Датчик воды схема. Датчик воды своими руками: простые схемы для защиты от протечек

Как сделать датчик протечки воды своими руками. Какие схемы датчиков воды бывают. Из каких компонентов состоит простой датчик протечки. Как работает датчик воды на транзисторе. Как собрать датчик воды на Arduino.

Принцип работы датчика протечки воды

Датчик протечки воды представляет собой простую электронную схему, которая срабатывает при обнаружении воды там, где ее не должно быть. Основной принцип работы такого датчика заключается в следующем:

• Два контакта (электрода) размещаются в месте возможной протечки
• При попадании воды на контакты образуется электрическая цепь
• Схема детектирует замыкание контактов и подает сигнал тревоги

Таким образом, датчик протечки позволяет оперативно обнаружить наличие воды и предотвратить серьезные повреждения имущества. Существует несколько вариантов реализации такого датчика, от самых простых до более сложных.

Простая схема датчика воды на транзисторе

Самый простой вариант датчика протечки можно собрать на одном транзисторе. Для этого потребуются следующие компоненты:

• Транзистор NPN (например, BC547)
• Резистор 10 кОм
• Резистор 1 кОм
• Светодиод
• Источник питания 3-9В

Схема такого датчика выглядит следующим образом:

[Здесь должно быть изображение схемы простого датчика воды на транзисторе]

Принцип работы этой схемы:

1. Два провода-электрода размещаются в месте возможной протечки
2. При попадании воды на электроды образуется слабый ток через базу транзистора
3. Транзистор открывается и пропускает ток через светодиод
4. Загорание светодиода сигнализирует о наличии воды

Эта простая схема надежно работает и позволяет быстро обнаружить протечку. Однако у нее есть недостаток — она постоянно потребляет небольшой ток, что может быстро разрядить батарейки при автономном использовании.

Датчик воды на микросхеме-таймере 555

Более совершенная схема датчика протечки может быть реализована на популярной микросхеме NE555 в качестве таймера. Основные преимущества такой схемы:

• Меньшее энергопотребление в дежурном режиме
• Возможность подключения звуковой сигнализации
• Регулировка чувствительности

Для сборки датчика на NE555 потребуются следующие компоненты:

• Микросхема NE555
• Транзистор BC548
• Резисторы: 10 кОм, 100 кОм, 470 Ом
• Конденсатор 10 нФ
• Светодиод
• Пьезоизлучатель
• Батарея 9В

Схема датчика воды на NE555 выглядит так:

[Здесь должно быть изображение схемы датчика воды на NE555]

В этой схеме микросхема NE555 работает в режиме мультивибратора. При обнаружении воды транзистор открывается и запускает генерацию импульсов на NE555. Это приводит к срабатыванию звуковой и световой сигнализации.

Как собрать датчик протечки воды своими руками

Чтобы собрать простой датчик протечки воды в домашних условиях, выполните следующие шаги:

1. Подготовьте все необходимые компоненты согласно выбранной схеме
2. Соберите схему на макетной плате, аккуратно соединяя компоненты
3. Проверьте правильность всех соединений
4. Подключите источник питания (батарейку)
5. Протестируйте работу датчика, замкнув контакты-электроды влажным пальцем
6. При необходимости откорректируйте схему
7. Поместите готовый датчик в подходящий корпус
8. Установите датчик в месте возможной протечки

При сборке датчика важно использовать качественные компоненты и аккуратно выполнять все соединения. Это обеспечит надежную работу устройства.

Датчик протечки воды на Arduino

Для создания более функционального датчика протечки можно использовать популярную платформу Arduino. Это позволит реализовать дополнительные возможности:

• Отправка уведомлений на смартфон
• Управление запорным клапаном
• Ведение журнала событий
• Настройка параметров через веб-интерфейс

Для сборки датчика на Arduino понадобится:

• Плата Arduino (например, Uno или Nano)
• Датчик воды
• Резистор 10 кОм
• Светодиод и резистор 220 Ом
• Пьезоизлучатель
• Макетная плата и провода

Схема подключения компонентов к Arduino:

[Здесь должно быть изображение схемы подключения датчика воды к Arduino]

Алгоритм работы датчика на Arduino:

1. Считывание показаний с датчика воды
2. Сравнение показаний с пороговым значением
3. При превышении порога — включение сигнализации
4. Отправка уведомления (при наличии модуля связи)
5. Управление запорным клапаном (опционально)

Использование Arduino значительно расширяет функциональность датчика протечки и позволяет создать полноценную систему защиты от затопления.

