Silicon Chip Online – Construir um …

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circuito de baixo custo acende um gráfico de barras de LED para indicar o nível em um tanque de água da chuva.

Existem dois métodos tradicionais para encontrar o nível de água num tanque de: (1) para baixo tocar o lado do tanque até que o som muda repentinamente; e (2) a remoção da tampa do tanque e mergulhando em uma vara de medição. O primeiro método é notoriamente não confiável, enquanto que o segundo método pode ser difícil e demorado.

Afinal, quem quer escalar em cima de um tanque de cada vez que você quiser saber quanta água está dentro dela?

É aí que este circuito simples entra. Ele usa cinco LEDs verdes arranjados em um display gráfico de barras para dar uma indicação clara de como o abastecimento de água está segurando. Os mais LEDs que iluminam, quanto maior for a água no tanque. Um sexto vermelha acende quando o nível do tanque cai abaixo de um limiar crítico.

Não há microcontroladores de fantasia ou displays digitais utilizados neste projeto. Em vez disso, ele usa apenas um punhado de peças comuns para manter o custo mais baixo possível.

Descrição do circuito

A Fig.1 mostra os detalhes do circuito. É baseado em um linear LM3914 LED driver dot / display bar (IC1), que dirige cinco LEDs verdes (LEDs 1-5). O pino 9 do LM3914 é amarrado alta de modo a que o visor está no modo gráfico de barras e a altura da coluna de LED verde indica que o nível da água no tanque.

A gama de grande escala do gráfico de barras depende da tensão no pino 6. Esta tensão pode ser variada usando VR1 de cerca de 1.61V para 2.36V. Depois, tendo em conta a tensão através do 390Ω resistor no pino 4, o que dá uma gama de grande escala que pode ser variada (usando VR1) entre cerca de 1.1V (conjunto VR1 a 0Ω ) E 2V (VR1 ajustado para 470Ω ).

By the way, se você está se perguntando onde todas as tensões acima de veio, basta lembrar que IC1 tem uma referência de tensão interna que mantém 1.25V entre os pinos 7 & 8. Isso nos permite calcular a corrente através VR1 e sua série 1kΩ resistor e uma vez que esta mesma corrente também flui através da série 1.5kΩ e 390Ω resistores, podemos calcular as tensões nos pinos 6 e 4.

Bem como a definição dos limites de escala do gráfico de barras, VR1 também ajusta o brilho dos LEDs 1-5 durante um pequeno intervalo. No entanto, este é apenas um efeito secundário – é a gama de grande escala que é importante aqui.

Tabela 1: Códigos de cores do resistor

Fig.2: seguir este esquema durante a instalação dos componentes na placa de PC. Note-se que algumas partes têm de ser omitidos para o funcionamento com bateria de 12V – ver texto.

Fig.3: este é o padrão de condicionamento de tamanho completo para a placa de PC. Verifique se o seu bordo cuidadosamente antes de instalar qualquer uma das partes.

Como resultado, o emissor de Q1 é agora de cerca de 10.2V o que significa que 0,8mA da corrente flui através do 2.2kΩ resistor de emissor. Uma vez que esta mesma corrente flui também através dos dois 1kΩ resistores de carga coletor, agora obter cerca de 0.8V DC aplicada ao pino 5 (SIG) do IC1. Isso faz com que os pinos 1 & 18 do IC1 para alternar baixa e por isso o primeiro LED verde (LED5) nas luzes gráfico de barras.

Note-se que Q1 é necessário fornecer uma unidade razoavelmente baixa impedância para o pino 5 (SIG) do IC1, enquanto se mantém a corrente através dos sensores de água abaixo do nível em que a electrólise torna-se um problema.

Indicação do nível crítico

A tomada eo conector RCA são ambos montados diretamente na placa do PC. Certifique-se de que todas as peças estão na posição correcta e que eles estão nos locais corretos.

IC2 é um temporizador IC 555 e que impulsiona LED6 (vermelho) para fornecer um aviso quando o nível da água cai abaixo do ponto de detecção mais baixo; ou seja, quando todos os LEDs verdes são extintos. No entanto, neste papel, IC2 não é utilizado como um temporizador. Em vez disso, ele está ligado como um detector de limiar e simplesmente muda a sua saída no pino 3 alto ou baixo, em resposta a um sinal no seu limite e gatilho entradas (pinos 6 & 2).

Funciona assim: normalmente, quando há água no tanque, LED5 está ligado e seu ânodo é de cerca de 2V. este "baixo" tensão puxa pinos 6 & 2 de baixo IC2 através de um 100kΩ resistor, de modo que estes dois pinos sentar-se abaixo da tensão de limiar inferior. Como resultado, a saída do pino 3 do IC2 é alta e LED6 está desligado.

