77_79.pdf

R A P O R T E P

Du¿a popularnoæ kitów Vellemana zachêci³a nas do publikowania cyklu artyku³ów Raport

EP, w których szczegó³owo opisujemy konstrukcje wybranych zestawów (na podstawie oryginal-

nych instrukcji). Przedstawiamy Czytelnikom uwagi dotycz¹ce monta¿u i uruchomienia ka¿dego

opisywanego kitu.

Wszystkie przedstawiane w Raporcie EP urz¹dzenia by³y zmontowane i uruchomione w labora-

torium EP przez dowiadczonych konstruktorów.

Czujnik poziomu cieczy

kit VELLEMAN K-2639

Czy przypadkiem nie

zapomnia³em zakrêciæ kranu?

Czy na pewno moja pralka

nie cieknie?

Czy poziom wody

w akwarium jest prawid³owy?

To tylko przyk³ady kilku

pytañ, na które próbujesz sobie

odpowiedzieæ przynajmniej kilka

razy w roku wychodz¹c

z domu. B³ahe niedopatrzenie

mo¿e przecie¿ spowodowaæ

prawdziw¹ katastrofê

w mieszkaniu.

Velleman wyszed³ naprzeciw

takim problemom, oferuj¹c

znakomite urz¹dzenie, dziêki

któremu mo¿na bez k³opotu

kontrolowaæ stan poziomu

cieczy w zbiorniku.

Prezentowane urz¹dzenie kont-

roluje poziom cieczy w jakim

zbiorniku i w razie przekroczenia

poziomu, uznanego za zbyt niski

lub zbyt wysoki, powiadamia u¿yt-

kownika na kilka sposobów.

Pierwszy z nich jest wizualny

i polega na przedstawieniu infor-

macji o poziomie cieczy za pomo-

c¹ trzech diod wiec¹cych. Jedna

z nich sygnalizuje zbyt wysoki po-

ziom cieczy, druga - wskazuje na

jej zbyt du¿y ubytek, a kiedy siê

pali trzecia z nich - mo¿emy spaæ

spokojnie, wszystko jest w najlep-

szym porz¹dku.

Druga mo¿liwa reakcja urz¹dze-

nia, to sterowanie przekanika, któ-

ry mo¿e za³¹czaæ dowolne urz¹dze-

nie zewnêtrzne. W wypadku, kie-

dy jest zbyt sucho lub zbyt mok-

ro, przekanik zostaje automatycz-

nie za³¹czony, a kiedy poziom cie-

czy znajduje siê miêdzy dwoma

progami, przekanik jest wy³¹czo-

ny. Dziêki zastosowaniu przeka-

nika z parami styków typu NO

i NC jest mo¿liwe odwrócenie spo-

sobu dzia³ania sterowanego urz¹-

dzenia.

Je¿eli niektórym z Czytelników

to nie wystarcza, nasz uk³ad jest

wyposa¿ony tak¿e w brzêczyk, któ-

ry podobnie jak przekanik w³¹cza

siê kiedy poziom cieczy wykracza

poza uznany za dopuszczalny.

Konstrukcja urz¹dzenia pozwa-

la na zamianê czujnika cieczy na

czujnik temperatury (termistor),

owietlenia lub wilgotnoci, dziêki

czemu urz¹dzenie staje siê bardzo

uniwersalne.

Jakby tego by³o ma³o, amatorzy

techniki komputerowej i mikropro-

cesorowej w prosty sposób mog¹

do³¹czyæ czujnik do ka¿dego PC-ta

lub systemu z procesorem jedno-

uk³adowym za porednictwem kar-

ty Velleman K2611.

Dane techniczne

zasilanie: 12..14VAC/300mA

lub 16..18VDC/100mA

Opis uk³adu

Schemat elektryczny ca³ego

uk³adu przedstawiono na rys.1 .

Wzmacniacz operacyjny U1a pra-

cuje w konfiguracji generatora prze-

biegu prostok¹tnego, którego czês-

totliwoæ wynosi oko³o 1kHz. Syg-

na³ ten dostaje siê do dwóch czuj-

ników SENSOR1 i 2 poprzez kon-

densatory C5 i C6, które podobnie

jak C4 i C7 separuj¹ sensory od

sk³adowej sta³ej, niepo¿¹danej ze

wzglêdu na zachodz¹ce w czujni-

kach zjawisko elektrolizy.

