ตัวควบคุมระดับน้ำคืออะไร?
ตัวควบคุมระดับน้ำคือเซ็นเซอร์ที่ใช้วัดตำแหน่งของของเหลวหรือที่เรียกว่าเซ็นเซอร์ระดับน้ำ สามารถเปลี่ยนความสูงของของเหลวให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าเพื่อควบคุมความสูงของระดับน้ำได้ ตัวควบคุมระดับน้ำถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจจับและควบคุมทางอุตสาหกรรมที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในความจำเป็นในการเติมหรือหยุดน้ำโดยอัตโนมัติในโอกาสต่างๆ เช่นหม้อไอน้ำอุตสาหกรรม อาคารโยธาพร้อมสระน้ำและอื่นๆ
มีตัวควบคุมระดับน้ำหลายประเภท รวมถึงแต่ไม่จำกัดเฉพาะตัวควบคุมระดับสวิตช์กก ตัวควบคุมระดับสวิตช์แม่เหล็กลอย ตัวควบคุมระดับอิเล็กโทรด ตัวควบคุมระดับความดัน และอื่นๆ ตัวควบคุมระดับสวิตช์กกประกอบด้วยสวิตช์กกและแม่เหล็กถาวร เหมาะสำหรับการควบคุมระดับน้ำหรือการแจ้งเตือนระดับน้ำของภาชนะเปิด เช่น ถังเก็บน้ำ หอเก็บน้ำ และสระน้ำในอาคารอุตสาหกรรมและโยธา ในทางกลับกัน ตัวควบคุมระดับสวิตช์แม่เหล็กลอยจะควบคุมระดับน้ำผ่านการขึ้นและลงของสวิตช์ลูกลอย
ตัวควบคุมระดับหอเก็บน้ำเป็นตัวควบคุมระดับน้ำชนิดพิเศษ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการควบคุมระดับน้ำของอ่างเก็บน้ำ เมื่อระดับน้ำของอ่างเก็บน้ำลดลงถึงระดับขีดจำกัดล่าง ตัวควบคุมระดับน้ำของอ่างเก็บน้ำจะเริ่มปั๊มเพื่อสูบน้ำเข้าสู่อ่างเก็บน้ำ เมื่อระดับน้ำของอ่างเก็บน้ำเพิ่มขึ้นถึงระดับขีดจำกัดบน ตัวควบคุมระดับน้ำของอ่างเก็บน้ำจะปิดปั๊มและหยุดสูบน้ำ วิธีการนี้ช่วยให้สามารถควบคุมระดับน้ำได้โดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงด้วยตนเอง
นอกจากนี้ ตัวควบคุมระดับน้ำยังสามารถใช้ร่วมกับตัวป้องกันมอเตอร์เพื่อปกป้องมอเตอร์ปั๊ม ป้องกันความเสียหายของมอเตอร์ที่เกิดจากระดับน้ำต่ำหรือสูงเกินไป ในเวลาเดียวกัน ตัวควบคุมระดับน้ำยังมีฟังก์ชันการตรวจจับกระแสไฟ ซึ่งสามารถรับประกันการทำงานที่เสถียรและความสามารถในการป้องกัน-สัญญาณรบกวนที่แข็งแกร่ง
โดยรวมแล้ว ตัวควบคุมระดับน้ำเป็นอุปกรณ์อุตสาหกรรมชิ้นสำคัญที่ช่วยให้แน่ใจว่าของเหลวจะถูกเก็บไว้ที่ระดับที่กำหนดไว้ล่วงหน้าในอุปกรณ์หรือภาชนะบรรจุ ป้องกันไม่ให้อุปกรณ์ได้รับความเสียหายเนื่องจากระดับน้ำสูงหรือต่ำเกินไป และปรับปรุงเสถียรภาพและความปลอดภัยของอุปกรณ์
หลักการทำงานของตัวควบคุมระดับน้ำ
ตัวควบคุมระดับน้ำใช้เพื่อตรวจสอบตำแหน่งของสวิตช์ของเหลว ตัวควบคุมเชื่อมต่อกับปั๊มที่ปลายด้านหนึ่ง ปลายด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ เมื่อของเหลวอยู่ต่ำกว่าตำแหน่งจุดตรวจจับ เซ็นเซอร์จะตรวจจับว่าไม่มีน้ำ ตามหลักการของเอาต์พุตของสัญญาณ เชื่อมต่อกับสวิตช์ปั๊มเพื่อเปิดการเติมน้ำอัตโนมัติ เมื่อระดับของเหลวสูงกว่าจุดตรวจจับที่กำหนด เซ็นเซอร์จะส่งสัญญาณ สวิตช์ที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟจะถูกบังคับให้ปิดเพื่อหยุดการเติมน้ำ การป้องกันการตรวจจับระดับของเหลวสองเท่าเพื่อป้องกันถังล้น
หลักการของตัวควบคุมระดับน้ำคือการตรวจจับระดับน้ำผ่านหัววัดเซ็นเซอร์ เมื่อระดับน้ำถึงตำแหน่งหนึ่ง ชิปภายในของเซ็นเซอร์จะส่งสัญญาณระดับสูงและต่ำ เพื่อให้ทราบถึงการควบคุมระดับของเหลว อุปกรณ์มีการใช้พลังงานต่ำ ขนาดเล็ก ประสิทธิภาพการกันน้ำที่ดี และการติดตั้งและบำรุงรักษาที่สะดวกมาก
ต่อไป ฉันจะแบ่งปันไดอะแกรมวงจรควบคุมระดับน้ำกับคุณ รวมถึงวิเคราะห์วิธีการทำงานคร่าวๆ
แบ่งปันแผนภาพวงจรควบคุมระดับน้ำ
1.การใช้แผนภาพวงจรควบคุมระดับน้ำไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051
นี่คือแผนภาพวงจรควบคุมระดับน้ำโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 แผนภาพวงจรทำงานบนหลักการ "การนำน้ำ" ใช้สายไฟสี่เส้นที่จุ่มอยู่ในถังเพื่อตรวจจับและแสดงระดับน้ำที่เปลี่ยนแปลง ไมโครคอนโทรลเลอร์จะตีความข้อมูลจากสายไฟเหล่านี้ แสดงระดับน้ำบนหน้าจอ LCD และควบคุมมอเตอร์ตามนั้น
เมื่อถังน้ำหมด หน้าจอ LCD จะแสดงคำว่า "LOW" เพื่อส่งสัญญาณให้มอเตอร์เริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ เมื่อระดับน้ำถึงจุดกึ่งกลาง จอ LCD จะแสดง "HALF" และมอเตอร์จะทำงานต่อไป
เมื่อถังเต็มความจุแล้ว หน้าจอ LCD จะแสดง "เต็ม" ซึ่งจะทำให้มอเตอร์หยุดทำงาน จากนั้นมอเตอร์จะรีสตาร์ทเมื่อระดับน้ำในถังลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนด
2. แผนภาพวงจรควบคุมระดับน้ำโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051
นี่คือแผนภาพวงจรของตัวควบคุมระดับน้ำโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 แผนภาพวงจรทำงานโดยการเสียบโพรบจ่ายแรงดันบวกเข้าที่ด้านล่างของถัง ขาวัดสำหรับการตรวจจับระดับ 1/4, 1/2, 3/4 และเต็มจะตั้งอยู่ทีละจุดเหนือหัววัดขั้วบวกด้านล่างและมีระยะห่างเท่ากัน ให้เราพิจารณาโพรบบนสุดซึ่งแสดงถึงระดับเต็ม ปลายอีกด้านเชื่อมต่อกับฐานของทรานซิสเตอร์ Q4 ผ่านตัวต้านทาน R16 เมื่อระดับน้ำถึงค่าสูงสุด กระแสจะไหลเข้าสู่ฐานของทรานซิสเตอร์ Q4 ส่งผลให้นำไฟฟ้าและส่งผลให้แรงดันสะสมลดลง