No entanto, se o nível da água cai abaixo sensor 2, LED5 desliga eo ânodo de LED5 "saltos" a + 12V. Esta tensão excede a tensão de limiar superior do IC2 e assim pin 3 interruptores baixa e LED6 liga para dar o aviso de crítica de baixo nível.

A placa de circuito impresso em fixada ao fundo da caixa 10 milímetros usando dois espaçadores em uma extremidade, enquanto que a tomada de RCA fornece o apoio na outra extremidade.

Note-se que o pino de controle (pino 5) do IC2 está ligada à linha de alimentação positiva através de um 1kΩ resistor. Isso faz com que IC2 para mudar a limiares de 0.46Vcc (5.5V) e 0.92Vcc (11V) em vez do habitual 1 / 3Vcc e 2 / 3Vcc e é necessária para garantir que IC2 alterna corretamente para controlar LED6.

Energia para a unidade é derivada de abastecimento de um 12-18VAC plugpack. Este conduz um rectificador de ponte D1-D4 e sua saída é, em seguida, filtrada utilizando um 100mu; condensador electrolítico F e aplicado a um regulador de 12V 3-terminal (REG1). A saída do REG1 é, em seguida, filtrada utilizando um 10 MU; F condensador electrolítico e utilizada para alimentar o circuito.

Note-se que um trilho de alimentação regulada é necessária para assegurar que a indicação do nível de água não se altera devido ao fornecer variações.

Construção

A construção é simples, com todas as peças instaladas em uma placa de PC codificado 05104021 e medindo 80 x 50mm. Este é instalado em uma caixa de plástico padrão, com os LEDs tudo salientes através da tampa.

O mesmo se aplica aos capacitores eletrolíticos – certifique-se de instalar cada um com a sua liderança positiva orientado como mostrado na Figura 2.

Este é um sensor de nível de água completou o autor. Um peso pode ser ligado à extremidade inferior para manter o tubo recto de plástico quando ele está imerso no tanque.

Os LEDs estão equipados passado e deve ser instalado de modo que a parte superior de cada LED é 33 milímetros acima da placa PC. Isto assegura que todos os LEDs apenas sobressaem através da tampa quando a placa está montada no caso de espaçadores de 10mm. Certifique-se de que todos os LEDs estão corretamente orientados – a liderança ânodo é o mais longo dos dois.

operação Dot

Você pode facilmente converter o LM3914 (IC1) de bar em ponto de operação se é isso que você preferir. Tudo que você tem a fazer é cortar a secção mais fina da pista imediatamente à esquerda do 0.1mu; F capacitor e instalar um link fio entre os dois orifícios vagos no topo da placa perto IC1. Alternativamente, a ligação pode ser omitido (isto é, o pino 9 pode ser tanto puxou baixo ou para a esquerda circuito aberto).

Melhoria da Água Nível Sensor

Para um sensor de nível de água de longa duração, Bob Barnes, da Rádio RCS sugere que a sonda ser feitas de 19 milímetros conduta de plástico equipada com de aço inoxidável radiador ou bomba de combustível da mangueira-braçadeiras para os sensores.

Adequadamente fio de aço cromo-níquel ou aço inoxidável manga ("o bico") Pode então ser usado para fazer as ligações entre as braçadeiras e as resistências.

Você vai precisar usar Multicore Arax solda tubulares ou Litton Arax solda tubulares (disponível a partir Mitre-10), quando a solda nicrómio ou fio de aço inoxidável (ou seja, é necessário um fluxo corrosivo). Você pode comprar fio de nicromo de Dick Smith Eletrônica ou a partir Jaycar, enquanto fio de aço inoxidável devem estar disponíveis a partir de fornecedores de barco.

funcionamento da bateria

Fig.5: esta obra de tamanho completo pode ser usado como molde de perfuração para o painel frontal.

D1 permanece no circuito para proteger contra a conexão da bateria inversa.

tanques de metal

Assembléia final

A placa PC é montado na parte inferior do caso em duas 10 milímetros espaçadores e é protegido usando 3mm máquina parafusos, porcas e arruelas. Note-se que os cantos em uma extremidade da placa de circuitos impressos tem de ser removido para limpar os pilares no interior da caixa.

Você terá que remover esses cantos si mesmo usando um pequeno arquivo de serrote e rat-telha, se isso já não tiver sido feito.

Fig.6 mostra os locais dos dois orifícios de montagem da placa na parte inferior do caso. Você também terá que fazer dois furos em uma extremidade do caso, para que eles se alinham com a tomada da RCA ea tomada de energia quando a placa está instalada (ver figura 6).

A obra de arte do painel frontal (figura 5) pode ser usado como um modelo para a perfuração do painel frontal. Há seis furos a fazer aqui – um para cada LED – e estes são todos 5mm-dia. É uma boa ideia para rebaixe destes furos do lado de baixo da tampa usando uma broca de 6 mm, de modo a que os LEDs deslizar facilmente na posição quando a tampa é montada.

montagem do sensor

A parte superior do sensor de nível de água pode ser fixada à cisterna com um suporte adequado,

O sensor superior (S6) é colocado sobre 100-150mm abaixo da saída de descarga na parte superior do tanque, enquanto que os outros sensores são espaçadas uniformemente para baixo do tubo.

