מד מפלס מים. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מד מפלס מים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

במערכת אספקת המים של בית כפרי, אלמנט האחסון הוא חבית פוליאתילן בנפח 160 ליטר המותקנת בעליית הגג [1]. תוספת שימושית מאוד למערכת היא מד מפלס המים (נפח) המתואר במאמר זה בחבית.

החיישן של המונה המוצע הוא קבל שנוצר על ידי שתי לוחות של רצועות נייר כסף המורכבות אנכית על פני השטח החיצוניים של חבית פלסטיק בצדדים מנוגדים. הקיבולת של חיישן כזה תלויה באופן כמעט ליניארי במפלס המים: מ-7 pF לחבית ריקה ועד 270 pF לחבית כמעט מלאה. המחוון יכול להיות מולטימטר או מיקרו-אמפר חוגה.

כדי לקבל אות חשמלי פרופורציונלי לקיבול, נעשה שימוש בעיקרון ידוע - פולסים מלבניים מועברים דרך הקיבול הנמדד של החיישן ומיישר דיודה המורכב לפי מעגל הכפלת מתח. אם התנגדות עומס המיישר קטנה ונפילת המתח על פניה קטנה משמעותית ממשרעת הדופק, הזרם המיושר הממוצע הוא, בקירוב ראשון, פרופורציונלי לקיבול: I = U f C_д, כאשר U היא משרעת הפולסים פחות מפל המתח על פני דיודות המיישר; f - תדירות חזרת דופק; עם_д - קיבול חיישן.

ניתן להפעיל זרם זה על מיקרו-אמפר וניתן לבחור את תדירות הפולסים כך שקריאותיו יהיו פרופורציונליים ישירות לנפח המים בליטרים או באחוזים (מהנפח המרבי). אם תתקין נגד במוצא המיישר ותחבר אליו מד מתח דיגיטלי (מולטימטר במצב מדידת מתח), תוכל לקבל את אותו מידע בצורה דיגיטלית.

אורז. 1. סכימת מד (לחץ להגדלה)

התרשים של מטר כזה מוצג באיור. 1. הוא מורכב מחולל פולסים מלבני המורכב על שלושה אלמנטים לוגיים DD1.1 - DD1.3, שלב חיץ על אלמנט DD1.4 ומיישר על דיודות VD1 ו-VD2 עם קבל החלקה C4. הגנרטור פועל בתדר של כ-100 קילו-הרץ. עם מתח אספקה של 9 וולט, נפילת מתח על פני שתי דיודות של כ-1,2 וולט וקיבול חיישן של 270 pF, זרם המוצא המחושב באמצעות הנוסחה לעיל יהיה I = (9-1,2)x100x10³x270x10^-12 = 210x10^-6 = 210 µA. לכן, ירידת המתח המחושבת על פני הנגד R5 תהיה U_R5 = 210x10^-6x820 = 170 mV. המתח הנמדד בפועל עם חבית כמעט מלאה הוא פחות - כ-150 mV.

המונה מתוכנן לעבוד יחד עם המולטימטרים הדיגיטליים הנפוצים מסדרת M83xx, מימין באיור. 1 מציג את נקודות החיבור אליו. אם תגדיר את מגבלת המדידה במולטימטר ל-200 mV, הרזולוציה של המד (משקל הספרה הפחות משמעותית) תהיה 0,1 ליטר. כמובן שהשגיאה במדידת כמות המים תהיה גדולה יותר, בעיקר בגלל הצורה הלא גלילית של החבית. אם תגדיר את מגבלת מדידת המולטימטר ל-2 V, הקריאות יהיו בליטרים.

יש עניין לחבר את הפלט של מיישר המונה לכניסות המולטימטר כשהם מופעלים מאותו מקור. במולטימטר, אף אחת מהכניסות אינה מחוברת ישירות לספק הכוח, אך גם פלט ה-DC של המיישר אינו חייב להיות מחובר לאספקת החשמל. זה איפשר לחבר את יציאת המיישר ישירות לכניסות "COM" ו-"VΩmA" של המולטימטר, וכדי לחבר את פלט ה-AC של המיישר למקור החשמל, היה צורך להתקין קבל C3.

כל חלקי המונה מותקנים על לוח מעגל מודפס חד צדדי העשוי מרבד פיברגלס מסוכל בעובי 1,5 מ"מ, שציורו מוצג באיור. 2. נעשה שימוש נגדים קבועים - MLT, טרימר - מיובא CA9V או SP3-19a מקומי, קבלים C2 - K10-17, KM-5. דיודות KD510A ניתנות להחלפה בכל דיודות סיליקון בעלות הספק נמוך.

מד מפלס מים
אורז. 2. ציור לוח

לחיבור למקור החשמל, מעגלי המולטימטר ולחיישן, מולחמים פינים בקוטר 1 מ"מ מהמחבר מסדרת RP בלוח, ולחיבור למחבר החשמל של המולטימטר, בלוק מתשעה משומשים. סוללת וולט מולחמת לשני פינים. אפשרות להתקנת לוח המונה בתא הסוללות של המולטימטר M83x מוצגת באיור. 3. ספק הכוח (מתאם) ממגבר אנטנת טלוויזיה שימש כמקור מתח. בו, מייצב המיקרו-מעגל 12 V מוחלף במייצב של תשעה וולט (78L09).

