Добрый день, друзья! Недавно в комментариях мне задали вопрос — как сделано у меня автоматическое наполнение бочки водой из скважины. С удовольствием отвечаю. Тем более, решение получилось простое, недорогое и надежное. Как говорится, поставил и забыл.
Изначально передо мной стаяла такая задача — мне требовалось, чтобы насос, который установлен в скважине, в автоматическом режиме наполнял бочку водой, подливая воду по мере ее расхода и отключался при ее заполнении. К надежности системы я предъявлял особые требования — бочка стоит в доме, поэтому всякие поплавки и механические датчики уровня я отмел сразу. Что-нибудь, когда-нибудь заклинит, и в доме будет потоп.
Поэтому я начал искать промышленное решение (хотя честно скажу, что покулибничать очень хотелось), но пришлось взять себя в руки и с достаточно большим трудом, перелопатив половину али, я нашел готовый блок для этой задачи!
Называется он XKC C352 2P
Контроллер насоса XKC C352 2P
Это просто находка! Блок готовый, да еще и крепится на DIN рейку. К нему нужно подключить только питание и насос. Два ультразвуковых датчика (кстати к блоку можно подключить и третий) надо закрепить на бочке, и он сразу готов к работе.
Контроллер уровня жидкости Датчик уровня воды
Датчики реагируют на жидкость с расстояния 10 мм, а пластиковая бочка, которую я приобрел, имела толщину стенки 5 мм, то есть срабатывать они должны. Такой блок на али стоит сейчас около 2 500 рублей.
Правда пришлось подумать, как датчики надежно закрепить на бочке. Клеить их не хотелось, так как я еще не знал какой уровень воды оптимально лучше поддерживать в бочке, поэтому нужна была регулировка датчиков по высоте в дальнейшем.
В итоге я закрепил их с помощью автомобильных жгутов, которыми закрепляется багаж. Прижим получился достаточно сильный, стенка бочки даже чуть прогнулась.
Правда пришлось напильником спилить верхушку светодиода датчика, чтобы на него не давила планка.
Таким образом датчики можно легко двигать вверх и вниз и при необходимости заменить:
Нажмите для воспроизведения
Когда датчик регистрирует жидкость, то на его корпусе загорается красный светодиод.
Удобная сигнализация срабатывания датчика
А сам блок расположил рядом с бочкой в щитке на стене:
В щиток завел питание, поставил автомат и внутри разместил фазосдвигающий конденсатор от насоса (это делать не обязательно, просто захотел убрать от него коробку) и еще поставил тумблер принудительного включения насоса.
Схема подключения питания и насоса наклеена прямо на блоке. Датчики подключены заранее продавцом
На самом блоке тоже есть кнопка вкл-выкл насоса:
Но я поставил независимый тумблер, на тот случай, если блок сломается, да и чтобы можно было включать насос не снимая корпуса щитка.
Длинна проводов датчиков один метр, но при заказе можно выбрать длину проводов до 10 метров, то есть с помощью такого блока можно управлять водокачкой. 🙂
К блоку можно подключить нагрузку до 1.6 кВт, если нагрузка больше, то нужен уже контактор, также в блоке есть маломощное реле (0.8 кВт) для подключения сигнализации в виде лампы, сирены и т.п.
Логика работы блока проста. Если уровень воды опустится ниже нижнего датчика, то включается насос, и как только вода поднимется до верхнего датчика, насос отключится. То есть нижний датчик насос включает, а верхний отключает.
Также можно подключить и третий датчик, он крепится на трубу, по которой закачивается вода в бочку, и если через некоторое время после включения насоса в трубу не пойдет вода, то блок насос отключит, тем самым не допуская или сухого хода насоса, или, например, если в трубопроводе замерзла вода. В общем, удачное устройство, рекомендую для разных самоделок.
Небольшое видео процесса работы:
Спасибо за внимание!
Источник: dzen.ru
Измерение уровня воды с помощью Arduino и водонепроницаемого датчика JSN SR-04T
Ультразвуковые датчики, также известные как сонары (SONAR), представляют собой электронные устройства, используемые для измерения расстояния до объекта при помощи излучения ультразвуковых волн. Кроме измерения расстояния они также используются в задачах обнаружения объектов и роботах, объезжающих препятствия. Ранее для измерения расстояния мы использовали ультразвуковой датчик HC-SR04 и на нашем сайте уже достаточно много проектов с использованием этого датчика. HC-SR04 – достаточно простой и дешевый датчик для измерения расстояний, но его недостаток заключается в том, что его нельзя применять в «жестких» условиях эксплуатации, в частности, его нельзя подвергать воздействию воды.
Поэтому в данной статье мы рассмотрим подключение к плате Arduino Nano ультразвукового водонепроницаемого датчика (Waterproof ultrasonic sensor) JSN SR-04T и измерение с его помощью уровня воды. Также кратко будут рассмотрены основные особенности и технические характеристики датчика JSN SR-04T. Дополнительно на нашем сайте вы можете посмотреть проект индикатора уровня воды на Arduino Uno и датчике HC-SR04.
Также теперь на нашем сайте есть значительно более подробная статья про принципы работы ультразвукового водонепроницаемого датчика SR-04T и его подключение к плате Arduino.
Необходимые компоненты
- Плата Arduino Nano (купить на Aliexpress).
- JSN SR-04T Waterproof Ultrasonic Sensor (ультразвуковой водонепроницаемый датчик) (купить на Aliexpress).
- ЖК дисплей 16х2 (купить на Aliexpress).
- Макетная плата.
- Соединительные провода.
Водонепроницаемый ультразвуковой датчик JSN SR-04T
JSN SR-04T представляет собой модуль водонепроницаемого ультразвукового датчика, который способен измерять расстояние на дистанциях 25-450 см с точностью 2 мм. Модуль датчика состоит из двух раздельных частей. Одна часть – это датчик, который непосредственно производит передачу и прием ультразвуковых волн, а вторая часть – это плата управления. По принципу действия JSN SR-04T очень похож на датчики парковки, которые устанавливаются в бамперах автомобилей.
Модуль датчика JSN SR-04T имеет водозащищенное исполнение датчика, отличается устойчивым функционированием в сложных условиях эксплуатации и высокой точностью измерения расстояния. Он может использоваться в системах дальнометрии, предотвращения столкновения с препятствиями, автоматизированного контроля, мониторинга движения объектов, контроля трафика, системах безопасности и искусственного интеллекта и многих других применениях.
Назначение контактов (распиновка) датчика JSN SR-04T представлены на следующих рисунке и таблице.
| № контакта | Название контакта | Назначение контакта |
| 1 | 5V | Напряжение питания |
| 2 | Trig | Входной контакт датчика. На него необходимо подать импульс длительностью 10 мкс чтобы запустить датчик в работу (чтобы он начал излучение ультразвуковой волны). |
| 3 | Echo | Выходной контакт датчика. После приема отраженной от препятствия ультразвуковой волны на этом контакте формируется импульс высокого уровня (high), длительность которого равна времени распространения ультразвуковой волны до препятствия и обратно. |
| 4 | Gnd | Общий провод (земля) |
Модуль датчика JSN SR-04T во многом похож на модуль ультразвукового датчика, но по сравнению с ним у него есть ряд преимуществ:
- в отличие от HC-SR04 у модуля JSN SR-04T непосредственно датчик не распаян на печатной плате модуля, вместо этого он закреплен на конце достаточно длинного кабеля (2,5 метра), поэтому чувствительный элемент датчика может быть удален на значительное расстояние от платы управления;
- чувствительный элемент датчика заключен в защищённый водонепроницаемый корпус, поэтому его можно размещать в жестких условиях эксплуатации и агрессивных средах.
Но несмотря на эти преимущества имеются и некоторые недостатки. К примеру, минимальное расстояние измерения у датчика JSN SR-04T составляет 20 см, в то время как у датчика HC-SR04 оно равно 2 см. Причина этого заключается в том, что JSN SR-04T имеет только один чувствительный элемент в то время как у датчика HC-SR04 их два – один используется для передачи ультразвуковых волн, а другой для приема. В результате этого чувствительному элементу датчика JSN SR-04T приходится переключаться двумя режимами (прием/передача), а на это требуется дополнительное время. Поэтому и минимальное расстояние измерения для датчика JSN SR-04T равно 20 см, а датчик HC-SR04 может измерять значительно меньшие расстояния благодаря наличию у него отдельных передатчика и приемника.
