Ở nhiều gia đình và những nơi công cộng khác, nước ngầm được sử dụng, được bơm lên các bể chứa trên cao bằng máy bơm nước được điều khiển bằng động cơ điện. Điều khiển máy bơm thường là điều cần thiết để tránh lãng phí nước.
1. Tiếp điểm Bộ điều khiển mức nước
Đây là một mạch đơn giản để điều khiển máy bơm nước. Khi mực nước trong trên đầu xe tăng vượt quá mức yêu cầu, máy bơm sẽ tự động tắt và dừng quá trình bơm do đó ngăn chặn dòng chảy quá mức của nước. Nó sử dụng rơ le để cắt nguồn cấp cho máy bơm nước.
Mạch được xây dựng bằng cách sử dụng các thành phần sau:
- IC CMOS CD4001 : Nó là một vi mạch 14 chân đa năng có chứa 4 cổng NOR. Mỗi cổng NOR có hai đầu vào và một đầu ra. Như vậy IC có 8 chân vào và 4 chân ra, một chân Vcc (nối với nguồn điện áp dương) và một chân Vss (nối với nguồn âm). Các tính năng cơ bản của nó bao gồm - Điện áp cung cấp tối đa: 15V, Điện áp cung cấp tối thiểu: 3V, Tốc độ hoạt động tối đa: 4MHz. Nó có thể được sử dụng trong máy phát âm thanh, máy dò kim loại, v.v.
- Transistor BC547 : Nó là một bóng bán dẫn tiếp giáp lưỡng cực NPN và nó được sử dụng chủ yếu cho mục đích khuếch đại và chuyển mạch. Các tính năng của nó bao gồm độ lợi dòng điện tối đa 800, được sử dụng trong cấu hình CE khi được sử dụng như một bộ khuếch đại.
- Ắc quy : Nguồn điện một chiều 9V được cấp qua pin để cung cấp năng lượng cho mạch.
Mạch sử dụng IC CMOS CD 4001/4011 để điều khiển rơle. Cổng đầu vào 1 của nó được sử dụng để kết nối đầu dò để phát hiện mực nước. Một đầu dò được kết nối với cổng 1 của IC và đầu dò còn lại với mặt đất. Khi đầu dò A kết nối với cổng 1 của IC được thả nổi, đầu vào của cổng 1 vẫn ở mức cao và chân đầu ra 4 ở mức cao và transistor điều khiển rơle dẫn điện. Rơ le sẽ được kích hoạt. Nguồn điện của máy bơm nước được đấu nối thông qua tiếp điểm chung và KHÔNG của rơ le để khi rơ le bật thì máy bơm nước hoạt động. Đèn LED báo hiệu sự làm việc của rơ le. Khi mực nước tăng lên và tiếp xúc với các đầu dò A và B, ngõ ra của IC ở mức thấp và rơle ngắt điện để dừng bơm.
Ban đầu khi A và B không được kết nối, tức là mực nước ở mức thấp, chân đầu vào của IC ở mức logic cao và theo bảng sự thật cổng NOR, đầu ra tại chân 3 sẽ ở mức logic thấp. Vì chân 3 bị nối tắt đến chân 5 và 6, do đó đầu vào cho cổng NOR khác sẽ là tín hiệu mức logic thấp. Điều này cung cấp một tín hiệu logic cao đến chân đầu ra tương ứng 4. Khi dòng điện chạy qua điện trở đến chân của bóng bán dẫn, nó bắt đầu dẫn và hoạt động như một công tắc đóng. Rơ le được kết nối với bộ thu của bóng bán dẫn được cấp điện và các tiếp điểm NO được kết nối với tiếp điểm chung và máy bơm nước được cấp điện từ nguồn điện và bắt đầu hoạt động.
Bây giờ khi mực nước trong bể tăng lên sao cho các đầu dò A và B được nối với nước, dòng điện chạy qua chúng (Vì nước là chất dẫn điện) và các chân 1 và 2 được nối qua A và B với nguồn cung cấp âm của pin. .
