ในบ้านและสถานที่สาธารณะหลายแห่งจะมีการใช้น้ำใต้ดินซึ่งสูบขึ้นไปบนถังเหนือศีรษะโดยใช้ปั๊มน้ำซึ่งควบคุมโดยมอเตอร์ไฟฟ้า การควบคุมปั๊มมักเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียน้ำ
1. ติดต่อผู้ควบคุมระดับน้ำ
นี่คือวงจรง่ายๆในการควบคุมปั๊มน้ำ เมื่อระดับน้ำใน เหนือหัวถัง เกินระดับที่กำหนดปั๊มจะปิดโดยอัตโนมัติและหยุดกระบวนการสูบน้ำจึงป้องกันไม่ให้น้ำไหลล้น ใช้รีเลย์เพื่อตัดการจ่ายไฟไปยังปั๊มน้ำ
วงจรสร้างโดยใช้ส่วนประกอบต่อไปนี้:
- ซีมอส IC CD4001 : เป็น IC 14 พินอเนกประสงค์ซึ่งมี 4 ประตู NOR ประตู NOR แต่ละอันมีสองอินพุตและหนึ่งเอาต์พุต ดังนั้น IC จึงมีพินอินพุต 8 พินและพินเอาต์พุต 4 พิน Vcc หนึ่งพิน (เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าบวก) และหนึ่ง Vss (เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายลบ) คุณสมบัติพื้นฐาน ได้แก่ - แรงดันไฟฟ้าสูงสุด: 15V, แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำ: 3V, ความเร็วสูงสุดในการทำงาน: 4MHz สามารถใช้ในเครื่องกำเนิดเสียงเครื่องตรวจจับโลหะเป็นต้น
- ทรานซิสเตอร์ BC547 : เป็นทรานซิสเตอร์แบบแยกขั้ว NPN และส่วนใหญ่ใช้สำหรับการขยายและการสลับวัตถุประสงค์ คุณสมบัติของมันรวมถึงเกนกระแสสูงสุด 800 มันถูกใช้ในการกำหนดค่า CE เมื่อใช้เป็นเครื่องขยายเสียง
- แบตเตอรี่ : แหล่งจ่ายไฟ DC 9V จ่ายผ่านแบตเตอรี่เพื่อเปิดวงจร
วงจรใช้ CMOS IC CD 4001/4011 ในการขับเคลื่อนรีเลย์ ประตูอินพุต 1 ใช้เพื่อเชื่อมต่อหัววัดเพื่อตรวจจับระดับน้ำ หัววัดหนึ่งตัวเชื่อมต่อกับประตู 1 ของ IC และหัววัดอีกตัวหนึ่งเข้ากับพื้น เมื่อหัววัด A ที่เชื่อมต่อกับเกต 1 ของ IC ลอยอยู่อินพุตของเกต 1 จะยังคงสูงและพินเอาต์พุต 4 จะสูงและทรานซิสเตอร์ไดรเวอร์รีเลย์จะดำเนินการ รีเลย์จะเปิดใช้งาน แหล่งจ่ายไฟของปั๊มน้ำเชื่อมต่อผ่านทางทั่วไปและไม่มีหน้าสัมผัสของรีเลย์ดังนั้นเมื่อรีเลย์เปิดปั๊มน้ำจะทำงาน LED แสดงการทำงานของรีเลย์ เมื่อระดับน้ำสูงขึ้นและสัมผัสกับโพรบ A และ B เอาต์พุตของ IC จะอยู่ในระดับต่ำและรีเลย์จะไม่จ่ายพลังงานเพื่อหยุดการสูบน้ำ
เริ่มแรกเมื่อไม่ได้เชื่อมต่อ A และ B เช่นระดับน้ำต่ำขาอินพุต 1 ของ IC อยู่ที่ลอจิกสูงและตามตารางความจริงประตู NOR เอาต์พุตที่พิน 3 จะอยู่ที่ลอจิกต่ำ เนื่องจากพิน 3 ถูกย่อเป็นพิน 5 และ 6 ดังนั้นอินพุตไปยังประตู NOR อื่นจะเป็นสัญญาณลอจิกต่ำ สิ่งนี้ให้สัญญาณลอจิกสูงไปยังขาเอาต์พุตที่สอดคล้องกัน 4 เมื่อกระแสไหลผ่านตัวต้านทานไปยังฐานของทรานซิสเตอร์มันจะเริ่มดำเนินการและทำหน้าที่เป็นสวิตช์ปิด รีเลย์ที่เชื่อมต่อกับตัวสะสมของทรานซิสเตอร์จะได้รับพลังงานและหน้าสัมผัส NO จะเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสทั่วไปและปั๊มน้ำจะได้รับแหล่งจ่ายไฟจากแหล่งจ่ายไฟหลักและเริ่มทำงาน
ตอนนี้เมื่อระดับน้ำในถังสูงขึ้นจนหัววัด A และ B เชื่อมต่อผ่านน้ำกระแสจะไหลผ่าน (เนื่องจากน้ำเป็นตัวนำ) และหมุด 1 และ 2 เชื่อมต่อผ่าน A และ B ไปยังแหล่งจ่ายไฟเชิงลบของแบตเตอรี่ .
ดังนั้นขาออกขา 3 จึงอยู่ในระดับลอจิกสูงทำให้พินอินพุตของประตู NOR อื่น ๆ อยู่ที่ระดับลอจิกสูงดังนั้นขาออกที่เกี่ยวข้องจึงอยู่ที่ระดับลอจิกต่ำ ทรานซิสเตอร์ได้รับการตัดเนื่องจากไม่มีกระแสไบแอสและรีเลย์จะได้รับพลังงานที่สอดคล้องกันและจ่ายไฟให้กับ ถังเก็บน้ำ ถูกตัดออก
สอง. ตัวควบคุมระดับน้ำแบบไม่สัมผัส
นอกเหนือจากเทคนิคที่กล่าวไว้ข้างต้นแล้วยังมีอีกวิธีหนึ่งในการควบคุมระดับน้ำในถังโดยการตรวจจับโดยใช้เทคนิคอัลตราโซนิก ซึ่งแตกต่างจากวิธีการก่อนหน้านี้ไม่จำเป็นต้องมี สัมผัสกับถังเก็บน้ำ .
ระบบประกอบด้วยส่วนต่างๆดังต่อไปนี้
- แหล่งจ่ายไฟ DC ที่มีการควบคุมเพื่อแปลงแหล่งจ่ายไฟ AC เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ควบคุมโดยใช้วงจรเรียงกระแสและตัวกรองแบบบริดจ์
- โมดูลอัลตราโซนิกประกอบด้วยเครื่องส่งสัญญาณอัลตราโซนิกและเครื่องรับเพื่อตรวจจับสภาพระดับน้ำของถัง
- ไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งทำหน้าที่เป็นหน่วยควบคุม
- ทรานซิสเตอร์และหน่วย MOSFET ซึ่งเป็นหน่วยสวิตชิ่ง
- รีเลย์เพื่อควบคุมการใช้กระแสไปยังปั๊ม
- ปั๊มซึ่งเป็นโหลด
แผนภาพบล็อกควบคุมระดับน้ำ
เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกจะตรวจจับระดับน้ำในถังโดยส่งสัญญาณอัลตราโซนิกไปทางถัง น้ำในถังจะสะท้อนกลับสัญญาณอัลตราโซนิกซึ่งได้รับจากเครื่องรับ อัลตราโซนิกหรือสัญญาณเสียงที่ได้รับจะถูกแปลงเป็นพัลส์สัญญาณไฟฟ้าซึ่งใช้กับไมโครคอนโทรลเลอร์ พัลส์เหล่านี้แสดงถึงระดับน้ำในถัง เมื่อระดับน้ำลดลงต่ำกว่าระดับที่กำหนดโมดูลอัลตราโซนิกจะให้สัญญาณผ่านสัญญาณไฟฟ้าและไมโครคอนโทรลเลอร์จะขับเคลื่อนทรานซิสเตอร์ให้อยู่ในสภาพปิดซึ่งจะทำให้ MOSFET เปิดอยู่และรีเลย์จะได้รับพลังงานและปั๊มก็ เปิด. ในกรณีที่ระดับน้ำสูงกว่าระดับเกณฑ์ไมโครคอนโทรลเลอร์จึงจะปิดรีเลย์ผ่านทรานซิสเตอร์และการจัดเรียง MOSFET เพื่อปิดปั๊ม
3. ตัวบ่งชี้ระดับน้ำดิจิตอล
ระบบนี้ใช้เพื่อตรวจจับระดับน้ำในถังเท่านั้นและแสดงค่าการอ่านบนจอแสดงผล 7 ส่วน
ที่นี่แผงวงจรที่ประกอบด้วยการจัดเรียงขนานของสายนำถูกวางไว้ในถัง สายไฟเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นอินพุตไปยัง Priority Encoder ซึ่งสร้างเอาต์พุต BCD ตามการอ่านอินพุต Priority Encoder ขับเคลื่อนชุดทรานซิสเตอร์ซึ่งจะให้อินพุตไปยังตัวถอดรหัส BCD ถึง 7 เซ็กเมนต์ซึ่งใช้สัญญาณ BCD เพื่อขับเคลื่อนจอแสดงผล LED 7 ส่วน
ตัวบ่งชี้ระดับน้ำเหนือถังอัจฉริยะ
เมื่อใส่หน่วยอินพุตลงในถังเก็บน้ำกระแสจะไหลผ่านสายไฟที่จุ่มอยู่ในน้ำและจำนวนอินพุตที่สอดคล้องกันจึงอยู่ในสถานะลอจิกสูง ตัวเข้ารหัสได้รับอินพุตนี้และขึ้นอยู่กับระดับความสำคัญของอินพุตให้รหัสเอาต์พุตดิจิทัลที่สอดคล้องกับอินพุตที่มีลำดับความสำคัญสูงสุด
ดังนั้นหากกระแสไหลผ่านสายไฟทั้งหมดนั่นคือถังเต็มรหัสเอาต์พุตจะสอดคล้องกับระดับสูงสุด ที่นี่หน่วยอินพุตหรือมาตราส่วนแบ่งออกเป็น 10 ระดับตั้งแต่ 0 ถึง 9 ในกรณีที่อินพุตทั้งหมดของตัวเข้ารหัสอยู่ในสถานะสูงเอาต์พุตยังเป็นสัญญาณลอจิกสูงซึ่งขับเคลื่อนทรานซิสเตอร์ทั้งหมดให้อยู่ในสภาพ ON เพื่อให้ทั้งหมด อินพุตไปยังตัวถอดรหัส BCD ถึง 7 เซ็กเมนต์อยู่ในสถานะลอจิกต่ำ ตัวถอดรหัส BCD ถึง 7 เซกเมนต์ทำหน้าที่เป็นอินเวอร์เตอร์ดังนั้นจึงให้สัญญาณลอจิกสูงในเอาต์พุตทั้งหมดดังนั้นระดับสูงสุดที่ 9 จะปรากฏบนจอแสดงผล
