Самодельный датчик уровня жидкости
Самодельный датчик уровня жидкости
О простом датчике уровня жидкости со звуковой индикацией.
Попросили меня изготовить такой датчик, точнее только электронную начинку. Корпус и электроды заказчик берётся изготовить сам. Не знаю, может ли это кому-нибудь пригодиться, но раз уже пришлось такую штуку изготовить, решил поделиться соображениями.
Самые интересные ролики на Youtube
Электрическая схема датчика уровня жидкости.
Предполагается, что в качестве датчика будут использоваться два металлических стержня погружаемых в жидкость.
Работа датчика основана на способности большинства жидкостей проводить электрический ток.
Высокая чувствительность датчика обеспечивается использованием логической микросхемы КМОП, основой которой являются униполярные (полевые) транзисторы с изолированным затвором.
Применённая в устройстве микросхема К561ЛА7 содержит четыре элемента «И-НЕ».
На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов, работающий на частоте около 3-х Гц. На картинке эпюра снятая на 4-той ножке микросхемы.
Наклон горизонтальных полок сигнала связан с тем, что скриншоты получены с экрана виртуального осциллографа, построенного на базе бюджетной аудиокарты. Стоит заметить, что найдётся мало аппаратных аналоговых осциллографов, которые способны вообще показать такую эпюру. О том, как построить такой осциллограф за пару часов, очень подробно написано в этой статье.
Генератор, собранный на элементах DD1.3 и DD1.4, работает на частоте около 1кГц. Эпюра с 11-той ножки микросхемы.
Работает схема следующим образом. Когда погружаемый датчик соприкасается с жидкостью, конденсатор C1 заряжается и запускает генератор DD1.1 – DD1.2, который, в свою очередь, каждые 350 миллисекунд запускает генератор на DD1.3 – DD1.4. В результате на выходе устройства появляется прерывистый звуковой сигнал, эпюра которого изображена на картинке.
Чувствительность устройства можно отрегулировать подбором резистора R1. Чем больше его величина, тем выше чувствительность.
Конденсатор C1 защищает высокоомный вход микросхемы от помех.
Транзистор VT1 на схеме приведённой выше – составной. Его можно заменить двумя транзисторами VT1, VT2.
Напряжение питания схемы 3… 15 Вольт. Если напряжение питания выше 5 - 6 Вольт, то можно ограничить ток транзистора и динамика, включив последовательно с динамической головкой балластный резистор.
Макетирование и монтаж.
Так как предполагалось делать довольно плотный монтаж, то перед окончательной сборкой схема была настроена на макете путём подбора номиналов резисторов R2 и R3 до приятного на слух соотношения частот обоих генераторов.
Это монтажный чертёж платы датчика уровня жидкости для сборки на стандартной макетной плате.
Схема собрана на отрезке макетной платы размером 20х25мм. Соединения выполнены одножильным изолированным монтажным проводом. Для крепления платы к корпусу предусмотрено одно отверстие.
Для удобства соединения с фурнитурой, выводы платы выполнены в виде медных штырьков. На картинке схема подключений питания, погружаемого датчика и динамической головки.
А это устройство, подготовленное для вручения заказчику.
Выделите ошибочный текст мышкой и нажмите Ctrl + Enter
Raul
Сомневаюсь, что что-то получится. Порог срабатывания можно было бы попытаться установить, подобрав стабилитрон или стабистор по напряжению стабилизации. Только, порог, при этом, всё равно будет размытым. Стабилитрон, это же не динистор, у которого есть только два состояния — открыто и закрыто.
Вы лучше обрисуйте всю задачу. Вы хотите построить датчик уровня жидкости с ноля или переделать уже существующий? Не стыкуются ваши данные никак у меня в голове. Я бы решил, что вы хотите заменить оригинальный узел поплавка в бензобаке на суррогатный с другими параметрами, но это тоже нелогично, так как, тогда бы ваш показометр начал бы врать. Поэтому, не зная параметров показометра, сложно судить о том, какое влияние на его показания окажет цепь резистора R3, особенно, если он уже показывает чёрт знает что.
Обычно, когда в схеме есть приборы вроде вашего показометра, схему просто макетируют, и все вопросы сразу снимаются. Ведь шкала показометра размечена не только с учётом передаточной характеристики потенциометра, конструкции поплавка, но, возможно, и формы бензобака. Насколько мне известно, современные бензобаки могут иметь довольно хитрую форму.
Проблема у меня в том что стрелочный указатель работает как надо, а вот сигнальная лампа не загорается при снижении уровня, там видимо произошел обрыв контакта который замыкается поплавком при определенном уровне. Теперь я хочу зажигать лампу через схему, при увелечении измерительного сопротивления до 250 Ом и далее.
Raul, пока не прояснилось.
Если замкнуть контакты поплавка, то показометр покажет полный бак.
Я исходил из того, что когда сопротивление потенциометра возрастёт, то ток потечёт через показометр в базу транзистора, что его и откроет. Если предположить, что при определённом повороте движка резистора сопротивление резко увеличится, то это и приведёт к зажиганию лампы. Порогом, в данном случае, будет служить переход база-эмиттер транзистора.
Чтобы внести изменения в схему, нужно знать напряжение на базе транзистора VT1 и величину тока, текущего через резистор R3. А так, можно ещё долго гадать.
Какое отношение схема, которую Вы нашли в сети, имеет к вашей оригинальной схеме?
Да именно так и происходит.
Нет никакого резкого изменения сопротивления нет, меняется все плавно во всем диапазоне.
Собрал и протестировал уже на машине, я вот эту схему (2 детальки красным цветом)
Все работает четко, порог срабатывания резкий и при этом настраивается. Вобщем то чего и хотелось, взамен штатной цепи (пунктиром).
Сейчас настроил на срабатывание, при остатке 5л, при этом сопротивление R1 = 285 Ом, а напряжение на нем 5,44 В. Пока подтвердился единственный недостаток, напряжение в бортовой сети при заведенном двигателе возрастает до 13,5 В, а на стоянке 12,2 В. Соответственно на пороге срабатывания лампа загорится только на ходу, ну это нормально, хуже было б если наоборот ))
Raul, изящное решение! Даже не подумал, что вместо того, чтобы подбирать стабилитрон, его можно «отрегулировать».