При работе водяных насосов в скважине или другой емкости возможен случай когда водоотдача скважины меньше производительности насоса. В этом случае происходит выкачивание воды до уровня заборной горловины и насос начинает захватывать воздух что может привести к выходу его из строя.
Поэтому возникла потребность в создании устройства, которое отключало бы насос при достижении уровня воды ниже уровня насоса и ожидало наполнения скважины.
Для контроля уровня воды возможно использовать два датчика на максимальном и минимальном уровнях воды или один на минимальном уровне с использованием задержки примерно равной времени заполнения скважины.
Для уменьшения количества элементов системы и упрощения ее настройки было принято решение использовать один датчик на минимальном уровне воды (1 — скважина, 2 — вода, 3 — насос, 4 — датчик уровня воды).
Датчик уровня воды выполнен из квадратного двустороннего луженого куска стеклотекстолита размером 40 мм. Стеклотекстолит по краям пропитан не гигроскопичным веществом (например краска, лак и тому подобное) это необходимо для предотвращения ложного срабатывания в результате пропитывания стеклотекстолита водой. К противоположным сторонам стеклотекстолита припаивается двужильный провод типа ТРП или витой пары. Концы провода возле датчика необходимо также покрыть диэлектриком и обеспечить механическое крепление провода к датчику. Второй конец провода подключается к разъему Х2.
Устройство устанавливается после штатного выключателя (между насосом и выключателем) или вместо него. Подключение осуществляется к разъему Х1 (с верху вниз) «0» сети, фаза вход, фаза выход.
Устройство имеет три режима работы, которые устанавливаются трехпозиционным переключателем S1:
— Вкл. — насос включен постоянно.
— Выкл. — насос выключен.
— Авто — устройство управляет насосом в зависимости от наличия воды.
При включенном режима авто устройство проверяет наличие воды и при ее наличии запускает насос, который работает пока уровень не ниже уровня датчика. При отсутствии воды устройство останавливает насос на время, которое задается переменным резистором VR1. В приведенном устройстве задержка изменяется от 10 до 1034 секунды. После чего проверяется наличие воды и при ее наличии насос запускается.
Поскольку установка устройства производилось в помещении скважины, где влажность повышена — корпус имеет влагозащищенное исполнение, а места в которых образовывался зазор были промазаны клеем. Поскольку корпус полностью не герметичен проникновение влаги возможно с влажным воздухом из-за малого дыхания корпуса, которое происходит при изменении температуры внутри корпуса.
Основным элементом схемы является микроконтроллер ATtiny13A. Второй вывод микроконтроллера работает как вход, подтянутый к напряжению питания через внутренний резистор.Третий вывод контроллера работает как выход, который с помощью оптосимистора IC2 управляет симистором T3, который управляет насосом. Седьмой вывод микроконтроллера работает как аналоговый вход и измеряет напряжение на переменном резисторе VR1. Также в устройстве используется таймер и АЦП. В микроконтроллере используется внутренний RC генератор 4,8 МГц, из за чего возможны незначительные отклонения задержки.
Фьюз биты выставляются следующим образом:
Программа устройства представляет собой бесконечный цикл в котором опрашивается датчик и при наличии воды и выключенном насосе включает его, а при отсутствии воды отключает насос, считывает данные АЦП добавляет к ним 10, на основании чего с помощью таймера отрабатывает задержку после чего вновь проверяет датчик.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IC1 | МК AVR 8-бит | ATtiny13A | 1 | |||
| IC2 | Оптопара | MOC3061M | 1 | |||
| T3 | Симистор | BTB10 | 1 | 600В | ||
| BR1 | Диодный мост | КЦ407А | 1 | |||
| C1 | Электролитический конденсатор | 470мкФ 25В | 1 | |||
| C2 | Электролитический конденсатор | 330мкФ 10В | 1 | |||
| C3-C5 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 3 | smd 1206 | ||
| C6 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 1 | smd 0805 | ||
| R1 | Резистор | 1.5 кОм | 1 | 1 Ватт | ||
| R2 | Резистор | 470 Ом | 1 | smd 1206 | ||
| R3 | Резистор | 10 кОм | 1 | smd 1206 | ||
| Резистор | 0 | 1 | smd 1206 | |||
| VR1 | Переменный резистор | 1 кОм | 1 | |||
| T2 | Трансформатор | 9В 0.3А | 1 | |||
| S1 | Переключатель | 3 позиции | 1 | |||
| ISP | Разъем | 2.54 мм. папа. 6 выводов | 1 | |||
| X1 | Разъем | 3 вывода | 1 | |||
| X2 | Разъем | 2 вывода | 1 | |||