מד מפלס מים
אורז. 3. אפשרות התקנת לוח

אם אתה משתמש במיקרו-אמפר ולא במולטימטר לצורך חיווי, אתה יכול להשתמש במטען 5 V מטלפון סלולרי כמקור מתח. במקרה זה, יש להגדיל את תדר הייצור על ידי בחירת קבל C2, ולבטל את הנגד R5. עם זאת, יש לזכור כי לעתים קרובות היציבות של המתח של המטענים נמוכה, ומתח המוצא עצמו עולה מעט על 5 V. לכן, יש צורך לבדוק תחילה כי המתח כמעט אינו משתנה בעת חיבור נגד עם התנגדות של 100...200 אוהם ליציאת המטען וכאשר מתח הרשת משתנה. אם זה לא המקרה, יש להתקין במוצא שלו מייצב משולב עם ירידת מתח נמוכה, מה שנקרא Low drop עבור מתח של 5 V, למשל LM2931Z-5.0 או KR1158EN5 עם כל אינדקס אותיות.

החיישן עשוי משתי רצועות של נייר אלומיניום בדרגת אפייה, ברוחב 120 מ"מ ובאורך המתאים לגובה החבית. לחיבורים משתמשים ברצועות צרות של רדיד נחושת, העוטפות בקצות רצועות נייר הכסף, ולרצועות אלו מולחמים חוטים העוברים ללוח. הרצועות מאובטחות לפני השטח של החבית באמצעות סרט אריזה דביק. אם המרחק בין הקנה ללוח הממיר הוא יותר מחצי מטר, כדי למנוע את השפעת הצימוד הקיבולי בין המוליכים, יש לחבר את החיישן לפלט של אלמנט DD1.4 באמצעות חוט מסוכך, המסך שלו. צריך להיות מחובר לפלוס או מינוס של מקור הכוח, ויש להפחית את ההתנגדות של הנגד R4 בחצי. אם המרחק בין הקנה למחוון הוא יותר משלושה מטרים, עדיף להפריד את הלוח והמחוון, תוך התקנת הלוח לא יותר מחצי מטר מהקנה.

התקנת המכשיר אינה קשה. אם מיקרו-אמפר מחוגה משמש כאינדיקטור, יש, ללא הלחמה בנגד R5, לבחור בקבלים C2 ובנגד R3 כדי להשיג קריאות (עם קנה כמעט מלא) המקבילות ל-150 ליטר, או 100%. בעת שימוש במולטימטר, זה מושג על ידי בחירת קבל C2 ונגד R5, כמו גם שימוש חלק בנגד R3. עיצוב החיישן מודגם באיור. 4. לצורך אינדיקציה, המחבר השתמש במולטימטר שנעשה לפני שנים רבות עם מחווני LED [2].

מד מפלס מים
אורז. 4. עיצוב חיישן

למכשיר ניתן להוסיף חיישן שני בצורת שתי חצאי טבעות אופקיות המחוברות לחלק העליון של הקנה, וניתן ליצור מכשיר אוטומטי שמכבה את המשאבה בעת מילוי הקנה. חצי טבעת אחת מחוברת לפלט של הגנרטור, השניה לכניסה של מיישר. קבל C3 אינו מותקן, הפלט התחתון של המיישר במעגל מחובר למינוס המקור, והפלט השני מחובר להתקן סף שמכבה את המשאבה. יש להתקין צינור עם שסתום סימון [1] כדי למנוע את ההשלכות של הצפת חירום!

ספרות

Biryukov S. אספקת מים בארץ. - CAM, 2015, מס' 6, עמ'. 12-14.
Biryukov S. מודד דיגיטלי נייד. - אוסף "לעזור לחובב הרדיו", כרך 100. 1988. - M.: DOSAAF, XNUMX.

מחבר: S. Biryukov

ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

להתאים לייזרים 17.08.2002

חברת "Vitus" הגרמנית פיתחה מערכת לתפירה מהירה. שלושה לייזרים ו-24 מצלמות וידאו מיניאטוריות מודדים את הלקוח בעשר שניות.

הנתונים המתקבלים נשלחים דרך האינטרנט למפעל הבגדים, ועד הערב ניתן לקבל את השמלה המוגמרת.

עוד חדשות מעניינות:

▪ עדשת Fujifilm Fujinon XF16-80mmF4 R OIS WR

▪ טרנזיסטורים דקים לעור אלקטרוני בלתי נראה

▪ מודולי IGBT עם השראות עופרת כוללת של 15 nH

▪ ציורים לפי דרישה

▪ כונני SSD של Toshiba מבוססי פלאש 15nm

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר ניסויים בפיזיקה. בחירת מאמרים

▪ מאמר משל של העיר. ביטוי עממי

▪ מאמר מתי אפשר לשחות ממש בקצה מפלי ויקטוריה בלי לחשוש להיסחף? תשובה מפורטת

▪ מאמר חישוב המיישר. מַדרִיך

▪ מאמר דיו למכתבים, דיו, צבעים. מתכונים וטיפים פשוטים

▪ מאמר ציוד בקרת רדיו לדגמים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר