داخل برج آب راه اندازی می کند. هنگامی که سطح آب برج آب به سطح حد بالایی می رسد، کنترل کننده سطح آب برج آب پمپ را خاموش می کند و پمپاژ آب را متوقف می کند. این رویکرد کنترل سطح آب را کاملاً خودکار بدون دخالت دستی امکان پذیر می کند.
علاوه بر این، کنترل کننده سطح آب را می توان با محافظ موتور نیز برای محافظت از موتور پمپ استفاده کرد و از آسیب موتور ناشی از سطح بسیار پایین یا خیلی زیاد آب جلوگیری کرد. در عین حال، کنترل کننده سطح آب دارای عملکرد سنجش جریان است که می تواند عملکرد پایدار و توانایی ضد تداخل قوی را تضمین کند.
به طور کلی، کنترل کننده سطح آب یک قطعه مهم از تجهیزات صنعتی است که تضمین می کند مایع در یک سطح از پیش تعیین شده در تجهیزات یا ظرف نگهداری می شود، از آسیب دیدن تجهیزات به دلیل بالا یا خیلی پایین بودن سطح آب جلوگیری می کند و پایداری و ایمنی تجهیزات را بهبود می بخشد.
اصل کار کنترل کننده سطح آب
کنترل کننده سطح آب برای نظارت بر موقعیت سوئیچ مایع استفاده می شود، کنترل کننده در یک انتها به پمپ متصل می شود، یک انتها به منبع تغذیه متصل می شود، زمانی که مایع در زیر موقعیت نقطه تشخیص قرار دارد، سنسور آب را تشخیص نمی دهد، طبق اصل خروجی یک سیگنال، به کلید پمپ متصل می شود تا اضافه شدن خودکار آب را باز کند. هنگامی که سطح مایع بالاتر از یک نقطه تشخیص مشخص است، سنسور سیگنالی را ارسال می کند، سوئیچ متصل به منبع تغذیه مجبور می شود برای توقف اضافه کردن آب بسته شود. حفاظت دوگانه تشخیص سطح مایع برای جلوگیری از سرریز شدن مخزن.
اصل کنترل کننده سطح آب تشخیص سطح آب از طریق پروب سنسور است، هنگامی که سطح آب به یک موقعیت خاص می رسد، تراشه داخلی سنسور سیگنال های سطح بالا و پایین را خروجی می دهد تا کنترل سطح مایع را محقق کند. این دستگاه دارای مصرف برق کم، اندازه کوچک، عملکرد ضد آب خوب و نصب و نگهداری بسیار راحت است.
در مرحله بعد، من قصد دارم برخی از نمودارهای مدار کنترل کننده سطح آب را با شما به اشتراک بگذارم، و همچنین نحوه عملکرد آنها را به طور خلاصه تجزیه و تحلیل کنم.
سهم نمودار مدار کنترل کننده سطح آب
1. استفاده از نمودار مدار کنترل کننده سطح آب میکروکنترلر 8051
این یک نمودار مدار کنترل کننده سطح آب با استفاده از میکروکنترلر 8051 است. نمودار مدار بر اساس اصل "رسانایی آب" عمل می کند. این دستگاه از چهار سیم غوطه ور در مخزن برای تشخیص و نمایش تغییر سطح آب استفاده می کند. میکروکنترلر داده های این سیم ها را تفسیر می کند، سطح آب را روی صفحه LCD نمایش می دهد و موتور را بر این اساس کنترل می کند.
هنگامی که مخزن آب خالی می شود، صفحه LCD کلمه "LOW" را نمایش می دهد تا به موتور سیگنال دهد که به طور خودکار شروع به کار کند. وقتی سطح آب به نقطه میانی رسید، ال سی دی "HALF" را نشان می دهد و موتور به کار خود ادامه می دهد.
هنگامی که مخزن به ظرفیت کامل رسید، LCD "FULL" را نشان می دهد که باعث غیرفعال شدن موتور می شود. هنگامی که سطح آب در مخزن به زیر یک آستانه خاص برسد، موتور دوباره راه اندازی می شود.
2. نمودار مدار کنترل کننده سطح آب با استفاده از میکروکنترلر 8051
این یک نمودار مدار یک کنترل کننده سطح آب با استفاده از یک میکروکنترلر 8051 است. نمودار مدار با قرار دادن یک پروب تغذیه ولتاژ مثبت در کف مخزن کار می کند. کاوشگرهای تشخیص سطوح 1/4، 1/2، 3/4 و FULL یک به یک بالای کاوشگر مثبت پایینی قرار دارند و با فاصله مساوی قرار دارند. اجازه دهید بالاترین کاوشگر را در نظر بگیریم که سطح FULL را نشان می دهد. سر دیگر از طریق مقاومت R16 به پایه ترانزیستور Q4 متصل می شود. هنگامی که سطح آب به حداکثر مقدار خود می رسد، جریان به پایه ترانزیستور Q4 می ریزد و باعث هدایت آن و در نتیجه افت ولتاژ کلکتور می شود.
کلکتور Q4 به P2.4 متصل است. ولتاژ پایین در P2.4 نشان می دهد که مخزن بالایی خالی است. هنگامی که سطح آب به زیر پروب کامل سطح آب می رسد، پایه Q2 باز می شود و آن را خاموش می کند. در نتیجه، ولتاژ کلکتور در P2.4 به شدت افزایش می یابد که نشان می دهد مخزن هنوز پر نشده است. پروب‌های حسگر باقی‌مانده (3/4، 1/2، 1/4) به روشی مشابه عمل می‌کنند و میکروکنترلر با اسکن پایه‌های پورت P2.4، P2.5، P2.6، و P{17}} سطح فعلی را تعیین می‌کند اگر همه این پایه‌های پورت بالا باشند (که نشان می‌دهد همه پروب‌های حسگر روشن هستند)، مخزن خالی است.
پمپ توسط پین پورت P0.5 کنترل می شود. هنگامی که پمپاژ شروع می شود، کنترل کننده P0.5 را در حالت پایین تنظیم می کند، ترانزیستور Q6 را فعال می کند، که به نوبه خود رله K1 را فعال می کند و پمپ را روشن می کند. در همان زمان، LED D6 روشن می شود تا نشان دهد که موتور در حال کار است. LED D7 به عنوان نشانگر پایین{8}}میز استفاده می شود. اگر سطح آب در مخزن سامپ کمتر از یک سطح خاص باشد، کنترل کننده P0.7 را کاهش می دهد و باعث روشن شدن LED D7 می شود.
3. نمودار مدار کنترل کننده سطح آب تماس
این یک مدار ساده برای کنترل پمپ آب است. هنگامی که سطح آب در مخزن سطح بالا از سطح مورد نیاز بیشتر شود، پمپ به طور خودکار خاموش می شود و فرآیند پمپاژ را متوقف می کند، بنابراین از سرریز شدن آب جلوگیری می کند. برای قطع برق پمپ از رله استفاده می کند.
مدار از CMOS IC CD 4001 / 4011 برای راه اندازی رله استفاده می کند. دروازه ورودی 1 آن برای اتصال یک پروب برای تشخیص سطح آب استفاده می شود. یک پروب به گیت 1 آی سی وصل شده و پروب دیگر به زمین متصل است. هنگامی که پروب A متصل به گیت 1 آی سی معلق است، ورودی گیت 1 بالا می ماند، پایه خروجی 4 بالا می رود و ترانزیستور درایور رله هدایت می شود. رله فعال خواهد شد. منبع تغذیه پمپ آب از طریق ترمینال مشترک رله و کنتاکت معمولی باز وصل می شود و هنگامی که رله درگیر می شود، پمپ آب کار می کند. LED وضعیت عملکرد رله را نشان می دهد. وقتی سطح آب بالا می‌رود و با پروب‌های A و B تماس پیدا می‌کند، خروجی آی‌سی پایین می‌آید و رله برق{14}می‌رود و پمپاژ متوقف می‌شود.