Где установить датчик протечки воды

Для эффективной защиты от затопления датчики протечки воды рекомендуется устанавливать в следующих местах:

• Под раковиной на кухне
• Под ванной и унитазом
• Возле стиральной и посудомоечной машины
• В местах соединения труб
• Под радиаторами отопления
• В техническом помещении с водонагревателем
• В подвале рядом с насосным оборудованием

При установке датчиков важно разместить их как можно ближе к возможному источнику протечки. Также необходимо обеспечить надежную фиксацию датчика, чтобы исключить ложные срабатывания.

Преимущества самодельного датчика протечки

Создание датчика протечки воды своими руками имеет ряд преимуществ по сравнению с покупкой готового устройства:

• Низкая стоимость компонентов
• Возможность кастомизации под конкретные задачи
• Развитие навыков электроники
• Полный контроль над функционалом устройства
• Возможность легкого ремонта и модернизации

При этом самодельный датчик при правильной сборке не уступает по надежности заводским аналогам. А использование современных платформ вроде Arduino позволяет создать действительно «умное» устройство защиты от протечек.

Заключение

Датчик протечки воды — простое, но эффективное устройство, способное предотвратить серьезный ущерб имуществу. Собрать такой датчик своими руками под силу даже начинающему радиолюбителю. При этом вы получите полезное устройство и приобретете ценный опыт работы с электроникой.

Выбор конкретной схемы датчика зависит от ваших потребностей и навыков. Для базовой защиты достаточно простейшего варианта на транзисторе. Более продвинутые пользователи могут реализовать функциональный датчик на Arduino с широкими возможностями.

Какую бы схему вы ни выбрали, установка датчиков протечки поможет вовремя обнаружить проблему и избежать затопления. А это сэкономит немало средств и нервов в случае аварийной ситуации.

Схема самодельного датчика протечки воды

На сегодняшний день, наверное, самой популярной проблемой в квартирных домах является протечка воды. Из-за такой трагедии портятся не только полы и стенки в ванной комнате, но и отношения с соседями с нижнего этажа. Если вы сталкивались с такой проблемой, то, наверное, уже задумывались, как бы можно было предотвратить последующих рисков затопления.

В данной статье мы поговорим именно об этом, а точнее о том, как изготовить датчик протечки воды своими руками. Изготовление такого рода устройства не представляет никакого труда и под силу даже начинающему радиолюбителю. При помощи самодельного датчика протечки воды вы сможете заблаговременно узнать о предстоящей опасности и вовремя перекрыть воду.

Для того чтобы изготовить датчик нам потребуется всего лишь паяльник, припой для сварки меди, кусачки, два провода (многожильный и одножильный) и некоторые электрические компоненты, а именно: радиосхема модели LM7555, светодиод, 6 резисторов, 2 конденсатора, 1 транзистор и бузер с генератором.

В первой схеме представлен вариант датчика протечки со звуковой и световой сигнализацией, вторая схема использует только световую сигнализацию, такой тип сигнализации используется в основном в охранных комплексах.

Главной деталью датчика является аналог известной микросхемы LM555, но с заниженной потребляемостью энергии и с функцией обычного таймера. Схема не является затратной, и ее изготовление будет стоить примерно 5 центов, так как основа микросхемы состоит из простейших радиокомпонентов.

Принцип работы датчика состоит в том, что он имеет 2 контакта, при помощи которых анализирует поверхность пола на наличие влажности. Контакты рекомендуется изготавливать из металлов, не поддающихся окислению. В качестве примера можно взять нержавеющую сталь или медные провода, заранее обработанные оловянным раствором.

Два контакта подключаем к плюсу питания и к встроенному компаратору на микросхеме. Благодаря этому ток, при погружении в воду, начинает течь от плюса к резистору и «сопротивлению воды», дальше он доходит к компаратору, после чего напряжение второй ножки микросхемы нарастает до предела и осуществляется автоматическое переключение. Переключение способствует падению напряжения на третьей ножке микросхемы, это способствует появлению логического нуля, после чего первый транзистор включается и через него протекает ток в нагрузку, засвечивая при этом светодиодный индикатор. В итоге на первом транзисторе образуется логическая единица.

Такой вид датчика может работать как автономно, так и вместе с комплексом охранных систем. Если использовать датчик автономно, то для оповещения о протечке можно применить звуковой сигнализатор, так называемый «бузер» с внутренним генератором. В качестве сухого элемента для питания бузера, можно использовать три обычных щелочных батарейки или Li-ion аккумулятор с малым разрядом тока.

Но если применять датчик в охранной системе, логичнее было бы собрать все датчики в одну общую цепь параллельного типа, используя при этом сигнализационный кабель, соединенный со звуковым оповещением. При этом светодиодную индикацию можно оставить на каждом датчике, это поможет выявить неработающий датчик в случае деформации.

В качестве печатной платы можно использовать формат Sprint Layout 6, эскиз которой представлен на рисунке:

Печатная плата датчика протечки воды

Из-за того, что датчик имеет маленькие размеры (примерно 21х12 миллиметров), его можно разместить в любом корпусе обычного магнитного датчика для открывания дверей или в любом другом пластиковом корпусе подходящим под его размеры. Ниже представлен пример корпуса для датчика протечки воды.

Сенсором обнаружения присутствия воды является провод с 1 мм диаметром, имеющим залуженную поверхность. При помощи обычного паяльника и двух полосок текстолита, заранее закрепленных на корпусе обычным клеем, паяем проволки непосредственно к текстолитам.

Собрав корпус вместе с датчиком, следует проверить его работоспособность и герметизировать герметиком все отверстия в корпусе, после чего датчик будет готов к установке.

Датчик можно установить в любом месте, где повышен риск протечки воды. Например, под отопительными батареями, стиральной и посудомоечной машинкой, под хомутами или кранами перекрытия воды и в любых других местах связанных с водоснабжением.

Также рекомендуется ознакомиться с Датчиком угарного газа

Датчик протечки воды своими руками

Ничто так не налаживает отношения с соседями, как сухие потолки. И это − суровая правда жизни, потому что в многоквартирных домах протечки случаются не только по вине коммунальных служб, но и по причине забывчивости или неосторожности жильцов. Между прочим, «забугорные» строители такой вопрос решают довольно просто: например, финны делают по периметру ванной комнаты сток, который выходит даже не в канализацию, а в сточную систему снаружи здания. Да, это хлопотно, но зато вы можете повернуть кран на пол и лить воду сколько угодно, не беспокоясь, что ваши соседи снизу придут со счётом за ремонт. Идея простая, но почему-то нашим застройщикам она пока не приходила в голову, так что приходится постоянно быть настороже. Ребёнок устроил в ванной морской бой или прохудился клапан в стиральной машине, прорвало трубу под раковиной – все эти проблемы легко решить, если вовремя среагировать. Только не всегда это получается, ведь не будешь же каждые пять минут заглядывать под ванну. А именно этого времени хватит воде для того, чтобы просочиться сквозь перекрытия и испортить соседу свежий ремонт. Спасёт ситуацию только чуткая сигнализация, которая оповестит вас о протечке немедленно. Сделать её самостоятельно довольно просто, если воспользоваться советами автора YouTube-канала Руки из плеч.

Содержание статьи

• 1 Что нужно купить для датчика протечки воды, даже если вы − не электрик
• 2 Простая схема для сигнализатора протечки
• 3 Сборка сигнализатора протечки на практике
• 4 Как и из чего сделать корпус для сигнализатора

Что нужно купить для датчика протечки воды, даже если вы − не электрик

Вы никогда не имели дела с электрикой? Не беда, здесь вам вполне достаточно знаний школьного курса физики и немного решимости. Если вы когда-нибудь собирали конструктор, у вас получится. Датчик состоит всего лишь из нескольких деталей, которые просто собрать при помощи небольшого паяльника. Ещё из инструментов неплохо было бы иметь под рукой клеевой пистолет.

А теперь о деталях. Вы найдёте их в любом магазине радиоэлектроники, и стоят они копейки.

Итак, смотрим, что вам нужно приобрести для одного датчика.

ФОТО: YouTube.comПотребуется транзистор, крышка от батарейки с контактами, трёхвольтовая батарейка, резистор на 2 МОм и пара тонких проводков ФОТО: YouTube.comТранзистор лучше взять ВС 517 с большим коэффициентом усиления

Кроме перечисленного вам потребуется миниатюрная пищалка с генератором, которая и оповестит вас об угрозе.

Простая схема для сигнализатора протечки

Любой электрический прибор начинается со схемы. Это план ваших действий, который поможет справиться с задачей без ошибок.

ФОТО: YouTube.comСхема сборки сигнализатора протечки, включающая последовательность соединения транзистора, батарейки, резистора и пищалки

Схема понятна даже школьнику, остаётся только соединить все детали и поместить их в подходящий корпус

Сборка сигнализатора протечки на практике

Начать сборку следует с двух деталей: пищалки и крышки для батарейки.

ФОТО: YouTube.comПлюсовой выход крышки для батарейки следует соединить с плюсовым выходом пищалки. Обратите внимание на маркировку на мелких деталяхФОТО: YouTube.comМинусовой контакт пищалки припаивается к левой ноге транзистора, коллектору. А к правой ноге, эмиттеру, нужно припаять минусовой контакт батарейкиФОТО: YouTube.comДальше нужно поместить и припаять резистор между эмиттером и средней ногой резистораФОТО: YouTube.comСледующий этап – припаивание проводов. К средней ноге резистора припаивается один из проводковФОТО: YouTube.comА второй соединяется с минусовым контактом батарейки лёгкой пайкойФОТО: YouTube.comВ итоге готовая рабочая схема выглядит вот так. Это миниатюрное соединение, которое легко помещается в крышку от сока. При контакте с водой проводки, которые соприкасаются с влагой, замыкает, и срабатывает пищалка, которая получает энергию от встроенной батарейки

Как и из чего сделать корпус для сигнализатора

Корпус для сигнализатора должен быть таким же миниатюрным. Самый подходящий по размерам вариант – крышка от литровой банки из-под молока или от упаковки с мыльными пузырями.

ФОТО: YouTube.comЧтобы сделать корпус сигнализатора, нужна не только крышка, но и винтовая часть, которую нужно отрезать от флаконаФОТО: YouTube.comВинтовую часть нужно запаять с одной стороны кусочком пластика. Используйте для этого клеевой пистолет, а для стенки может пригодиться пластиковый блистер. Сделайте в нем отверстия горячей спицей для того, чтобы продеть контактные проводкиФОТО: YouTube.comКрышкой сигнализатора будет крышка от упаковки. Нужно сделать в ней раскалённой иглой несколько отверстий, чтобы звук сигнализатора был отчётливо слышенФОТО: YouTube.comОстаётся только соединить крышку с винтовой частью, вся схема спрячется внутри. Вы получите очень миниатюрный датчик, который можно спрятать под раковиной или ваннойФОТО: YouTube.comПри контакте с водой пищалка сработает и привлечёт ваше внимание. Вы сможете вовремя среагировать и устранить протечку

Несомненным недостатком устройства является тот факт, что сигнализатор поможет только в том случае, если вы находитесь дома. В ваше отсутствие пищалка не поможет. Тут нужны другие средства контроля, которые способны передать сигнал опасности дистанционно. Это будет уже не так дёшево, но не менее эффективно. Система «умный дом» поможет вам контролировать всё, что происходит на вашей территории, даже если вы в отъезде. Вот пример такой системы:

Watch this video on YouTube

Подумайте над тем, насколько вы упростите себе жизнь с подобными устройствами. Немного труда, и вы обезопасите себя от неприятных неожиданностей. А вы что думаете по этому поводу? Используете ли вы какие-то приспособления для избегания протечек? Поделитесь своим опытом с нашими читателями в комментариях!