ตัวสะสมของ Q4 เชื่อมต่อกับ P2.4 แรงดันไฟต่ำที่ P2.4 แสดงว่าถังด้านบนว่างเปล่า เมื่อระดับน้ำลดลงต่ำกว่าหัววัดระดับน้ำเต็ม ฐานของ Q2 จะเปิดขึ้นและปิดเครื่อง ส่งผลให้แรงดันไฟสะสมที่ P2.4 เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แสดงว่าถังยังไม่เต็ม หัวเซนเซอร์ที่เหลือ (3/4, 1/2, 1/4) ทำงานในลักษณะเดียวกัน และไมโครคอนโทรลเลอร์จะกำหนดระดับปัจจุบันโดยการสแกนพินพอร์ต P2.4, P2.5, P2.6 และ P2. 7. หากพินพอร์ตเหล่านี้ทั้งหมดสูง (แสดงว่าหัวเซนเซอร์ทั้งหมดเปิดอยู่) ถังจะว่างเปล่า
ปั๊มถูกควบคุมโดยพอร์ตพิน P0.5 เมื่อการปั๊มเริ่มต้น ตัวควบคุมจะตั้งค่า P0.5 ไปที่สถานะต่ำ โดยเปิดใช้งานทรานซิสเตอร์ Q6 ซึ่งจะทริกเกอร์รีเลย์ K1 และเปิดปั๊ม ขณะเดียวกัน LED D6 จะสว่างขึ้นเพื่อระบุว่ามอเตอร์กำลังทำงาน LED D7 ใช้เป็นไฟแสดงการกักเก็บน้ำต่ำ- หากระดับน้ำในถังพักน้ำลดลงต่ำกว่าระดับที่กำหนด ตัวควบคุมจะลด P0.7 ลง ส่งผลให้ LED D7 ติดสว่าง
3. แผนภาพวงจรควบคุมระดับน้ำติดต่อ
นี่เป็นวงจรควบคุมปั๊มน้ำอย่างง่าย เมื่อระดับน้ำในถังระดับสูงเกินระดับที่ต้องการ ปั๊มจะปิดโดยอัตโนมัติและหยุดกระบวนการสูบน้ำ เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำล้น โดยจะใช้รีเลย์ตัดไฟเข้าปั๊ม
วงจรใช้ CMOS IC CD 4001 / 4011 ในการขับเคลื่อนรีเลย์ ประตูอินพุต 1 ใช้สำหรับเชื่อมต่อโพรบเพื่อตรวจจับระดับน้ำ โพรบตัวหนึ่งเชื่อมต่อกับเกต 1 ของ IC และโพรบอีกตัวต่อสายดิน เมื่อโพรบ A ที่เชื่อมต่อกับเกต 1 ของ IC ถูกพักไว้ อินพุตของเกต 1 จะยังคงสูง พินเอาท์พุต 4 จะสูงขึ้น และทรานซิสเตอร์ตัวขับรีเลย์จะทำงาน รีเลย์จะถูกเปิดใช้งาน แหล่งจ่ายไฟของปั๊มน้ำเชื่อมต่อผ่านขั้วร่วมของรีเลย์และหน้าสัมผัสเปิดตามปกติ และเมื่อรีเลย์ทำงาน ปั๊มน้ำจะทำงาน ไฟ LED แสดงสถานะการทำงานของรีเลย์ เมื่อระดับน้ำเพิ่มขึ้นและสัมผัสกับโพรบ A และ B เอาต์พุตของ IC จะต่ำลง และรีเลย์จะไม่-จ่ายไฟ และหยุดการสูบน้ำ