A extremidade de cada fio também devem ser alisadas antes empurrando-o para dentro do tubo, para evitar riscar o esmalte dos fios já no tubo. Deixar cerca de 150 milímetros de fios do lado de fora do tubo em cada ponto.

É uma boa idéia para cortar cada fio sucessiva para que ele se projeta 20 milímetros mais para fora do topo do tubo do que seu antecessor. Isto irá permitir-lhe identificar mais tarde, os fios individuais ao anexar os resistores.

Quando todos os seis fios ter sido instalado, o próximo passo é para soldar o fio de S1 para o "terroso" lado da figura-8 chumbo, cobri-lo com isolante sleeving e puxe o conjunto coberto para baixo cerca de 50 mm para dentro do tubo de 8 mm. Isto feito, os resistores podem ser soldadas aos seus fios apropriados.

Fig.6: Este diagrama mostra os detalhes de perfuração para o caso de plástico.

Empurre sobre 15 milímetros de 2,5 milímetros sleeving sobre cada fio antes de ligar a sua resistência. Este sleeving deve, então, puxado para cima sobre a articulação e a extremidade inferior de cada resistor depois de ser soldadas. Uma vez que todas as resistências tenham sido soldadas, os fios devem ser puxado para baixo de modo que as juntas são apenas no interior do tubo de 8 mm, como se mostra na fotografia.

Quando este processo estiver completo, haverá cinco resistências salientes a partir do topo do tubo de 8 mm. Suas ligações restantes, são torcidos em conjunto, soldada para o outro lado do cabo Figura-8 e coberta com um tubo de heatshrink. A outra extremidade do cabo Figura-8 está equipado com uma ficha RCA, com a vantagem da resistência de ir para o centro do pino e a vantagem do sensor de 1 vai para o lado da terra do conector.

O próximo passo é para raspar o esmalte dos 150mm comprimentos de fio em cada ponto de sensor e enrolá-las firmemente em torno do exterior do tubo. Um comprimento de 30 milímetros de tubulação de água 12,5 milímetros de cobre pode ser empurrado sobre sensor 1 para adicionar o peso e aumentar a área da superfície, se desejar.

Nota: em nenhum caso deve solda ser usado na parte submersa por causa de corrosão resultará da ação galvânica.

Finalmente, a extremidade do tubo de plástico e os orifícios podem ser seladas com silicone de cura neutra selante. No entanto, não recebem qualquer selante de silicone nos fios do sensor em espiral, pois isso irá reduzir a área de contato (e talvez torná-las ineficazes).

Ligando

Da mesma forma, quando os sensores 1, 2 & 3 estão imersos, LEDs 5 & 4 deve estar ligado e assim por diante até que todos os cinco LEDs verdes estão acesos

Finalmente, trimpot VR1 deve ser definido de modo que os LEDs apropriados luz como os sensores são progressivamente imerso em água. Na prática, você deve encontrar os dois extremos da faixa de panela em que as funções do circuito corretamente, em seguida, definir a meio caminho pot entre essas duas definições.

1 placa de PC, código 05104021, 80 x 50mm
1 caixa de plástico, 130 x 67 x 44 milímetros
1 PC-montagem soquete RCA
ficha 1 RCA
1 2,5 milímetros PC-montagem soquete de energia
1 12V AC 500mA plugpack
fio de bobina de 1,0 milímetros de cobre esmaltado 1 100 gm
8 milímetros-OD tubo transparente de PVC 1 comprimento para corresponder à altura do tanque de mais 200 milímetros
2 3 milímetros x 20 milímetros parafusos e porcas
2 10 milímetros espaçadores

1 LM3914 motorista dot / bar linear (IC1)
1 NE555 temporizador (IC2)
1 BC558 transistor PNP (Q1)
1 78L12 12V regulador (REG1)
4 diodos 1N4004 (D1-D4)
5 5 milímetros LEDs verdes (LEDs1-5)
1 LED vermelho 5 milímetros (LED6)

1 100mu; F 35VW PC eletrolítica
1 47mu; F 16VW PC eletrolítica
1 10 MU; F 16VW PC eletrolítica
1 0.1mu; greencap F

Resistores (0,25 W, 1%)

1 820kΩ 1 82kΩ
1 680kΩ 2 2.2kΩ
1 560kΩ 1 1.5kΩ
1 330kΩ 9 1kΩ
1 220kΩ 1 390Ω
1 100kΩ 1 470Ω trimpot

Ligeiros figura-8 cabo, 2,5 milímetros acabamento de PVC, tubos termoencolhíveis.

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