Основные технические характеристики и особенности датчика JSN SR-04T:
- рабочее напряжение: DC 5V (постоянного тока);
- ток в состоянии покоя (ожидания): 5mA;
- ток в рабочем состоянии: 30mA;
- частота ультразвуковой волны: 40 кГц;
- диапазон измерения расстояний: от 25 см до 4,5 м;
- длина кабеля: 2,5 метра.
Схема проекта
Схема подключения водонепроницаемого ультразвукового датчика JSN SR-40T к плате Arduino представлена на следующем рисунке.
Питание всех элементов схемы осуществляется от контакта 5V платы Arduino. Контакты Trigger и Echo ультразвукового датчика подключены к контактам D2 и D3 платы Arduino. Схема соединений платы с ЖК дисплеем представлена в следующей таблице.
| ЖК дисплей | Плата Arduino |
| VSS | GND |
| VDD | 5V |
| VO | к потенциометру для регулировки уровня контрастности |
| RS | D12 |
| RW | GND |
| E | D11 |
| D4 | D4 |
| D5 | D5 |
| D6 | D6 |
| D7 | D7 |
| A | 5V |
| K | GND |
Внешний вид собранной на макетной плате конструкции проекта показан на следующем рисунке.
Объяснение программы для Arduino
Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты.
Принцип работы платы Arduino с датчиком JSN SR-40T во многом похож на принцип ее работы с датчиком HC-SR04, подключение которого к плате Arduino мы рассматривали в этой статье.
Первым делом в программе необходимо подключить все используемые библиотеки, в нашем случае это библиотека LiquidCrystal.h для работы с ЖК дисплеем. Данную библиотеку можно использовать как в случае 4-битного подключения ЖК дисплея, так и в случае 8-битного его подключения.
Источник: microkontroller.ru
Поплавковый датчик уровня воды — проверка гистерезиса
Привет, друзья!
Коротенький обзорчик поплавкового датчика уровня воды для бака, бочки, аквариума и т.п.
Точнее даже не обзор самого датчика, а проверка его гистерезиса при работе — важный на самом деле параметр, про который нигде не пишут…
Всё началось с того, что меня этим летом затопило. Почти как в известном стихотворении Симонова:
Ты помнишь, Алеша, дороги Смоленщины,
Как шли бесконечные, злые дожди.
Хотя у меня не Смоленщина, а Подмосковье, но дожди этим летом были весьма конкретные. Такие, что пол-участка стояло в воде. Когда-то, давным давно, вдоль всех наших участков была прорыта канава, по которой все эти ливневые стоки уходили в голубые дали, и мы забот не знали.
Но когда ДСК приказали долго жить и всю землю растащили в частную собственность, все эти канавы тут же засыпали понаделав себе шикарные въезды и зеленые газончики. Никто же не думал, что летом может пойти дождь. Поэтому даже дренажными трубами не озаботились. Ну, в общем, теперь воде деваться некуда, крутись как хочешь.
Я решил выкрутиться, купив емкость для воды на 5 кубов и перекачивая в нее лишнюю воду из неглубокого дренажного колодца, выкопанного в самой низкой точке участка. 
Объем определялся самым распространенным объемом автобочки, которая будет приезжать и опустошать эту емкость при полном ее заполнении. А в перерывах между дождями воду можно использовать для полива.
Вот для автоматизации процесса наполнения мне и понадобился этот поплавковый датчик. Конструкция его элементарна. 
В неподвижной части установлен геркон, а в подвижной — магнитик. Уровень воды поднимается, магнитик приближается к геркону, он замыкается. Всё просто как апельсин. Замечу в скобках, что если этот поплавок перевернуть, то он может работать и наоборот — если нет воды, он замкнут, а когда уровень воды поднимается выше поплавка, геркон размыкается. Может для каких-то применений кому-то эта возможность тоже будет полезна.
У меня этот поплавок установлен в самом верху емкости и отключает насос в дренажном колодце, когда бак полностью наполнен. 
Поскольку геркон штука нежная и напрямую коммутировать им насос не совсем правильно, я подаю на него 24 В (от вот такого блока питания на DIN-рейку https://Aliexpress.ru/item/item/4000218099591.html) и дальше через промежуточное реле. А поскольку у промежуточного реле контакт перекидной, то при отключении насоса одновременно включается красная мигающая сигнальная лампа (вот такая https://Aliexpress.ru/item/item/32817426375.html), говорящая о том, что пора вызывать откачку. Эта сигнальная лампа стоит в поле зрения камеры видеонаблюдения (вот такой https://Aliexpress.ru/item/item/32848174859.html), которая выведена на телефон (вот ладно, хватит) и на этом система замыкается.