เริ่มแรก เมื่อไม่ได้เชื่อมต่อ A และ B กล่าวคือ เมื่อระดับน้ำต่ำ อินพุต pin1 ของ IC นั้นมีลอจิกสูง และตามตารางความจริงของเกตหรือไม่ใช่- เอาต์พุตของ pin3 นั้นมีลอจิกต่ำ เนื่องจากพิน 3 ลัดวงจรไปที่พิน 5 และ 6 อินพุตไปยังเกตอื่นหรือไม่ใช่เกตจึงมีลอจิกต่ำ ซึ่งจะให้สัญญาณลอจิกสูงไปยังเอาต์พุตพิน 4 ที่สอดคล้องกัน เมื่อกระแสไหลผ่านตัวต้านทานไปยังฐานของทรานซิสเตอร์ กระแสจะเริ่มดำเนินการและทำหน้าที่เป็นสวิตช์ปิด รีเลย์ที่เชื่อมต่อกับตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ได้รับการจ่ายไฟ หน้าสัมผัสแบบเปิดตามปกติจะเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสทั่วไป และปั๊มจะจ่ายไฟหลักและเริ่มทำงาน
ตอนนี้เมื่อระดับน้ำในถังเพิ่มขึ้น โพรบ A และ B เชื่อมต่อผ่านน้ำ กระแสไหลผ่าน (เนื่องจากน้ำเป็นตัวนำ) และพิน 1 และ 2 เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟลบของแบตเตอรี่ผ่าน A และ B พินเอาท์พุต 1 และ 2 เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟลบของแบตเตอรี่
ผลที่ได้คือ พินเอาท์พุต 3 อยู่ที่ลอจิกสูง ส่งผลให้พินอินพุตของเกตอื่นหรือที่ไม่ใช่-มีลอจิกสูง และทำให้ขาเอาต์พุต 4 ที่สอดคล้องกันมีลอจิกต่ำ เนื่องจากขาดกระแสไบแอส ทรานซิสเตอร์จึงตัดการทำงาน รีเลย์จึงตัดตามนั้น และพลังงานที่จ่ายให้กับแทงค์จะถูกตัด
4. ขึ้นอยู่กับแผนภาพวงจรควบคุมระดับน้ำ NE555
แผนผังวงจรควบคุมระดับน้ำและแผนภาพปลั๊กแสดงในรูปที่แนบมา ในภาพ 555 ถือเป็นทริกเกอร์ Schmitt เพื่อทำหน้าที่ควบคุมระดับน้ำให้เสร็จสมบูรณ์
หลักการทำงานของแผนภาพวงจรคือ A, B, C ในรูปที่แนบมาคือจุดตรวจจับสามจุด เมื่อระดับน้ำขึ้นถึงจุด A ปั๊มจะหยุด ระดับน้ำต่ำกว่าจุด B ปั๊มทำงานโดยเติมน้ำลงในสระโดยอัตโนมัติ
จุด C อยู่ที่ด้านล่างของสระซึ่งเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ VDD เมื่อระดับน้ำต่ำกว่าจุด B, 555 ②, ⑥ แรงดันเท้าคือ 0, 3 เอาต์พุตเท้าระดับสูง, VT1 เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า, รีเลย์ทำงานอยู่, ปั๊มทำงาน
เมื่อระดับน้ำถึงจุด B จุด C และ B จะลัดวงจร-ภายใต้การกระทำของน้ำ เพื่อให้แรงดันพิน 2, ⑥ เท่ากับ R3/(R3+R2+R1)*VDD เท่ากับ 1/2VDD (2.25V) แรงดันไฟฟ้านี้มากกว่า 2 ฟุต (1/3) VDD น้อยกว่า ⑥ ฟุต (2/3) VDD, 3 ฟุตเพื่อรักษาระดับสูงไม่เปลี่ยนแปลง ยังคงเติมน้ำ
เมื่อระดับน้ำถึงจุด A จุด C, B และ A จะลัดวงจร ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่พิน 2 และ ⑥ เท่ากับ R3/(R3+R2) * VDD ซึ่งเท่ากับ (3.6V) แรงดันไฟฟ้านี้มากกว่า ⑥ พิน (2/3) VDD, เอาต์พุตพิน 3 ระดับต่ำ, การตัด VT1, รีเลย์ถูกตัดการเชื่อมต่อ เพื่อให้ปั๊มหยุดทำงาน