Za³ó¿my, ¿e SENSOR2 jest za-

nurzony w cieczy - opornoæ miê-

pr¹d zasilania: 80mA max.

wyjcie przekanikowe: 240V/3A

wymiary: 104x60x29 mm (p³ytka bazowa),

104x25x1,5 mm (p³ytka czujnika)

Elektronika Praktyczna 11/97

R A P O R T E P

dzy jego koñcówka-

mi spada do war-

toci kilkunastu ki-

loomów, dziêki cze-

mu sygna³ genero-

wany w U1A

przedostaje siê na

wejcie prostownika

z³o¿onego z diod D3

i D4, sk¹d po sca³-

kowaniu na C8 wy-

sterowuje wejcie

odwracaj¹cewzmac-

niaczaoperacyjnego

U1C. W efekcie

zawieci siê dioda

LD2 sygnalizuj¹ca

stan poredni ME-

DIUM, czyli pozio-

mu cieczy w do-

puszczalnych grani-

cach. Dioda LD3

pozostaje zgaszona.

Kiedy SENSOR2

wyschnie, wejcie

odwracaj¹ce U1c

znajdzie siê na po-

tencjale niskim, cze-

go efektem bêdzie

zawiecenie siê dio-

dy LD3, informuj¹-

cej o tym fakcie

(LOW).

Podobnie dzia³a

uk³ad z³o¿ony ze

wzmacniacza U1B

oraz elementów

towarzysz¹cych

wraz z diod¹ LD1,

której zadaniem jest

sygnalizowanie fak-

tu przekroczenia

dopuszczalnego,

górnego poziomu

cieczy. Przekanik

jest sterowany za

porednictwem

tranzystora T1, któ-

rego baza jest pola-

ryzowana z wyjcia

U1D.

Dioda D5 zabez-

piecza tranzystor

przed przepiêciami

podczas od³¹czania

cewki przekanika,

natomiast dodatko-

wa dioda LED

(LD4) informuje

o fakcie jego za³¹-

czenia. Uk³ad VR1

stabilizuje wejcio-

we napiêcie zasilaj¹ce na poziomie

wymaganych 12V, a kondensatory

C1, C2 oraz C10 filtruj¹ i blokuj¹

linie zasilaj¹ce uk³ad. Dodatkowa

dioda D6 zapobiega odwrotnemu

pod³¹czeniu zasilania do uk³adu.

W przypadku zasilania z transfor-

matora pracuje ona tak¿e jako pros-

townik jednopo³ówkowy.

Monta¿ uk³adu

Uk³ad elektryczny zmontowano

na jednostronnej p³ytce drukowa-

nej o wymiarach 104x60 mm. Mon-

ta¿ nale¿y przeprowadziæ zgodnie

z ogólnie przyjêtymi zasadami, u¿y-

waj¹c do lutowania lutownicy

o mocy maksymalnie do 60W oraz

dobrej jakoci lutowia (cyny).

Na pocz¹tku nale¿y wlutowaæ

rezystory, nastêpnie kondensatory,

za na koñcu elementy pó³prze-

wodnikowe i wielkogabarytowe - ta-

kie jak np. przekanik. Diody LED

mo¿na wlutowaæ z drugiej strony

p³ytki drukowanej, na wysokoci

odpowiedniej dla zastosowanej

obudowy.

Po³¹czenie miêdzy czujnikiem

a p³ytk¹ bazow¹ wykonujemy po-

czwórnym przewodem, ³¹cz¹c od-

powiednie punkty na obu p³ytkach

drukowanych. Na rys.2 przedsta-

wiono p³ytkê czujnika. Jest to jed-

nostronna p³ytka drukowana wyko-

nana z laminatu szklano-epoksydo-

wego o gruboci 1,5mm, z naniesio-

nymi czterema pocynowanymi

cie¿kami.

Rys. 1.

Testowanie czujnika

Uruchomienie czujnika rozpo-

czynamy od do³¹czenia zasilania.

