I många hem och andra offentliga platser används grundvatten som pumpas upp till tankar med vattenpumpar som styrs av elmotorer. Styrning av pumparna är ofta en nödvändighet för att undvika slöseri med vatten.
1. Kontakta vattennivåregulator
Här en enkel krets för att styra vattenpumparna. När vattennivån i över huvudtank överstiger den önskade nivån stängs pumpen av automatiskt och stoppar pumpningsprocessen, vilket förhindrar överflödet av vatten. Den använder ett relä för att stänga av strömförsörjningen till vattenpumpen.
Kretsen är byggd med följande komponenter:
- CMOS IC CD4001 : Det är en mångsidig 14-stifts IC som innehåller 4 NOR-grindar. Varje NOR-grind har två ingångar och en utgång. Således har IC 8 ingångar och 4 utgångar, en Vcc-stift (ansluten till positiv spänningsförsörjning) och en Vss (ansluten till negativ matning). Dess grundläggande funktioner inkluderar - Maximal matningsspänning: 15V, Minsta matningsspänning: 3V, Maximal driftshastighet: 4MHz. Den kan användas i tongeneratorer, metalldetektorer etc.
- Transistor BC547 : Det är en NPN bipolär övergångstransistor och används främst för förstärkning och växlingsändamål. Dess funktioner inkluderar maximal strömförstärkning på 800. Den används i CE-konfiguration när den används som en förstärkare.
- Batteri : En likströmsförsörjning på 9V ges via ett batteri för att slå på kretsen.
Kretsen använder en CMOS IC CD 4001/4011 för att driva reläet. Dess ingångsgrind 1 används för att ansluta sonden för att detektera vattennivån. En sond är ansluten till grinden 1 på IC och den andra sonden till marken. När sonden A ansluten till grinden 1 på IC är flytande förblir ingången till grinden 1 hög och utgångsstiftet 4 blir högt och relädrivtransistorn leder. Reläet aktiveras. Vattenpumpens strömförsörjning är ansluten via reläets gemensamma och NO-kontakter så att när reläet slås på fungerar vattenpumpen. Lysdiod indikerar hur reläet fungerar. När vattennivån stiger och kommer i kontakt med sonderna A och B, blir IC-utgången låg och reläet slås från för att stoppa pumpningen.
Inledningsvis när A och B inte är anslutna, dvs vattennivån är låg, är ingångsstiftet 1 på IC logiskt högt och enligt NOR gate-sanningstabellen kommer utgången vid pin3 att vara logiskt låg. Eftersom stift 3 är kortslutet till stift 5 och 6 kommer därför ingången till andra NOR-grindar att vara logiska låga signaler. Detta ger en logisk hög signal till motsvarande utgångsstift 4. När strömmen strömmar genom motståndet till transistorns bas börjar den leda och fungerar som en sluten omkopplare. Reläet som är anslutet till transistorns kollektor får energi och NO-kontakterna kopplas till den gemensamma kontakten och vattenpumpen får ström från elnätet och börjar fungera.
Nu när vattennivån stiger i tanken stiger så att sonderna A och B är anslutna genom vatten strömmar ström genom dem (eftersom vattnet är en ledare) och stiften 1 och 2 är anslutna genom A och B till batteriets negativa matning. .
Utgångsstiftet 3 är sålunda på logisk hög nivå, vilket medför att ingångstapparna för den andra NOR-grinden är på logisk hög nivå och således är motsvarande utgångsstift 4 på logisk låg nivå. Transistorn blir avstängd på grund av brist på förspänningsström och reläet blir avaktiverat på motsvarande sätt och strömförsörjningen till vattentank blir avskuren.
två. Kontaktlös vattennivåregulator
Förutom tekniken som diskuterats ovan kan det finnas ett annat sätt att kontrollera vattennivån i tanken genom att känna av den med ultraljudsteknik. Till skillnad från den tidigare metoden kräver detta inget kontakt med vattentanken .
Systemet består av följande delar
- En reglerad likströmsförsörjning för att omvandla nätaggregatet till reglerad likspänning med brygglikriktare och filter.
- En ultraljudsmodul bestående av en ultraljudssändare och en mottagare för att känna av vattennivån i tanken.
- En mikrokontroller som fungerar som en styrenhet.
- En transistor och en MOSFET-enhet som bildar kopplingsenheten
- Ett relä för att styra strömtillförseln till pumpen
- En pump som är lasten
Blockeringsschema för vattennivåregulator
Ultraljudsgivaren känner av vattennivån i tanken genom att sända ultraljudssignaler mot tanken. Vattnet i tanken reflekterar tillbaka ultraljudssignalerna som tas emot av mottagaren. Ultraljudet eller den mottagna ljudsignalen omvandlas till elektriska signalpulser som appliceras på mikrokontrollern. Dessa pulser anger vattennivån i tanken. Eftersom vattennivån sjunker under viss nivå, ger ultraljudsmodulen en indikation genom den elektriska signalen och mikrokontrollern driver följaktligen transistorn till avstängt tillstånd, vilket i sin tur gör att MOSFET slås på och följaktligen får reläet energi och pumpen påslagen. Om vattennivån är över tröskelvärdet stänger mikrokontrollen därför av reläet genom transistorn och MOSFET-arrangemanget för att stänga av pumpen.
3. En digital vattennivåindikator
Detta system används endast för att känna av vattennivån i en tank och visa avläsningen på en 7-segmentsdisplay.
Här placeras ett kretskort bestående av ett parallellt arrangemang av ledande trådar i tanken. Dessa ledningar fungerar som ingång till Priority Encoder som genererar en BCD-utgång baserat på ingångsavläsningarna. Priority Encoder driver en uppsättning transistorer som i sin tur ger ingång till BCD till 7 segment Avkodare som använder BCD-signalen för att driva 7-segmentets LED-display.
Intelligent luftnivåindikator
När ingångsenheten placeras i vattentanken strömmar ström genom ledningarna nedsänkta i vatten och motsvarande antal ingångar är följaktligen i högt logiskt tillstånd. Kodaren tar emot denna ingång och baserat på ingångarnas prioritetsnivå ger en digital utgångskod motsvarande ingången med högsta prioritet.
Således, om ström strömmar genom alla ledningar, dvs tanken är full, kommer utgångskoden att motsvara den högsta nivån. Här är ingångsenheten eller skalan uppdelad i 10 nivåer från 0 till 9. Om alla ingångar till kodaren är i högt tillstånd, är utgången också en hög logisk signal som driver alla transistorerna till ON-tillstånd, så att alla ingångarna till BCD till 7-segmentavkodaren är i lågt logiskt tillstånd. BCD till 7-segmentavkodaren fungerar helt enkelt som en växelriktare och ger därmed en hög logisk signal i hela dess utgång och därmed visas den högsta nivån på 9 på displayen.