Обсудить1

Предыдущая

ИСТОРИИСмекалка мастера: лайфхаки в работе с простыми инструментами

Следующая

ИСТОРИИКонструктор для взрослых: как собрать стул из пластиковых труб

Как проверить уровень воды с его помощью

Нехорошо, когда вода портит контур, над которым вы работали какое-то время. И еще более неприятно, когда это вредит устройству, которое нуждается в защите от воды или дождя. К счастью, у нас есть решение. Схема датчика воды — это все, что вам нужно. Схема датчика воды — это также забавный проект, который вы можете построить, чтобы защитить свои устройства от повреждения водой. Итак, в этой статье мы покажем вам, как работает схема датчика воды, ее схему и компоненты, несколько приложений и, самое главное, как построить простую схему датчика воды.

Готовы? Давайте прыгать!

Как работает датчик воды?

Датчик воды представляет собой простую схему, это просто полупроводниковый переключатель, который может активироваться при обнаружении присутствия воды. Это также схема, способная работать с нагрузками, работающими от сети переменного тока.

Итак, как же работает эта простая схема? Хотя существуют разные варианты датчиков воды, все они имеют одну общую черту.

Кроме того, датчики воды обнаруживают наличие воды там, где ее быть не должно. Или при утечке воды.

Повреждение водой

Таким образом, когда вы размещаете датчик воды в местах или устройствах, которые не должны протекать или на них не должна попадать вода, датчик воды предупредит вас звуком или индикацией.

Некоторые датчики могут даже отправить вам уведомление, если у них есть доступ к Wi-Fi. Датчик воды всегда защитит ваши устройства от повреждения водой.

Цепь датчика воды

Итак, в этом разделе мы обсудим четыре различных способа построения схемы датчика воды.

Простой датчик воды с использованием макетной платы

Для этой схемы мы использовали транзистор в качестве переключателя, поскольку вода является хорошим проводником электричества. Таким образом, вода может работать как триггер для включения транзистора.

Схема

Схема простого датчика воды

Источник: Wikimedia Commons

В этой схеме транзистор NPN включает и выключает светодиодный индикатор. Кроме того, на трассе также есть две контрольные точки (перемычки). Итак, мы подключили один провод к базе транзистора через токоограничивающий резистор. Второй провод мы подключили к положительному напряжению питания через другой токоограничивающий резистор.

Таким образом, когда обе перемычки касаются воды, она включает транзистор и создает сигнал, включая светодиодный индикатор.

Компоненты

• Транзистор NPN (1)
• Резисторы (номиналы 10 и 1 кОм) (2)
• Светодиод   (1)
• Макетная плата (1)
90 5 с (предпочтительно батарея 90 9056) (3 0 6 9056 источник питания) Соединительные провода

Ступени

Первое, что вам нужно сделать, это собрать материалы и инструменты. Подготовив материалы, установите компоненты, как показано на рисунке ниже:

Макетная схема

Источник: Wikimedia Commons

Для лучшего понимания подключите один конец перемычки к базе NPN-транзистора, а второй — к положительной клемме источника питания.

Не забудьте подключить эти перемычки через токоограничивающие резисторы (R3 и R2).

Примечание. Резистор R3 представляет собой токоограничивающий резистор, предотвращающий повреждение при неправильном подключении перемычки к отрицательной клемме вместо положительной.

Таким образом, значение 10k не позволяет току превысить низкое значение 0,3 мА.

Кроме того, эта схема доказывает, что вам не нужна сложная конструкция, чтобы сделать что-то полезное.

Цепь датчика воды с использованием микросхемы таймера 555

Вот еще одна схема датчика воды или сигнализатора дождя, которую вы можете использовать на любом устройстве, которое хотите защитить от дождя или воды. Таймер 555 для этой схемы работает в нестабильном режиме. Кроме того, эмиттерный ток, высвобождаемый транзистором BC548, управляет микросхемой таймера 555.

Всякий раз, когда датчики этой схемы обнаруживают влажность, они включают транзистор и пропускают некоторый ток между эмиттером и базой.

С другой стороны, если датчики не обнаруживают влагу, транзистор не включится.

555 Схема датчика воды на микросхеме таймера

Источник: Wikimedia Commons

Вот как работает эта схема: во-первых, когда вы включаете питание, напряжение на выходе таймера 555 будет равно 0 В.

Таким образом, транзистор будет в выключенном состоянии, так как ток от эмиттера мал. Кроме того, VCC (вывод 9) таймеров 555 и коллектор транзистора соединены.

Следовательно, транзистор не будет подавать ток на таймеры 555 в выключенном состоянии.

Однако, когда датчики обнаруживают влажность, транзистор начинает проводить ток и подает ток, необходимый для работы таймеров 555.

Поскольку он находится в нестабильном режиме, он воспроизводит звук с помощью выходных импульсов контакта 3. Кроме того, контакт 3 также отвечает за управление громкоговорителем.

Кроме того, вы можете контролировать, когда транзистор проводит через переключатель состояния вкл/выкл. Кроме того, эта схема не нуждается в базовом резисторе, потому что транзистор имеет режим переключения. Таким образом, цепь генератора или импеданс эмиттера служит ограничителем тока.

Компоненты

• 555 Таймер IC (1)
• Конденсатор (1)
• Светодиод (1)
• Резистор (1)
• (1)
• (1)
• (1)
• (1)
• (1)
• (BC548) (1)
• . Шаги

  Схема датчика воды с использованием микросхемы таймера 555 также проста в сборке. Все, что вам нужно сделать, это собрать компоненты вашей схемы на печатной плате хорошего качества.

  Также изготовьте щупы из изолированных медно-алюминиевых проводов. В качестве альтернативы вы можете использовать нереактивные металлы для исследований.

  Наконец, убедитесь, что вы правильно разместили зонды и в местах, где они могут легко обнаруживать воду.

  Схема датчика воды с использованием Arduino

  Вот схема, которая отличается от остальных. Здесь вы подключите уже сделанный датчик воды или блок датчика воды.

  Когда вы подключаете Arduino к датчику воды, он предлагает эффективный способ обнаружения наводнений, протечек, разливов и даже дождя.

  Вы также можете использовать эту схему для определения объема, присутствия или уровня воды.

  Схема Arduino

  Источник: Wikimedia Commons

  Для этой схемы мы подключили датчик воды к цифровому контакту 8 Arduino. Кроме того, мы использовали светодиод, который служит индикатором обнаружения воды датчиком.

  Компоненты
  • ГАВОВА (1)

  ГАВОД

  • АРДУДАРТА (1)
  • Светодиод (1)
  • ARDUINIO UNO R3 (1)
  • )
  • )
  • )
  • )
  Шаги

  Все, что вам нужно сделать, это следовать приведенным выше схемам и подключить компоненты к макетной плате для сборки схемы.

  Теперь пришло время кодировать. Откройте программное обеспечение Arduino, чтобы кодировать на языке Arduino и получить полный контроль над своей схемой. Вот код, который вы должны использовать:

  Также было бы полезно, если бы вы подключили клеммы вашего датчика воды к плате Arduino. На датчике воды есть три клеммы: S, V _из (+) и GND (-). Итак, вот как вы должны их подключить:

  • Подключите клемму LED к цифровому контакту 9
  • Затем соедините клемму +V _s с клеммой +5v
  • После этого соедините клемму S с цифровым контактом 8
  • Наконец, объедините клемму GND с GND Arduino
  Применение цепи датчика воды

  Датчики воды работают в местах или устройствах, где есть вероятность повреждения водой. Итак, вот несколько мест, где вы должны использовать датчик воды:

  • Пошетийные машины
  • Раковины
  • СТАМАЯ МАШИНА
  • Рыбы. Подведение итогов

    Повреждение водой часто приводит к значительным потерям в домах и офисах.

    Кроме того, в мире, где есть много чувствительных к воде устройств, повреждение иногда может быть непоправимым.

    Тем не менее, датчики воды помогают предотвратить травмы и избежать потери свойств.

    Обычно датчики воды можно найти в большинстве магазинов товаров для дома, как местных, так и в Интернете.

    Однако, если вы не можете его купить, в этой статье описано несколько способов создания схемы датчика воды, соответствующей вашим целям.

    Это подводит итог этой статье; если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь обращаться к нам. Мы всегда рады помочь.

    Недорогая цепь датчика воды

    В этой статье описывается очень полезная, но простая схема датчика воды. Этот датчик воды включает (или выключает) светодиод или другую подключенную нагрузку, когда зонд касается воды.

    Обзор и применение

    Предположим, вы задумали проект, в котором вам необходимо определить, находится ли вода в контейнере (бочке для дождевой воды, пруду для разведения рыбы и т. д.) выше или ниже определенного уровня. На рис. 1 показано применение схемы датчика воды, которая может соответствовать вашим потребностям. Цепь датчика воды определит, касается ли вода сенсорного датчика, и активирует светодиод или другое подключенное устройство. Датчик грунта, показанный на рисунке, остается в воде, но его также можно установить на том же уровне, что и измерительный датчик (функция схемы датчика воды заключается в том, чтобы определить, находятся ли оба датчика в воде). Источником питания 5 В может быть лабораторный блок питания, «настенная бородавка» или три батареи по 1,5 В, соединенные последовательно (схема будет работать нормально, используя 4,5 В вместо 5 В).

    Рис. 1. Для этого применения схема датчика воды определяет, находится ли вода выше или ниже уровня датчика.

    Примечание. Этот датчик воды предназначен только для экспериментального использования и не предназначен для критически важных приложений, таких как управление дренажными насосами в подвале или сигнализация воды в ситуациях, когда может быть причинен ущерб. Этот датчик предназначен для воды и никогда не должен использоваться для других жидкостей.

    Схема цепи

    Схема датчика показана на Рисунок 2 . В схеме используется компаратор LM339 для сравнения напряжения на сенсорном датчике с эталонным напряжением V _REF . Для демонстрации здесь датчик датчика и датчик заземления представляют собой просто перемычки на макетной плате с зачищенными концами.

    Рис. 2. Схема цепи датчика воды, которая включает нагрузку, когда вода поднимается выше определенного уровня, в результате чего датчик датчика касается воды.

    Принцип работы схемы

    Напряжение В _ЗОНД на инвертирующем входе компаратора (-) зависит от того, касается ли датчик датчика воды. Когда измерительный зонд находится вне воды (разомкнутая цепь), напряжение V _PROBE составляет 5 В. Поскольку входное сопротивление компаратора очень велико, через резистор 1 МОм (R3) протекает очень небольшой ток, и следовательно, на резисторе 1 МОм почти нулевое напряжение.

    Следовательно, напряжение на датчике и инвертирующем входе компаратора равно В _S (5 В), когда датчик находится вне воды.

    Когда датчик находится в воде, вода действует как сопротивление между датчиком и датчиком заземления. Это сопротивление устанавливает делитель напряжения между V _S (5 В) и землей, как показано на рис. 3 .

    Рис. 3. Когда сенсорный датчик касается воды, делитель напряжения между V _S и землей устанавливается резисторами R3 и R _ВОДА (сопротивление воды между датчиками).

    Напряжение V _PROBE рассчитывается путем деления напряжения с использованием

    Используя это уравнение, если R _WATER меньше 1 МОм, то V _PROBE будет меньше 2,5 В. Будем считать, что вода сопротивление меньше 1 МОм (и мы не пытаемся определить уровень очищенной воды, которая на самом деле имеет достаточно высокое удельное сопротивление).