Uk³ad mo¿na zasiliæ z transforma-

tora o wymaganym napiêciu wtór-

nym, ale lepiej zastosowaæ napiê-

cie sta³e o wartoci nominalnej dla

danego czujnika. Poniewa¿ czujnik

le¿y na biurku, powinna zawieciæ

siê dioda LD3, sygnalizuj¹c zbyt

niski poziom cieczy.

Po³¹czenie kawa³kiem przewodu

d³ugich cie¿ek na p³ytce czujnika

powinno objawiæ siê zapaleniem

diody zielonej LD2 - co sygnalizu-

je bezpieczny poziom cieczy. Do-

danie drugiej zwory pomiêdzy krót-

kimi cie¿kami powoduje zawie-

cenie diody LD1 oraz LD4, co

oznacza, ¿e poziom przekroczy³ do-

puszczaln¹ normê (za³¹czony prze-

kanik).

Elektronika Praktyczna 11/97

R A P O R T E P

Teraz zdejmujemy zworê pomiê-

dzy czujnikiem SENSOR1 (d³ugie

w¹sy) i diody: LD2 (MED)

i LD4 (RELAY) powinny siê

wieciæ. Zdjêcie drugiej zwory po-

miêdzy czujnikiem SENSOR2 (krót-

kie w¹sy) powinno spowodowaæ

zgaszenie LD4 (wy³¹czenie przeka-

nika) oraz diody LD2, a wiecenie

diody LD3 (LOW).

Teraz mo¿na przyst¹piæ do

sprawdzenia uk³adu. W tym celu,

najpierw nale¿y przyci¹æ p³ytkê

czujnika na wymagan¹ d³ugoæ, tak

aby odleg³oæ pomiêdzy dolnym

lustrem cieczy, a górnym jej pozio-

mem wskazywa³a na minimalny

i maksymalny poziom. Zauwa¿my,

¿e suchy czujnik zachowuje siê jak

izolator, za rezystancja mokrego

maleje od oko³o kilku do kilku-

nastu kiloomów. Wartoæ ta zale¿y

od przewodnoci elektrycznej ba-

danej cieczy, tote¿ w pewnych

przypadkach urz¹dzenie nie bêdzie

dzia³aæ prawid³owo, np. przy kon-

troli oleju transformatorowego, któ-

ry jest bardzo dobrym izolatorem.

Nale¿y mieæ to na wzglêdzie in-

staluj¹c przedstawione urz¹dzenie.

W razie zbyt ma³ej przewodnoci

cieczy mo¿na wykonaæ p³ytkê czuj-

nika w wersji z szerszymi cie¿ka-

mi. W celu unikniêcia elektrolizy

koñcówek czujnika w cieczy, pod-

czas pracy urz¹dzenia zastosowa-

no zmienne napiêcie pomiarowe

o czêstotliwoci oko³o 1kHz.

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1, R22: 1M

R16, R17: 68k

R18..R20: 4,7k

Kondensatory

C1..C8: 100nF

C9: 10

F/25V

C10: 1000

F/25V

Rys. 2.

C11: 22nF

Pó³przewodniki

U1: LM324

D1..D5: 1N914 lub 1N4148

D6: 1N4001..7

VR1: 7812

T1: BC547..9

LD1: LED czerwona

LD2: LED zielona

LD3: LED ¿ó³ta

LD4: LED dowolna

Ró¿ne

RY1: przekanik 12V/240V-3A

p³ytka bazowa K2639

p³ytka drukowana czujnika K2639

ko³ki monta¿owe lub z³¹cza typu

ARK

Producent kitu ostrzega, aby nie

u¿ywaæ czujników w miejscach

z materia³ami ³atwopalnymi (gazem)

lub wybuchowymi. Powodem tego

s¹ pojawiaj¹ce siê mikrowy³adowa-

nia na powierzchni elektrod po

wyschniêciu czujnika.

W przypadku u¿ycia czujnika

w rodowiskach aktywnych che-

micznie, np. przy kontroli pozio-

mu kwasów, konieczne mo¿e oka-

zaæ siê specjalne wykonanie elek-

trod, zapobiegaj¹ce korozji ich po-

wierzchni.

Elektronika Praktyczna 11/97

R2..R11: 47k

R12..R15: 680

R21: 12k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: