Електронний рівнемір. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Електронний рівнемір. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Початківцю радіоаматору

Коментарі до статті

[an error occurred while processing this directive]

У практиці радіоаматорів іноді виникає необхідність контролювати рівень рідини у закритих резервуарах. Такий аналоговий чи цифровий контроль з мінімальною дискретністю дозволяють здійснювати ультразвукові та ємнісні датчики рівня. Однак ці досить складні та дорогі прилади знаходять застосування лише у промисловості. Описані у статті електронні рівнеміри є дискретними та призначені для контролю рівня рідини у різних ємностях.

Пропоновані електронні рівнеміри дозволяють контролювати об'єм води або водяних розчинів, у тому числі й пом'якшеної води, яка використовується в системах опалення. Принцип дії рівнемірів заснований на значному зменшенні опору між контактами датчика при зануренні в рідину.

Схема першого варіанта рівнеміра показана на рис. 1. Дільник напруги, утворений одним з резисторів R1 - R6 та опором датчика, підключеного до одного з входів 1 - 6 і загальному дроту 7, задає логічний рівень напруги на вході інвертора. Останній одночасно виконує роль буферного елемента. Виходи інверторів підключені до світлодіодів, на основі яких і побудовано шкалу рівнів. Для захисту від можливих наведень та імпульсних перешкод на вході кожного інвертора встановлено інтегруючий ланцюг R7C3 - R12C8.

Електронний рівнемір

Включений світлодіод відповідає розімкнений стан датчика. Завдяки такому рішенню споживаний струм при зануренні всіх датчиків у воду або розчин, тобто при повністю залитій ємності, не перевищує 2 мА. Живити рівнемір можна від будь-якого стабілізованого джерела напругою 4...15 В. При живленні зниженою напругою (4 В) необхідно підібрати резистори R13 – R18 для забезпечення бажаної яскравості світлодіодів та резистори R1 – R6 за критерієм надійного спрацювання інверторів мікросхеми DD1.

Сумарний струм, споживаний рівнеміром під час спрацьовування всіх індикаторів, тобто. при випорожненні ємності, можна оцінити з розрахунку 4 мА на кожен вольт напруги живлення IW- Таким чином, при напрузі живлення Uпит = 4 споживаний струм складе 16 мА, а при 15 В - 60 мА.

Ескіз друкованої плати цього рівнеміра представлений на рис. 2.

Електронний рівнемір

Датчики рівнів розміщені на циліндричній трубі з діелектричного матеріалу. Кожен датчик виконаний з двох смужок мідної фольги шириною 10 мм, що віддаляються один від одного на відстані 10...20 мм. Одна зі смужок підключена до загального дроту, інша - до входу рівнеміру. На трубі розміщено шість датчиків. Провід віддатчиків пропущено всередині труби і підключено до кабелю за допомогою семиконтактного роз'єму. Завдяки такій конструкції один індикаторний блок можна використовувати із різними датчиками.

Кожен датчик відкалібрований на свій об'єм рідини і підключений до індикаторного блоку кабелем, виготовленим із семи проводів ПЕВ-2 діаметром 0,3...0,5 мм. В авторському варіанті довжина кабелю досягала 50 м. Оскільки блок індикації працює при постійній напрузі на логічних входах і має великий вхідний опір, принципових обмежень на довжину кабелю немає.

При повторенні конструкції можна використовувати будь-які КМОП мікросхеми, елементи яких включені як інвертори, наприклад К561ЛА7 Необхідно тільки змінити розведення провідників друкованої плати і кількість рівнів, що контретуються відповідно до числа інверторів в мікросхемі. Допустимо використовувати кілька мікросхем для збільшення числа контрольованих рівнів.

З мікросхемами ТТЛ серій, наприклад К155 або К555 запропонований рівнемір працювати не буде, оскільки ці мікросхеми вимагають значного вхідного струму.

Номінали резисторів на вході інверторів можна змінювати в широких межах: R1 - R6 - від 5 до 100 кОм; R7 – R12 – від 100 до 750 кОм. Місткість конденсаторів C3 - С8 повинна бути достатньою для ослаблення імпульсних перешкод та мережних наведень. Вона може досягати 1 мкф. Резисторами R13 - R18 встановлюють бажану яскравість світлодіодів HL1 - HL6, в якості яких підійдуть будь-які світлодіоди, що випромінюють світло у видимій області спектру і забезпечують достатню яскравість при споживаному струмі не більше 10 мА.

Доповнити та вдосконалити блок індикації дозволяє встановлення дешифратора та семисегментного індикатора. Оскільки стандартних дешифраторів для відображення стану датчиків, що відповідають наведеній схемі, немає, то як дешифратор вирішено було використовувати мікросхему РПЗУ К155РЕЗ. При цьому число контрольованих датчиків скоротилося до 5 (відповідно до розрядності адресної шини мікросхеми). Схема другого варіанта рівнеміра дана на рис. 3.

(Натисніть для збільшення)

Система датчиків і вхідних буферних елементів, як яких служать інвертори мікросхеми DD1, аналогічна використаної в першому варіанті рівнеміру. На вхід дешифратора, зібраного на мікросхемі DD2 дані надходять з виходів DD1.

Відповідно до прошивки, представленої в таблиці, на семисегментному індикаторі HL1 відображається інформація про максимальний рівень води в резервуарі.

Електронний рівнемір

Оскільки мікросхема РПЗУ К155РЕЗ, використана в даній конструкції, критична до напруги живлення, пристрій представлений на рис. 3 слід живити від джерела стабільної напруги 5 ± 0,25 В. У режимі індикації споживаний струм досягає 100 мА, тому використовувати автономне джерело живлення недоцільно. Для живлення індикатора рекомендується мережний випрямляч. На платі рівнеміру, виконаного за другою схемою (рис. 4), передбачено місце для встановлення інтегрального стабілізатора К142ЕН5, застосування якого дозволить підключати індикаторний блок до випрямляча з вихідною напругою до 15 В.

Електронний рівнемір

Про деталі конструкції. Як індикатор можна використовувати будь-який семисегментний індикатор із загальним катодом. До виходу дешифратора можна підключити також індикатор із загальним анодом. У разі необхідно інвертувати дані у таблиці програмування РПЗУ К155РЕЗ і включити струмообмежувальні резистори кожному виході РПЗУ. Анод індикатора з'єднується із плюсовим проводом живлення.

Дешифратор допустимо виконати і на РПЗУ інших типів та іншої ємності, а також на найпростіших ПЛІС, наприклад PAL16L8 і аналогічних, без тригерів у вихідних ланцюгах.

Автор: І.Цаплін, м.Краснодар

Дивіться інші статті розділу Початківцю радіоаматору.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Новий процесор Intel Pentium 4 14.02.2003

Корпорація INTEL оголосила про значне підвищення загальної продуктивності платформи для персональних комп'ютерів, представивши новий процесор Intel Pentium 4 з більш швидкодіючою системною шиною та новим набором мікросхем.

Нова платформа забезпечує більш збалансовану продуктивність системи, що уможливлює швидше виконання всіх операцій та скорочення часу обробки даних.

У новому наборі мікросхем, що підтримує технологію Hyper-Threading корпорації Intel і призначений для використання у високопродуктивних та багатофункціональних робочих станціях та настільних комп'ютерах, реалізовано дві технічні новинки. Вони підвищують швидкість передачі між процесором і підсистемою пам'яті, і навіть подвоюють швидкість, з якою комп'ютер здатний передавати дані з мережі.

Інші цікаві новини:

▪ Бінт подбає про рану самостійно

▪ Снеки з полуниці

▪ Віртуальний тренер з йоги від Panasonic

▪ 12 Тб SSD-сховище AKiTiO Thunder2 Quad Mini

▪ Новий колірний сенсор типу HDJD-S722-QR999

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Домашня майстерня. Добірка статей

▪ стаття Тримати ніс за вітром. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке бобслей? Детальна відповідь

▪ стаття Робота на високочастотних установках з виготовлення палітурних кришок. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Інструмент електрика. Довідник

▪ стаття Індуський кошик. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт