Приветствую уважаемых читателей! Несколько лет подряд я писал на тему нашего сервиса мониторинга автотранспорта, об оборудовании, которое производим, приоткрывая внутренние аспекты производства и работы в целом. В этой статье я хочу рассказать о полном цикле производства такого очень важного элемента работы систем GPS мониторинга и контроля, как датчик уровня топлива (поисковики его знают как ДУТ). Будет теория, все чертежи и схемы для сборки данного продукта. Кому интересно — читаем далее.
0. Вступление
Забегая вперед скажу, будет три статьи, в этой я расскажу о самом простом варианте определения уровня дизельного топлива (только дизельного, использование на бензиновой технике абсолютно запрещено, так как взрывоопасно). В следующих статьях, если конечно будет читателю интересно, рассмотрим цифровой датчик уровня топлива, а в самом конце я планирую выложить схему и прошивку устройства для мониторинга, которое описывал в данной статье.
1. Немного теории
При изменении уровня топлива в резервуаре изменяется относительная диэлектрическая проницаемость пространства между обкладками конденсатора, поскольку диэлектрическая проницаемость топлива и воздуха в общем случае различна. А так как емкость прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости изолятора, то в результате изменяется и электрическая ёмкость датчика. Датчики в большинстве своем изготавливаются из алюминия или меди, потому что они меньше всего подвержены влиянию агрессивных сред. Из многих способов измерения значения емкости конденсатора и последующим преобразованием его емкости в пропорциональное изменение постоянного напряжения на выходе, был выбран широтно-импульсный способ, как достаточно простой и надежный, но при этом обеспечивающий необходимый уровень точности измерения. Сразу требуется оговорка, это самый простой в плане финансов и достаточно простой в плане сборки ДУТ метод определения уровня дизельного топлива.
2. Описание работы электрической схемы датчика уровня топлива
Рис 2. Принципиальная схема датчика уровня топлива (ДУТ) (большая схема тут)
Для увеличения стабильности и точности показания все элементы схемы используются с минимальным температурным коэффициентом. Резисторы используются с 1% допуском, микросхемы выбраны с улучшенными параметрами в отличии от бытовых аналогов, например: SE555N вместо NE555N, а LM358D вместо LM258D.
На микросхеме U1 SE555N и элементах R1, R2 и C1 собран задающий генератор. Так как от него сильно зависит стабильность показания то в качестве конденсатора С1 используется прецизионный полистирольные конденсатор К71-7 1%, обычно их устанавливали в советские цветные телевизоры в задающие генераторы строчной развертки. Можно заменить чем-то современным, но доступность и цена этих конденсаторов делает их весьма привлекательными, да и родились они еще в далеком году, когда СССР весьма неплохо следил за качеством производимых элементов.
Для обеспечения линейной зависимости ширины импульса от уровня заполнения датчика топливом, на датчик топлива поступает зарядный ток от стабилизатора тока выполненного на микросхеме U3.2 и транзисторе Q1 BC856BT. Также путем изменения зарядного тока осуществляется настройка схемы на различные размеры датчиков. Настройка схемы осуществляется путем подбора резисторов R6 и R7, для получения 1.8-1.9 Вольт на выходе схемы, при «сухом» датчике.
С выхода 3 микросхемы U2 импульсы поступают на интегратор, собранный на элементах R8 и C6.
Далее интегрированное напряжение сформировавшись на конденсаторе C6 поступает на фильтр низких частот, выполненного на R10 и С10.
Затем постоянное напряжение поступает на усилитель постоянного тока, выполненного на микросхеме U3.1.
С выхода 1-й микросхемы U3.2 сигнал, через фильтр, выполненный на элементах R17, С12, С14 и С15 поступает на выход.
Резистор R16 используется для предотвращения самовозбуждения усилителя при работе на емкостную нагрузку.
Делитель выполнен на резисторах R9 и R11 обеспечивает необходимое постоянное смещение для работы усилителя постоянного тока в линейном режиме.
Стабилизатор напряжения для питания электронной схемы, размещён по классической схеме на микросхеме U4 LM317MDT.
В реальности это будет выглядеть примерно вот так:
График уровня топлива + скорость.