در ابتدا، زمانی که A و B متصل نیستند، یعنی زمانی که سطح آب پایین است، پایه 1 ورودی آی سی منطقی بالا است و با توجه به جدول حقیقت یا غیر{3}}درگاه، خروجی پین3 منطقی کم است. از آنجایی که پایه 3 به پایه های 5 و 6 کوتاه شده است، ورودی به گیت های دیگر یا غیر منطقی کم خواهد بود. این یک سیگنال منطقی بالا را به پین خروجی 4 مربوطه ارائه می دهد. هنگامی که جریان از مقاومت به پایه ترانزیستور می گذرد، شروع به هدایت می کند و به عنوان یک کلید بسته عمل می کند. رله متصل به کلکتور ترانزیستور روشن می شود، یک کنتاکت معمولی باز به کنتاکت مشترک متصل می شود و پمپ با برق اصلی تغذیه می شود و شروع به کار می کند.
حال وقتی سطح آب مخزن بالا می رود، پروب های A و B از طریق آب وصل می شوند، جریان از آنها می گذرد (به عنوان آب یک رسانا) و پایه های 1 و 2 از طریق A و B به منبع منفی باتری متصل می شوند و پایه های 1 و 2 خروجی به منبع منفی باتری متصل می شوند.
در نتیجه، پایه خروجی 3 در بالاترین حد منطقی قرار دارد و باعث می‌شود که پایه ورودی دروازه دیگر یا غیر منطقی بالا برود، و بنابراین پین خروجی 4 متناظر به پایین منطقی برسد. به دلیل عدم وجود جریان بایاس، ترانزیستور قطع می شود، رله نیز بر همین اساس قطع می شود و برق مخزن قطع می شود.
4. بر اساس نمودار مدار کنترل کننده سطح آب NE555
شماتیک مدار کنترل کننده سطح آب و نمودار پلاگین در شکل پیوست نشان داده شده است. در شکل، 555 یک ماشه اشمیت برای تکمیل عملکرد کنترل سطح آب است.
اصل کار نمودار مدار A، B، C در شکل پیوست سه نقطه تشخیص است. هنگامی که سطح آب به نقطه A افزایش می یابد، پمپ متوقف می شود، سطح آب کمتر از نقطه B است، پمپ کار می کند، به طور خودکار آب را به استخر اضافه می کند.
نقطه C در پایین استخر است که به منبع تغذیه VDD متصل است، زمانی که سطح آب کمتر از نقطه B است، 555 ②، ولتاژ پا 0، ③ خروجی پا در سطح بالا، VT1 رسانا، رله درگیر است، پمپ کار می کند.
هنگامی که سطح آب به نقطه B می رسد، نقاط C و B تحت تأثیر آب اتصال کوتاه{0}} دارند، به طوری که ولتاژ ②، ⑥ پین برابر با R3/(R{2}}R2+R1)*VDD، برابر با 1/2VDD (2.25V) است. این ولتاژ بیشتر از ② فوت (1/3) VDD، کمتر از ⑥ فوت (2/3) VDD، ③ پا برای حفظ سطح بالا بدون تغییر است، به اضافه کردن آب ادامه دهید.
هنگامی که سطح آب به نقطه A می رسد، نقاط C، B و A کوتاه می شوند به طوری که ولتاژ در پایه های ② و ⑥ برابر با R3/(R3+R2) * VDD است که برابر با (3.6V) است. این ولتاژ بیشتر از ⑥ پین (2/3) VDD، ③ سطح خروجی پایه پایین، قطع VT1، رله قطع می شود، به طوری که پمپ کار نمی کند.