Теперь переходим к главному. Когда я это всё уже соорудил, меня посетила мысль (ну как обычно, когда всё уже сделано. ). А не будут ли волны на поверхности воды от струи от наполнительного шланга приводить к дребезгу контактов этого геркона и, соответственно, к прерывистой подаче напряжения на насос, что, очевидно, для него будет совсем не хорошо.
Первым и очевидным решением, которое пришло в голову, стало соорудить интегрирующий RC-фильтр, который бы давал задержку в срабатывании реле, за время которой вода бы поднялась настолько, чтобы дребезг закончился. Но прикидка номиналов показала, что емкость конденсатора для такого фильтра должна быть где-то порядка 50000 мкФ (на 30-50 В), что само по себе уже не дешевое удовольствие. И кроме того, это надо было как-то конструктивно оформить, засунуть в щиток… Короче, я подумал, что это не наш метод.
Покопавшись на али, я обнаружил, что сумрачный китайский гений уже придумал реле с задержкой включения, причем, регулируемой, которое получается по цене раза в два дешевле одного конденсатора, да и крепится на DIN-рейку, ничего городить не надо: https://Aliexpress.ru/item/item/4000660413787.html Если поставить такое реле вместо промежуточного и установить задержку срабатывания секунд на 15, как раз за это время вода наберется выше порога срабатывания поплавка и дребезг контактов заведомо прекратится.
Эврика, обрадовался я и тут же его заказал. Но… тут меня стали одолевать сомнения. А что если после наполнения бака пропадет электричество, а потом включится снова? Для дачи вполне возможная ситуация, хотя и весьма маловероятно, что это случится именно тогда. Что произойдет?
Несмотря на то, что бак полный, насос включится на эти 15 с задержки и получится перелив. А что если это произойдет несколько раз? Абсолютно маловероятная ситуация — но мы же советские инженеры, должны всё предусмотреть!
Значит, надо поставить второе реле задержки! На задержку подачи напряжения на насос. Причем, оно должно срабатывать позже, чем первое. Ну то есть подается электроэнергия, первое реле ждет 15 с и размыкает цепь насоса, а ещё через 5 с второе реле подает напряжение на (разомкнутый) насос. Тогда будет всё в порядке. Но как-то уж больно сложно…
Следующая мысль — поставить второй поплавок, чуть ниже. И тогда несложной схемой всего на одном промежуточном реле с дополнительной группой контактов можно будет организовать самоблокирующуюся схему, которая будет отключать насос по верхнему поплавку и включать по нижнему. Причем, из-за самоблокировки такое решение совершенно исключает дребезг контактов!
Но когда второй поплавок приехал, я решил все-таки проверить, а есть ли у него собственный гистерезис. Потому что на мой вопрос про это продавцу, у него сделались самые большие глаза в Китае…
Ну и вот теперь переходим к сути обзора (всё, что было выше, можно было вообще не читать, хе-хе).
Для проверки был собран такой вот стенд из подручных материалов (не зря я любил смотреть «очумелые ручки» с Бахметьевым. ). 
Забегая вперед, поясню, что верхняя пунктирная линия соответствует уровню воды, когда она достигает ровно середины поплавка. Верхняя сплошная риска — это уровень замыкания геркона. Нижняя сплошная — уровень размыкания. Ну то есть, во первых, гистерезис действительно есть. Во вторых, замыкание поплавка происходит чуть ниже середины поплавка.
В миллиметрах это выглядит примерно вот так. 
Ну а теперь вашему вниманию предлагается небольшое кино.
Вывод: не было у бабки забот, купила бабка порося… Можно было вообще с этим со всем не запариваться. 🙂
Ну и напоследок чертежик с указанием уровней срабатывания при разном положении этого поплавкового датчика:
Планирую купить +66 Добавить в избранное Обзор понравился +76 +139
- 10 сентября 2020, 13:37
- автор: OlegVlCh
- просмотры: 12172
Источник: mysku.me