3. Чертеж датчика уровня топлива, материалы
РИС 3. Чертеж датчика уровня топлива (ссылка на большой чертеж)
Уже упоминалось, что используется в основном алюминий, как видно из чертежа, наружная трубка впаивается любым удобным способом в «голову» ДУТ. При производстве своих датчиков мы используем сварку, т.к. имеем к ней доступ, пусть не самый эстетически красивый вариант, но, надежен и проверен временем. Внутри используется алюминиевый стержень, для фиксации которого нарезается резьба в верней части. Втулки используются из специального фторопласта, который максимально толерантен к дизельному топливу.
4. Итог
На данном решении построены подавляющее большинство датчиков уровня топлива представленных на GPS рынке СНГ и мира. Каждый производитель вносит свои изменения для увеличения точности измерения уровня топлива, такие как акселерометр, температурные датчики, цифровая обработка сигнала и прочее. Представленная мною схема самая простая, готовая к работе, как говорится, в полях без каких либо сложностей. Уважаемый читатель с прямыми руками вполне может сделать любые доработки, которые можно использовать как для своих целей, так и для коммерческих нужд.
PS. Немного эротики про то как подобное добро устанавливается на технику можно посмотреть тут.
Скачать схему, прошивки и примеры печатных плат емкостного датчика уровня топлива.
Знать уровень топлива в баке не только «прикольно», но иногда жизненно необходимо. В некоторых случаях затруднительно оценить уровень топлива в баке из-за его расположения или недостаточной прозрачности. Для таких случаев и существуют датчики уровня топлива. На сегодняшний день наиболее распространены поплавковые датчики. Принцип работы таких датчиков достаточно прост. Поплавковый механизм в зависимости от уровня топлива в баке изменяет положение подвижного контакта потенциометра. Показание напряжения на потенциометре измеряются и преобразуются в человекочитаемый вид. Однако не всегда имеется возможность установить поплавковый датчик из-за его габаритов. Кроме того, в аппаратах, где крен является нормальным состоянием, например, сверхлегкие летательные аппараты, возможен перекос и подклинивание поплавкового механизма. Кроме того, положение бака в наземном и полетном положении может отличаться, что может внести изменения в работу поплавкового механизма. Однако существуют и другие способы измерения уровня топлива. Я говорю о
Принцип измерения и особенности
Этот способ основан на измерении электрической емкости датчика, которая, в свою очередь, зависит от уровня топлива. Датчик, с помощью которого измеряется уровень топлива, называют емкостным датчиком уровня топлива. Конструкция датчика достаточно проста и представляет собой не что иное, как конденсатор. Он состоит из двух обкладок, между которыми существует зазор, который может заполнять топливо. Исполнение датчика может быть в виде двух металлических пластин или вставленных одна в другую трубок. При этом поверхности двух электродов (обкладок конденсатора) не должны иметь электрического контакта, а промежуток между обкладками должен свободно заполняться топливом при погружении датчика и так же свободно освобождаться при уменьшении уровня топлива. Поскольку топливо заполняет пространство между обкладками конденсатора (датчика), его емкость изменяется. Этот способ подходит только для жидкостей, не проводящих электрический ток. Таким способом не получится измерить уровень воды. Бензин и другие виды жидкого топлива электрический ток не проводят. Измеряя электрическую емкость датчика можно оценить уровень топлива в баке. Хотелось бы обратить внимание на некоторые недостатки такого способа измерения. Дело в том, что диэлектрические свойства топлива могут изменяться при изменении химического состава топлива. Т.е. при смене типа топлива, возможно, придется калибровать прибор. Не смотря на это, такой способ позволяет устанавливать датчик в баке под углом, или даже монтировать в крышку заливной горловины бака. Датчик не имеет подвижных частей, что в некоторых случаях крайне необходимо.
Насколько безопасно помещать электрическую схему в бак? Многих беспокоит этот вопрос. А вдруг искра? Наша схема датчика питается напряжением 5В, а датчик заряжается через резистор в несколько мегаом. В этих условиях образование искры невозможно. Напряжение в 5В ничтожно мало для возникновения искры пробоя. Кроме того, в баке любого автомобиля уже «плавает» электрический датчик уровня топлива. Низкие напряжения и токи не могут вызвать искру и возгорание топлива.
