Простой контроллер и схема насоса: 13 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Недавний рабочий проект требовал, чтобы я периодически сливал воду из двух резервуаров. Поскольку оба слива резервуара расположены ниже уровня всех сливов в комнате, я бы наполнял ведра и перенаправлял воду в канализацию вручную. Вскоре я понял, что могу просто поставить насос в ведро, чтобы автоматически откачивать воду в канализацию всякий раз, когда опорожнялись резервуары. Это история о том, как мы с братом выполнили эту задачу.

Шаг 1: проектирование системы

В качестве помпы я выбрал очень маленькую фонтанную помпу. Эти насосы работают отлично, но у них нет системы управления, которая могла бы включать их при повышении уровня воды и, что более важно, отключать их, когда вода выкачивается из ведра. Поскольку ковш, который мы использовали, был довольно маленьким (2–3 галлона), большинство имеющихся в продаже поплавковых выключателей были слишком большими для системы. Однако на amazon.com я нашел несколько небольших поплавковых выключателей из нержавеющей стали и заказал один. Подключили выключатель к помпе и опробовали. Он действительно включал насос, когда в ведро добавляли воду, и он также выключал насос, когда уровень воды упал достаточно низко. Однако, когда насос отключится, вода в трубке потечет обратно в ведро и поднимет поплавок, снова включив насос. Насос будет постоянно включаться и выключаться, что очень быстро его разрушает.

Я немного покопался в Интернете и нашел относительно простую схему контроллера насоса, показанную выше. В этой системе используются два уровня поплавковых выключателей, реле на 12 В и реле на 120 В. для управления насосом. 12 В постоянного тока подается на поплавковые выключатели, которые обычно разомкнуты, когда не находятся в плавающем положении. Когда уровень воды поднимается, он поднимает нижний поплавок (Поплавок 1) и закрывает его. Это подает ток на общий вывод (COM) реле 12 В. Поскольку контрольный провод к реле 120 В подключен к нормально разомкнутому (NO) контакту реле, ток не проходит через реле на реле 120 В (насос остается выключенным). Когда уровень воды поднимается дальше и замыкает верхний поплавковый выключатель (Float 2), ток подается на катушку реле 12 В, которое замыкает соединение между контактами COM и NO. Теперь ток свободно течет к реле 120 В, которое включает насос. В этот момент насос отключится, как только уровень воды упадет до точки, при которой откроется верхний поплавковый выключатель. Однако между контактом NO и положительной стороной катушки реле добавляется петля обратной связи. Когда уровень воды падает и открывается верхний поплавковый выключатель, ток продолжает течь через нижний поплавковый выключатель, через контакты COM и NO и обратно к катушке реле, удерживая реле под напряжением и насос. Когда уровень воды падает достаточно низко, чтобы размыкать нижний поплавковый выключатель, эта цепь прерывается, и насос отключается. Поскольку два поплавка расположены на разных уровнях, вода в трубке не включает насос, когда она стекает обратно в резервуар, даже если замыкается нижний поплавковый выключатель.

Шаг 2: что мы использовали

Для этой сборки мы использовали следующие предметы:

(Если вы воспользуетесь моими ссылками, я получу небольшую комиссию. Спасибо)

1 печатная плата с 4 резьбовыми стойками и 8 винтами

1 диод

4 двухконтактных винтовых зажима

1 реле 12 В

1 твердотельное реле 120 В

1 двухуровневый поплавковый выключатель

1 блок питания 12 В постоянного тока

1 Фонтанный насос

1 большой корпус проекта

Некоторые застежки-молнии

Два болта 1/4 дюйма с гайками и шайбами

4 отрезка провода (подойдет калибр 16)

Шаг 3: Сборка печатной платы

Печатная плата является сердцем этой системы. Прежде чем что-либо делать с печатной платой, к ней прикрепляются четыре стойки.

Начните с просверливания небольшого отверстия прямо между четырьмя существующими отверстиями в печатной плате (где-то около центра платы). Это отверстие должно быть достаточно большим, чтобы в нем можно было разместить вывод COM реле 12 В.

Затем диод необходимо согнуть, разрезать и поместить в печатную плату так, чтобы он подключался через контакты катушки реле. Мы обнаружили, что контакты катушки для нашего реле были расположены на конце реле с ближайшим к нему контактом COM. После того, как диод вставлен в плату, провода можно загнуть за плату так, чтобы они почти касались контактов катушки. Это поможет спаять все вместе.

Наконец, четыре винтовых клеммы можно разместить на плате вокруг реле. Расположение этих терминалов не критично. Мы выбрали показанные места, поскольку они делают соединения на задней стороне платы максимально аккуратными.

Шаг 4: пайка платы

Когда все собрано на передней части печатной платы, всю плату можно осторожно перевернуть, а схемы припаять к плате. Самый простой метод создания «линий» припоя - это добавить небольшую каплю припоя в каждую точку соединения вдоль «линии», а затем соединить их вместе, чтобы сформировать схему.

Шаг 5: Подготовка корпуса

Корпус должен быть подготовлен для размещения всей электроники. Во-первых, с помощью вращающегося инструмента можно соединить четыре отверстия и сформировать квадратное отверстие в боковой части коробки, через которое проходит шнур питания. Мы также просверлили восемь отверстий на обоих концах корпуса. Эти отверстия можно соединить с помощью отрезного диска для образования вентиляционных отверстий в корпусе. Эти слоты предназначены для предотвращения перегрева корпуса, поскольку в нем будут размещаться как источник питания 12 В постоянного тока, так и реле 120 В.

Шаг 6. Закрепите блок питания в корпусе

Источник питания 12 В крепится к корпусу путем прохождения стяжек вокруг него и через отверстия, стратегически расположенные в нижней части корпуса.

Шаг 7: Подайте питание на печатную плату

Шнур, выходящий из блока питания 12 В (конец 12 В постоянного тока), обрезан (примерно в 6 дюймах от блока блока питания), и два провода обнажены, зачищены и прикреплены к соответствующим винтовым клеммам на печатной плате. монтажную плату можно прикрепить к корпусу, ввинтив еще 4 винта через отверстия в корпусе и в днища стоек.

Шаг 8: Добавление твердотельного реле в корпус

Твердотельное реле (реле 120 В) крепится к корпусу с помощью двух болтов 1/4 дюйма (длиной 1 дюйм), которые проходят через нижнюю часть корпуса и крепятся гайками и шайбами.

Шаг 9: Подача питания в систему

Питание для источника питания 12 В будет осуществляться от шнура фонтанного насоса, чтобы вся система могла использовать один шнур питания. Примерно 1,5 дюйма изоляции на шнуре насоса на расстоянии около 1 фута от насоса, обнажая три внутренних провода. Белый провод обрезается, так как он будет переключаться с помощью твердотельного реле. Необходимо зачистить небольшой участок черного провода. (Обратите внимание, что я также зачистил зеленый провод, но в этом не было необходимости, и мне пришлось заклеить его обратно). Я также перерезал шнур, ведущий к источнику питания 12 В (конец источника питания 120 В) на примерно в 1 футе от места подключения к источнику питания Два черных провода внутри этого шнура отделены и зачищены.

Как видно на втором рисунке, один черный провод, ведущий к источнику питания, припаян к оголенной части черного провода шнура насоса. Второй черный провод оборачивается вокруг обрезанного белого провода на конце шнура насоса в стороне от насоса (сторона, где он может напрямую получать питание от розетки). Оставьте пока этот провод непаянным.

Два провода калибра 16 длиной около 1 фута обрезаются, зачищаются и прикрепляются к двум обрезанным белым проводам шнура насоса. Эти провода будут подключены к стороне 120 В твердотельного реле. Все эти соединения теперь можно спаять, и все будет заклеено как можно лучше. Мне нравится использовать прорезиненную изоленту на внешней стороне таких соединений, поскольку она создает очень красивое водонепроницаемое уплотнение, которое выглядит лучше, чем обычная изолента.

Шаг 10: Подключите твердотельное реле

Теперь можно выполнить подключения к твердотельному реле на 120 В. Два провода от шнура питания подключаются к стороне реле 120 В переменного тока, где любой шнур может проходить к любой точке подключения. Между платой и реле 120 В подключаются два дополнительных провода, при этом важна полярность этих подключений.

Шаг 11: Установка поплавков и прикрепление их проводов к печатной плате

Поплавки устанавливаются в днище ковша через отверстие диаметром 3/8 дюйма, которое закрывается с помощью уплотнительного кольца, поставляемого с поплавками. Четыре провода от поплавков подключаются к четырем клеммным винтам на печатной плате. может потребоваться немного поэкспериментировать, чтобы определить, какие провода поплавка идут к какому поплавку. Мы обнаружили, что два черных провода были для нижнего поплавка, а красные - для верхнего.

Шаг 12: Установка насоса и испытательной системы

После того, как насос вставлен в розетку и помещен на дно резервуара, систему можно протестировать, подняв на поплавках. Когда нижний поплавок поднят, насос должен оставаться выключенным, но когда подняты нижний и верхний поплавки, насос должен начать работать. Когда высвобождается верхний поплавок, насос должен продолжать работать до тех пор, пока не будет отпущен нижний поплавок. Обязательно проведите этот тест быстро, поскольку насос не предназначен для работы без воды в баке.

Шаг 13: Заключение

Завершенный контроллер насоса был собран менее чем за сутки и работает, как ожидалось. Подобная установка может быть использована для любой дренажной системы отстойного типа.