Do đó, chân đầu ra3 ở mức logic cao, làm cho các chân đầu vào của cổng NOR khác ở mức logic cao và do đó chân đầu ra tương ứng ở mức logic thấp. Bóng bán dẫn bị cắt do thiếu dòng phân cực và rơ le được khử năng lượng tương ứng và nguồn cung cấp cho bồn nước bị cắt.
hai. Bộ điều khiển mực nước không tiếp xúc
Ngoài kỹ thuật đã thảo luận ở trên, có thể có một cách khác để kiểm soát mực nước trong bể bằng cách sử dụng kỹ thuật Siêu âm. Không giống như phương pháp trước, điều này không yêu cầu bất kỳ tiếp xúc với bể nước .
Hệ thống bao gồm các phần sau
- Nguồn cung cấp điện một chiều điều chỉnh để chuyển đổi nguồn điện xoay chiều thành điện áp một chiều điều chỉnh bằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu và bộ lọc cầu.
- Mô-đun siêu âm bao gồm một máy phát siêu âm và một máy thu để cảm nhận tình trạng mực nước của bể.
- Một bộ vi điều khiển hoạt động như một đơn vị điều khiển.
- Một bóng bán dẫn và một đơn vị MOSFET tạo thành đơn vị chuyển mạch
- Một rơ le để điều khiển ứng dụng của dòng điện vào máy bơm
- Một máy bơm là tải
Sơ đồ khối bộ điều khiển mực nước
Cảm biến siêu âm cảm nhận mức nước trong bể bằng cách truyền tín hiệu siêu âm về phía bể. Nước trong bể phản xạ lại các tín hiệu siêu âm, tín hiệu này được máy thu nhận. Tín hiệu siêu âm hoặc tín hiệu âm thanh nhận được được chuyển đổi thành các xung tín hiệu điện được đưa vào Bộ vi điều khiển. Các xung này biểu thị mức nước trong bể. Khi mực nước giảm xuống dưới mức nhất định, mô-đun siêu âm đưa ra chỉ báo thông qua tín hiệu điện và Bộ vi điều khiển theo đó điều khiển bóng bán dẫn đến tình trạng tắt, do đó làm cho MOSFET được bật và theo đó rơ le được cung cấp năng lượng và máy bơm được Bật nó lên. Trong trường hợp mực nước cao hơn mức ngưỡng, Bộ vi điều khiển sẽ tắt rơ le thông qua sự sắp xếp bóng bán dẫn và MOSFET, để tắt máy bơm.
3. Một chỉ báo mức nước kỹ thuật số
Hệ thống này chỉ được sử dụng để cảm nhận mức nước trong bể và hiển thị số đọc trên màn hình 7 phân đoạn.
Ở đây một bảng mạch gồm các dây dẫn được sắp xếp song song trong bể. Các dây này đóng vai trò là đầu vào cho Bộ mã hóa ưu tiên tạo ra đầu ra BCD dựa trên các kết quả đọc đầu vào. Bộ mã hóa ưu tiên điều khiển một tập hợp các bóng bán dẫn để cung cấp đầu vào cho Bộ giải mã BCD thành 7 đoạn sử dụng tín hiệu BCD để điều khiển màn hình LED 7 đoạn.
Chỉ báo mức nước bể chứa thông minh
Khi thiết bị đầu vào được đặt trong bồn nước, dòng điện chạy qua các dây dẫn được ngâm trong nước và theo đó số lượng đầu vào tương ứng ở trạng thái logic cao. Bộ mã hóa nhận đầu vào này và dựa trên mức độ ưu tiên của các đầu vào, đưa ra mã đầu ra kỹ thuật số tương ứng với đầu vào có mức ưu tiên cao nhất.
Do đó, nếu dòng điện chạy qua tất cả các dây, tức là bình đầy thì mã đầu ra sẽ tương ứng với mức cao nhất. Ở đây đơn vị đầu vào hoặc thang đo được chia thành 10 mức từ 0 đến 9. Trong trường hợp tất cả các đầu vào cho Bộ mã hóa ở trạng thái cao, đầu ra cũng là tín hiệu logic cao dẫn tất cả các bóng bán dẫn sang trạng thái BẬT, do đó tất cả đầu vào BCD đến 7 đoạn Bộ giải mã ở trạng thái logic thấp. Bộ giải mã BCD sang 7 đoạn chỉ đơn giản hoạt động như một bộ biến tần và do đó đưa ra tín hiệu logic cao ở tất cả đầu ra của nó và do đó mức cao nhất của 9 được hiển thị trên Màn hình.