Я не ставил перед собой задачу получить супер точный датчик, способный измерить уровня топлива в 1мм и погрешностью в 0,1%, хотя это вполне возможно. Учитывая, что датчик создавался для аппаратов, где топливо в баке будет подвижно, нас вполне устроит бюджетный вариант с погрешностью в 5%.
Немного о конструктивных особенностях. Для уменьшения паразитных емкостей измерительная схема должна находиться в непосредственной близости от датчика. Не допускается подключение датчика к измерительной схеме с помощью проводов более 20 мм. Другими словами измерительная схема должна быть на датчике, датчик в баке, в то время, как дисплей должен находиться возле человека на некотором расстоянии от бака. Поэтому, конструктивно схема измерения уровня топлива разделена на два модуля — модуль емкостного датчика топлива и модуль отображения. Эти два модуля связаны между собой тремя проводами по двум из них подается питание к модулю датчика, по третьему — от модуля датчика передаются данные в цифровом виде к модулю отображения. Это позволило решить вопрос с передачей данных на несколько метров, и дает возможность конструктивно изменять модуль отображения. При этом схему модуля датчика модифицировать не придется.
Схема модуля датчика и модуля отображения
Схема модуля датчика основана на измерении времени заряда датчика. Чем выше уровень топлива, тем выше емкость датчика, тем больше времени потребуется для заряда датчика (конденсатора). Работает схема следующим образом. Используется встроенный в микроконтроллер ATMega8A аналоговый компаратор. На вход компаратора PD7 подается половина напряжения питания через резистивный делитель R3,R4. В момент, когда датчик зарядится до этого напряжения, сработает компаратор. На ноге PD6 устанавливается логический «0». Датчик разряжается через резистор R2. После чего выход PD6 переключается и работает как вход компаратора, запускается таймер, а датчик начинает заряжаться через резистор R1. При достижении напряжения установленного на входе PD7, срабатывает компаратор, таймер останавливается. Показания таймера используются для вычислений. Для обеспечения стабильности микроконтроллер должен тактироваться кварцем. Чем больше частота, на которой работает контроллер, тем выше точность измерения. В нашей схеме ATMega8A тактируется кварцем 16Мгц. Измерения выполняются постоянно, усредняются и один раз в секунду отправляются по последовательному порту UART на скорости 9600 в виде числового значения. На этом функции модуля датчика и заканчиваются.
В качестве датчика я использовал две полоски из фольгированного текстолита толщиной 1.5мм размерами: 290×20 мм. Полоски склеены между собой фольга к фольге через небольшие непроводящие прокладки. Расстояние между пластинами 1.5 мм. Их можно делать практически любой длины. При необходимости можно обрезать. Особо важно обеспечить равномерный зазор между пластинами по всей длине «конденсатора» .
Отображением полученных от модуля емкостного датчика данных занимается модуль отображения. Этот модуль можно спроектировать в соответствии с Вашими требованиями. Данные можно выводить на светодиодную линейку, на дисплей, как в нашем случае, на стрелочный индикатор или любое другое устройство отображения. При необходимости модуль датчика можно подключить к компьютеру через такой переходник.
Модуль отображения работает следующим образом. Данные в числовом виде принимаются от модуля датчика по порту UART на скорости 9600, рассчитываются показания уровня топлива и выводятся на дисплей. Но для того, чтобы выполнить корректный пересчет, модулю отображения потребуется знать как минимум два значения датчика — числовое показание датчика при пустом баке и числовое показание датчика при полном баке. Для этого, после установки датчика выполняется процедура калибровки прибора. Модуль отображения запоминает показания при пустом и полном баке, сохраняет в своей энергонезависимой памяти и в соответствии с этими данными выполняет пересчет. Поскольку
Схема бакомера для автомобиля своими руками
Схема бакомера для автомобиля своими руками
Сегодня вашему вниманию предоставляю действительно самодельный прибор. Опять же на микроконтроллере PIC16f676 и на этот раз с сдвоенным, динамическим семи-сигментным индикатором. Данное устройство создатели назвали «Бакометр» — И является оно цифровым указателем уровня бензина в литрах.
Точность устройства вызывает доверие так как калибруется оно непосредственно на конкретном автомобиле, так как датчики уровня топлива только по марке одинаковые. Первоисточник был этот сайт
Схема устройства:
Дальше делаем печатную плату, лудим,
Сверлим отверстия под детали
Спустя пару часиков устройство готово
Прошивка микроконтроллера, крона, и вот первый запуск «Бакометр»-а
Теперь нужно сделать морду лица.Для этого понадобилась пара винтиков как для установки материнок в корпус и винтики к ним. Черные винтики были взяты от материнкок ASUS. Когда-то собирал и они мне очень понравились поэтому ставил обычные а эти оставлял пригодиись.
После сборки прибор был откалиброван на столе с помощью переменного резистора на 500 Ом. Этого достаточно для наглядности так как сопротивление пустого бака классики около 340 Ом.
Бакометр после калибровки показывает уровень бензина в баке согласно прошивке. Прошивку можно сделать 0-99 литров.
При снижении уровня в баке меньше 5 литров индикатор начинает мигать отображая показания в баке до 00 литров. Это хорошо видно на видео. И скачек 35-40 на видео потому как калибровал на глаз и расстояние на переменнике от 35 до 40 литров оказалось очень маленьким. В реальных усовиях такого не будет.
Ну и само видео примера работы
Автор статьи, и сборка-Вадим Корнелюк
Скачать прошивку и печатку
Так добро пожаловать на другие статьи нашего сайта по автомобилям
Схема, уровень бензина в электронном виде.
Применяется с родным датчиком уровня(в баке),и вместо штатного стрелочного(на торпеде).
Данное устройство(в основе 16f676) выводит на двухразрядный семисегментник (с общим анадом)показания датчика топлива в баке(40л).Питание от бортовой сети авто – 12в.К входу «in» подключаем датчик в баке.
Калибровка устройства:Нажимаем кнопку на устройстве-на индикаторе засветяться мигающие нули,это означает что у нас пустой бак.Если действительно пустой нажимаем кнопку еще раз.если нет опустошаем полностью и нажимаем кнопку.
На индикаторе засветится 02(2 литра)-заливаем 2 литра и нажимаем кнопку.
После засветится 04-заливаем еще 2 литра (в баке уже 4 литра)и нажимаем кнопку .
Таким образом при калибровке все значения на индикаторах в мигаищем режиме,а нажимая кнопку мы соглашаемся что в баке действительно находится n-литров при мигающем его значении.После калибровки на дисплее отобразится 40-что означает 40литров бензина в баке(ведь так оно и есть)и мигания прекратятся.Устройство перешло в режим измерения.Кнопку больше не трогаем,чтоб не сбить настроек.При падении уровня топлива ниже 6 литров индикаторы начинают мигать,это говорит о том что пора на заправку.В комплекте идут прошивки с разным шагом калибровки,все рабочие и достаточно точные.
Точно устройство показывает в состоянии покоя,когда бензин в баке не плещется и поплавок не качает.
Подводные камни были с подбором делителя 1,5кОм, у меня схема заработала без проблем при сопротивлении 500 Ом!
Прошивка и печатка
И еще хочу отметить один момент, если вам нужно осуществить какие-либо грузоперевозки по Москве, то смело обращайтесь в компанию «Грузоперевозчик». Индивидуальный подход к каждому клиенту, советы от профессионалов. Доверьте свой груз в надёжные руки.
Похожие материалы
Цепь ультразвукового указателя уровня топлива
Электронное устройство или схема, которая обнаруживает и отображает различные уровни топлива в топливном баке без физического контакта посредством ультразвуковых волн, называется ультразвуковым датчиком уровня топлива
В этом посте мы узнаем, как построить простую цепь индикатора уровня топлива в баке, используя Arduino и ультразвуковые датчики.
В каждом транспортном средстве топливный бак, вероятно, является наиболее важной частью всей системы, поскольку работа транспортного средства в значительной степени зависит от наличия топлива в баке.
Это также означает, что мониторинг уровня топлива в баке становится существенным фактором для владельца или водителя транспортного средства.
Несмотря на то, что большинство автомобилей уже оснащены усовершенствованным цифровым индикаторным индикатором уровня топлива, создание собственной схемы может доставить массу удовольствия и удовольствия.
