Andy Collinson
Описание
Схема предназначена для визуальной индикации уровня жидкости. Имеет звуковую сигнализацию с переключаемым порогом. Может использоваться в ванне, охлаждающих емкостях, в любых сосудах.
Проводимость жидкостей
Проводимость – это величина, обратная сопротивлению. Проводимость жидкостей зависит от температуры, объема и расстояния между датчиками. Проводимость водопроводной воды, измеренная при 25°C, равна примерно 50 мкС/см. Соответствующее сопротивление 20 кОм/см.
Описание схемы
Схема может использоваться с любой жидкостью, в которой сопротивление между двумя наиболее удаленными друг от друга датчиками не более 900 кОм. В схеме использован шестиканальный КМОП буфер типа 4050B, питающийся от напряжения 5 В. Между входом каждого буфера и землей подключены резисторы 10 МОм. "Общий" датчик изображен на схеме в самом верху и соединен с источником 5 В. Если датчик 1 разместить на расстоянии 1 см от общего, сопротивление воды между ними будет порядка 20 кОм. Верхний по схеме вентиль включится, и загорится светодиод LED1. Аналогично, если вода достигнет второго датчика, расположенного в 2 см от общего, загорится светодиод LED2, и т.д. Переключатель S1 предназначен для выбора датчика, срабатывание которого включит звуковой генератор, сделанный на вентилях КМОП микросхемы 4011B.
Расположение датчиков
Для подключения датчиков требуется 7 проводов. Я советую взять 8-жильный плоский кабель, применяемый в компьютерах. Первые две жилы можно объединить и использовать как общий датчик. Каждый следующий провод нужно обрезать до требуемой длины и снять с конца несколько миллиметров изоляции. Получатся вполне эффективные датчики. Расстояние между шестым датчиком и общим должно быть таким, чтобы сопротивление жидкости между ними было меньше 900 кОм. Это связано с тем, что напряжение менее 0.5 В воспринимается КМОП микросхемой как логический "0". Посчитаем, каким получается напряжение на делителе 900 кОм/10 МОм:
5 × (0.9/(0.9+10) = 0.41 В
Поскольку это напряжение меньше 0.5 В, оно будет воспринято вентилем как "логический 0", и светодиод загорится. При измерении уровня водопроводной воды с температурой 25°C, расстояние между верхним и общим датчиком может быть порядка 45 см. Если вы хотите измерять уровень воды при другой температуре, или вообще другую жидкость, лучше воспользоваться сначала омметром. Располагать датчики надо таким образом, чтобы общий был в самом низу, а за ним следовали датчик 1, 2, и наконец, в самом верху, датчик 6. В таком порядке они и будут переключаться по мере возрастания уровня жидкости.