    Это означает, что мы можем определить, касается ли датчик датчика воды, определив напряжение датчика V _ДАТЧИК ниже 2,5 В. Если V _ДАТЧИК выше 2,5 В, сенсорный датчик не касается воды. Если V _PROBE ниже 2,5 В, сенсорный датчик касается воды. Это сравнение напряжения выполняется с помощью компаратора.

    Опорное напряжение В _REF , используемое для сравнения, создается двумя резисторами 100 кОм (R1 и R2). Поскольку на высокоимпедансный неинвертирующий вход компаратора протекает очень небольшой ток, резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения для создания на неинвертирующем входе компаратора опорного напряжения 2,5 В.

    LM339 содержит четыре компаратора. В этой схеме используется один из этих компараторов. Компараторы LM339 имеют выходы с открытым коллектором. Это означает, что когда V

    PROBE меньше, чем V _REF , компаратор оставляет свой выход плавающим (ни к чему не подключен внутри). Когда V _PROBE больше, чем V _REF , компаратор по существу подключает свой выход к земле внутри.

    Транзистор Q1 управляет током через светодиод D1 (или другую нагрузку, например небольшое реле, если оно подключено вместо D1). Когда В _PROBE > V _REF компаратор подключает свой выход к земле, и через Q1 не протекает базовый ток. Это означает, что транзистор находится в состоянии отсечки, и ток через светодиод (или другую нагрузку) не течет, когда вода не касается сенсорного датчика. Когда V _PROBE < V _REF , компаратор оставляет свой выход плавающим, и ток базы течет через Q1. Базовый ток насыщает транзистор и включает светодиод. Резистор R4 имеет значение, которое насыщает транзистор, позволяя примерно 20 мА протекать через светодиод, когда вода касается сенсорного датчика.

    В следующей таблице показано, как работает схема Рисунок 2 .

    Состояние датчика	Напряжение датчика	Состояние светодиода
    Нет воды	В ЗОНД > В НОМЕР	ВЫКЛ
    В воде	В ДАТЧИК < В НОМЕР	НА

    Тестирование схемы

    Схема была сконструирована на макетной плате для тестирования и кратковременного применения. Используемые компоненты:

    Распределитель ИС компаратора

    Каталожный номер Обозначение	Описание	и номер детали
    У1	, LM339	Цифровой ключ 2N3904FS-ND
    Д1	Зеленый светодиод, LTL-4233	Цифровой ключ 160-1130-ND
    Q1	Транзистор, 2N3904	Цифровой ключ 2N3904FS-ND
    С1	Конденсатор, 0,1 мкФ	Цифровой ключ BC2665CT-ND
    от R1 до R5	Любые обычные резисторы например, Vellemen K/RES-E12	Jameco (комплект) 2131039

    На рис. 4 показана схема на макетной плате. Наземный датчик находится в воде, датчик не касается воды. Зеленый светодиод выключен.

    Рис. 4. Проверка цепи датчика воды (датчик находится вне воды).

    На рис. 5 показана та же схема с датчиком, касающимся воды. Зеленый светодиод горит.

    Рис. 5. Проверка цепи датчика воды (зонд датчика в воде).

    Для этой схемы, предназначенной для краткосрочного применения, в качестве датчика и датчика заземления использовались два макетных провода. Для более долгосрочных применений необходимо исследовать материалы зонда, чтобы определить устойчивость к коррозии и связанную с этим надежность обнаружения.

    Альтернативная схема

    Альтернативная схема, показанная на рис. 6 , активирует светодиод (или другую нагрузку), когда уровень воды падает ниже определенного. Эта схема работает так же, как ранее описанная схема, за исключением того, что входы компаратора меняются местами. Когда датчик не касается воды, напряжение на неинвертирующем входе компаратора составляет 5 В, что больше опорного напряжения В _REF (2,5 В) на инвертирующем входе компаратора. В результате выходной контакт компаратора остается открытым внутри, а ток от источника питания 5 В через резистор 22 кОм насыщает транзистор, включая светодиод.