Внимание! Этот проект предназначен только для экспериментальных целей. Это должно быть сделано под наблюдением специалиста, если фактическое топливо используется для жидкости бака .
В этой статье мы узнаем, как построить схему светодиодного индикатора топлива с использованием беспроводных ультразвуковых датчиков GSM и Arduino.
Датчик ультразвукового топливного датчика
Для построения цепи датчика вам потребуются следующие модули:
- Arduino NANO — 1no
- Модуль ультразвукового датчика HC-SR04 — 1no
- Беспроводной модуль Tx / Rx nRF24L01 — 1no
После программирования Arduino модули должны быть подключены, как показано на следующей схеме:
Белая таблица в верхнем левом углу показывает, как распиновки модуля nRF24L01 должны быть связаны с платой Arduino.
Как это работает
Как мы видим, в модуле есть пара ультразвуковых датчиков. Один сеньор посылает ультразвуковую частоту или волну к поверхности топлива. Волны сталкиваются с поверхностью топлива и отражаются назад к модулю. Отраженные ультразвуковые волны улавливаются вторым сенсорным блоком и отправляются в Arduino.
Arduino сравнивает отраженное время ультразвука с эталонным временем бака «на полную высоту» и создает оценку мгновенной высоты или уровня топлива.
Затем информация кодируется и пересылается в беспроводной модуль nRF24L01. Наконец, модуль nRF24L01 преобразует код в РЧ-сигнал и передает его в атмосферу для приемника, чтобы захватить сигнал.
Как установить датчики
После сборки ультразвуковой датчик необходимо установить на топливный бак следующим образом:
Ультразвуковой датчик необходимо установить, вставив чувствительные головки через отверстия идеального размера, и запечатаны с соответствующим герметиком.
Мы можем видеть, что бак указан с двумя мерами, один — полная высота, а другой — максимальная или оптимальная высота топлива внутри бака.
Вы должны будете принять к сведению эти две меры, поскольку их необходимо будет ввести в программный код Arduino.
Приемник ультразвукового датчика топлива
Для изготовления приемника датчика топлива вам потребуются следующие материалы:
- Arduino NANO — 1no
- Модуль ультразвукового датчика HC-SR04 — 1no
- беспроводной Tx / Rx модуль nRF24L01 — 1no
- Светодиоды, как показано на следующей схеме — 4nos
- Пьезо-зуммер — 1no
- 330 Ohm 1/4 Вт резисторы — 4nos
Принципиальная схема
После программирования различные модули могут быть подключены следующим образом:
Здесь, Беспроводной nRF24L01 работает как приемник.Антенна захватывает РЧ-контент, передаваемый схемой передатчика, и отправляет его в Arduino. Согласно программному коду, Arduino анализирует изменяющееся ультразвуковое время и переводит его в увеличивающийся цифровой выход.
Этот цифровой выход, который соответствует мгновенной высоте или уровню топлива, подается в светодиодную матрицу. Светодиоды в массиве реагируют и загораются последовательно, позволяя владельцу напрямую визуально показывать уровень топлива.
Зеленые светодиоды указывают на нормальное состояние топлива.Желтый светодиод указывает, что автомобиль нуждается в быстрой заправке, в то время как красный светодиод указывает на критическую ситуацию с топливом, которое должно закончиться. Зуммер теперь начинает жужжать, создавая необходимый предупредительный сигнал.
Программный код
Полный программный код для передатчика и приемника можно найти по следующей ссылке:
https://github.com/Swagatam1975/Arduino-Code-for-Fuel-Sensor
Вы будете Необходимо изменить два примера значений в коде на значения, которые вы измерили для своего топливного бака:
// ------- ИЗМЕНИТЬ ЭТО ------- //
float water_hold_capacity = 1.0; // Введите в метрах.
float full_height = 1,3; // Введите в метрах.
// ---------- -------------- //
О Swagatam
Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, схема Дизайнер печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и учебными пособиями.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать через комментарии, я буду очень рад помочь!
простого индикатора уровня воды
Переполнение резервуара для воды является распространенной проблемой, приводящей к неэффективному расходу воды. Хотя есть много решений, таких как шаровые краны, которые автоматически останавливают поток воды, когда бак наполняется. Но если вы любитель электроники, вам не понравится электронное решение? Итак, вот простой и удобный DIY, который поможет вам составить схему, которая будет определять уровень воды и подавать сигнал тревоги при заполнении бака для воды или заданном уровне.
Эта схема индикатора уровня воды на основе простого транзистора очень полезна для индикации уровня воды в резервуаре. Всякий раз, когда танк наполняется, мы получаем оповещения на определенных уровнях. Здесь мы создали 4 уровня (низкий, средний, высокий и полный), мы можем создавать сигналы тревоги для большего количества уровней. Мы добавили 3 светодиода для обозначения начальных трех уровней (A, B, C) и один зуммер для обозначения полного уровня (D). Когда танки наполняются полностью, мы получаем звуковой сигнал от Зуммера.
Компоненты схемы
принципиальная схема
Мы можем рассматривать весь этот контур как 4 небольших контура, каждый для индикации / сигнализации, когда достигнут определенный уровень (A, B, C, D) воды.
Когда уровень воды достигает точки А, цепь с КРАСНЫМ светодиодом и транзистором Q1 завершается, и КРАСНЫЙ светодиод светится. Аналогичным образом, когда уровень воды достигает точки B, цепь с ЖЕЛТЫМ светодиодом и транзистором Q2 завершается, и желтый светодиод горит, то же самое происходит с точкой C. И, наконец, когда бак наполняется (точка D), цепь с зуммером завершается, и зуммер начинает издавать звуковые сигналы.
Рабочая
Здесь мы используем транзистор (типа NPN) в качестве переключателя.Первоначально на базу транзистора Q1 не подается напряжение, транзистор находится в состоянии ВЫКЛ, ток не течет через коллектор и эмиттер, а светодиод не горит (см. Схему ниже, чтобы понять структуру выводов транзистора).
Когда уровень воды достигает уровня A в баке, положительная сторона батареи соединяется с основанием транзистора Q1 через воду. Поэтому, когда на базу транзистора Q1 подается положительное напряжение, оно переходит во включенное состояние, и ток начинает течь от коллектора к эмиттеру.И красный светодиод светится.
Вы можете увидеть резисторы (R1, R2, R3) на базе каждого транзистора, который используется для ограничения максимального тока базы. Обычно транзистор полностью включается, когда на базу подается напряжение 0,7 В. Есть также резисторы (R4, R5, R6) с каждым из светодиодов, для снижения напряжения на светодиодах, в противном случае светодиод может взорваться.
Такое же явление происходит, когда уровень воды достигает точки B. Как только уровень воды достигает точки B, на транзистор Q2 подается положительное напряжение, оно включается, и ток начинает течь через желтый светодиод, и светодиод светится.По тому же принципу зеленый светодиод светится, когда уровень воды достигает точки C. И, наконец, зуммер подает звуковой сигнал, когда уровень воды достигает D.
Обратите внимание, что самый левый провод в резервуаре должен быть длиннее, чем остальные четыре провода в резервуарах, потому что это провод, который подключен к положительному напряжению.
,Цепь индикатора уровня воды — датчик уровня жидкости с сигнализацией
В настоящее время перелив воды, безусловно, является серьезной проблемой. Переполнение резервуаров для воды в конечном итоге приводит к потере воды и природных ресурсов. Вы ищете электронное решение для решения этой проблемы? Вы ищете автоматическое устройство для решения этой проблемы? Если да, то здесь ваша остановка. В этой статье мы обсудим схему индикатора уровня воды, которая информирует вас о различных уровнях воды в резервуаре или емкости для воды.Цепь спроектирована таким образом, что зуммер начнет издавать звуковой сигнал, как только резервуар для воды полностью заполнится. Вы также можете использовать это устройство для определения уровня воды на определенном уровне. Это устройство способно исключить ручной метод проверки уровня воды в резервуарах через регулярные промежутки времени.
Используя это индикаторное устройство уровня воды, вы можете легко измерить различные уровни воды в баке для воды, чтобы вы могли соответственно выключить и включить двигатель. Без сомнения, эта схема может быть разработана с использованием различных контроллеров и транзисторов.В этом проекте мы будем обсуждать проект схемы индикатора уровня воды, используя два метода. В первом контуре мы используем транзистор BC 547 в качестве основной части, а во втором контуре ИС ULN2003 играет основную роль.
Индикатор уровня воды с использованием транзистора BC 547
Перед началом проектирования схемы соберите следующие компоненты в соответствии с данными спецификациями.
- Транзистор — BC 547
- Резисторы — 6, 330 Ом
- Светодиоды — 3
- Зуммер
- Батарея — 5-9 В
Принципиальная электрическая схема
BC 547 — это биполярный транзистор NPN, который является используется для усиления тока до определенного уровня.Здесь мы использовали BC 547 в качестве коммутатора. Мы создали три разных уровня определения уровня воды, а именно A, B и C. Мы подключили светодиоды в трех точках, чтобы указать определенный уровень воды, а также зуммер, чтобы указать полный уровень бака. Всякий раз, когда уровень воды достигает точки А, транзистор Q1 включается и начинает светиться красный светодиод. Когда уровень воды достигает точки, транзистор Q2 включается, и желтый светодиод начинает светиться. Точно так же, когда уровень воды достигает точки C, включается транзистор Q3, который включает белый светодиод, и зуммер начинает подавать звуковой сигнал, указывая, что бак заполнен, вы можете отключить водяной насос.Мы можем создавать различные уровни обнаружения воды, используя более цветные светодиоды и транзисторы, чтобы определить желаемый уровень воды в резервуаре.
Сделав некоторую модификацию, мы даже можем контролировать работу ВКЛ / ВЫКЛ водяного насоса.
Работа
В этой схеме BC547 используется в качестве коммутатора. Мы прикрепили резисторы 220 Ом к базе транзисторов Q1, Q2 Q3, чтобы избежать разрушения транзистора от сильного тока на светодиодах.Когда на базу транзисторов не подается напряжение, ток не протекает через клемму коллектора и эмиттера транзистора. В результате светодиод останется выключенным.
Когда уровень воды достигает точки A, создается проводящий путь между базой транзистора Q1 и положительным выводом батареи. Следовательно, положительная сторона аккумулятора и база транзистора Q1 соединяются друг с другом. Как только на базу транзистора Q1 подается положительное напряжение, транзистор Q1 включается, и КРАСНЫЙ светодиод начинает светиться.
Подобно описанному выше процессу, между базой транзистора Q2 и положительным выводом батареи формируется проводящий путь, как только уровень воды достигает точки B. На транзистор, который включает желтый, подается положительное напряжение. СВЕТОДИОД.
Когда уровень воды достигает точки C, транзистор Q3 включается из-за созданного проводящего пути, и на его основание подается положительное напряжение. Это включит белый светодиод и зуммер, подключенный к транзистору Q3.Это указывает на то, что контейнер заполнен.
BC 547 известен как дешевый и простой в использовании транзистор, который можно использовать для создания недорогого индикатора уровня воды. Вы можете использовать это устройство в повседневной жизни, чтобы обнаружить различные уровни воды в контейнере.
Цепь указателя уровня воды с использованием ULN2003 IC
Мы можем спроектировать указатель уровня воды с использованием ULN2003 IC в качестве основного компонента. Прежде чем начать процесс проектирования этой схемы, давайте кратко расскажем о микросхеме ULN 2003.
ULN2003 IC
ULN 2003 IC относится к семейству ULN серии 200X, если используются интегральные схемы. Это монолитная ИС состоит из семи NPN транзисторов Дарлингтона. Как правило, эта микросхема используется в 5V TTL CMOS-устройствах. Эта микросхема состоит из обычных катодных диодов для каждой пары NPN Дарлингтона. Это делает ИС ULN 2003 пригодной для коммутации индуктивных нагрузок.
Схема контактов :
Просмотрите таблицу, чтобы понять схемы расположения микросхем ULN 2003.
| Штифт | Функция | Наименование |
| 1 | Вход 1 -й канал | Вход 1 |
| 2 | Вход 2 -й канал | Вход 2 |
| 3 | Вход для 3 -го канала | Вход 3 |
| 4 | Вход для 4 -го канала | Вход 730076|
| 5 | Вход для 5 -го канала | Вход 5 |
| 6 | Вход для канала 4 -й | Вход 6 |
| 7 | Вход для канала 3 | Вход 7|
| 8 | 0 В | Заземление |
| 9 | Частота свободного хода | Общее |
| 10 | Выход для 7 -й канал | Выход 7 |
| 11 | Выход для 6 -й канала | Выход 6 |
| 12 | Выход для 5 -й канала | Выход 5 |
| 13 | Выход для 4 th канал | Выход 4 |
| 14 | Выход 3 канал | Выход 3 |
| 15 | Выход 2 канал | Выход 2 |
| 16 | Выход 1 -й канал | Выход 1 |
Каждая пара Дарлингтона в ИС ULN 2003 рассчитана на 500 мА и выдерживает ток 600 мА.Каждый драйвер состоит из диода, который рассеивает скачки напряжения при движении нагрузки.
IC ULN2003 Внутренняя схема и схема PINПрименения ULN 2003 IC:
ULN 2003 обычно используется в приложениях с высоким напряжением, которые включают в себя:
- Релейные драйверы
- Шаговые двигатели
- Драйверы светодиодных ламп
- Логические буферы
- Приводы молотка
Соберите перечисленные ниже компоненты, чтобы сконструировать индикатор уровня воды, используя ULN 2003 IC.
- ULN 2003 IC
- Светодиоды — 3 разных цвета
- Резисторы — 3 (1 кОм каждый)
- Зуммер
- Соединительные провода
Схема цепи :
Расположите компоненты, как показано на рисунке. Мы можем использовать три разноцветных светодиода для создания трех уровней обнаружения. Подключите три резистора 1 кОм к контактам 15, 13 и 10 микросхемы ULN 2003, как показано на принципиальной схеме. Соедините контакты 7, 4 и 2 микросхемы ULN 2003, чтобы создать три разных уровня в емкости для воды.Подсоедините контакт 8 микросхемы к заземлению, а контакт 9 — к 12-вольтовому источнику питания.
Работа:
Когда уровень воды достигает точки А, между положительным выводом батареи и входным выводом 2 микросхемы ULN 2003 создается проводящий путь. В результате выходной контакт становится высоким, а красный светодиод начинает светиться, это указывает на то, что вода в баке не заполнена и необходимо включить моторный насос.
Аналогично, как только уровень воды достигает точки B, входной вывод 4 микросхемы ULN 2003 становится высоким и выходной вывод 13 активируется.В результате желтый светодиод начинает светиться. Это указывает на то, что бак наполовину заполнен.
Аналогично вышеописанному процессу, как только уровень воды достигает точки C, вывод 7 IC ULN 2003 становится высоким, а выходной вывод 10 IC ULN 2003 активируется. В результате зеленый светодиод включается. Наконец, как только уровень воды достигает точки D, активируется выходной вывод 10 микросхемы ULN 2003. В результате зуммер начинает звонить. Это означает, что емкость для воды заполнена, и вы можете отключить моторный насос.
Особенности цепи индикатора уровня воды:
- Потребляет очень мало энергии
- Простота обслуживания и простота установки
- Компактная и портативная конструкция
- Полностью автоматизированная экономит рабочую силу
- Вы можете изменить уровень воды по своему выбору
Области применения:
Сбор воды является одной из важнейших задач. Иногда из-за переполнения резервуаров для воды теряется большое количество воды.В мире, полном машин, каждый зависит от машин, чтобы облегчить их работу. Таким образом, для автоматического и электронного решения этой проблемы вы можете использовать это дешевое и простое в использовании индикаторное устройство для определения уровня воды в определенной точке.
- Сделав некоторую модификацию и подключив двигатель к цепи, мы можем автоматически включить / выключить водяной насос.
- Эта цепь индикатора уровня воды также может использоваться для индикатора уровня жидкости в больших контейнерах.
- Может также использоваться в указателе уровня топлива в автомобилях.
Итог:
В этой статье мы обсудили два метода создания этой недорогой схемы индикатора уровня воды. В первом методе мы использовали транзистор BC 547 в качестве основного компонента, а во втором — микросхему ULN 2003. Теперь у вас есть хорошие знания по проектированию цепи индикатора уровня воды и ее работе после прочтения статьи.Мы также обсудили ULN 2003 IC и его работу. Мы надеемся, что вы сможете с легкостью спроектировать этот высоконадежный и экономичный индикатор уровня воды.
