Controlador de nível de água

Controlador de nível de água

imagemEm muitas casas e outros locais públicos, é utilizada água subterrânea, que é bombeada para tanques superiores por meio de bombas d'água controladas por motores elétricos. O controle das bombas costuma ser uma necessidade para evitar o desperdício de água.

1. Entre em contato com o controlador de nível de água


Aqui está um circuito simples para controlar as bombas de água. Quando o nível da água no tanque sobre a cabeça excede o nível necessário, a bomba desliga-se automaticamente e interrompe o processo de bombeamento, evitando o transbordamento da água. Ele usa um relé para cortar o fornecimento de energia para a bomba de água.



O circuito é construído usando os seguintes componentes:

  • CMOS IC CD4001 : É um CI versátil de 14 pinos que contém 4 portas NOR. Cada porta NOR possui duas entradas e uma saída. Assim, o IC tem 8 pinos de entrada e 4 pinos de saída, um pino Vcc (conectado à alimentação de tensão positiva) e um Vss (conectado à alimentação negativa). Suas características básicas incluem - Tensão máxima de alimentação: 15V, Tensão mínima de alimentação: 3V, Velocidade máxima de operação: 4MHz. Pode ser usado em geradores de tom, detectores de metal, etc.
  • Transistor BC547 : É um transistor de junção bipolar NPN e é usado principalmente para fins de amplificação e comutação. Seus recursos incluem ganho de corrente máximo de 800. É usado na configuração CE quando usado como um amplificador.
  • Bateria : Uma alimentação DC de 9 V é fornecida através de uma bateria para alimentar o circuito.

Circuito Controlador de Nível de Água

O circuito usa um CMOS IC CD 4001/4011 para conduzir o relé. Sua porta de entrada 1 é usada para conectar a sonda para detectar o nível de água. Uma ponta de prova é conectada à porta 1 do IC e a outra ponta de prova ao solo. Quando a ponta de prova A conectada à porta 1 do IC está flutuando, a entrada da porta 1 permanece alta e o pino de saída 4 fica alto e o transistor do driver do relé conduz. O relé será ativado. A fonte de alimentação da bomba de água é conectada através dos contatos comum e NO do relé de forma que, quando o relé ligar, a bomba de água funcione. LED indica o funcionamento do relé. Quando o nível da água sobe e faz contato com as sondas A e B, a saída do IC fica baixa e o relé é desenergizado para interromper o bombeamento.

Inicialmente, quando A e B não estão conectados, ou seja, o nível de água está baixo, o pino 1 de entrada do IC está em nível lógico alto e de acordo com a tabela de verdade da porta NOR, a saída no pino 3 estará em nível lógico baixo. Uma vez que o pino 3 está em curto com os pinos 5 e 6, a entrada para outra porta NOR será sinais lógicos baixos. Isso fornece um sinal lógico alto para o pino de saída correspondente 4. À medida que a corrente flui através do resistor para a base do transistor, ele começa a conduzir e atua como uma chave fechada. O relé conectado ao coletor do transistor é energizado e os contatos NA são conectados ao contato comum e a bomba d'água obtém alimentação da rede elétrica e começa a funcionar.


Agora, quando o nível de água sobe no tanque, de forma que as sondas A e B são conectadas através da água, a corrente flui através deles (como a água é um condutor) e os pinos 1 e 2 são conectados através de A e B para o fornecimento negativo da bateria .

A saída pino 3 está, portanto, em nível lógico alto, fazendo com que os pinos de entrada da outra porta NOR estejam em nível lógico alto e, portanto, o pino 4 de saída correspondente está em nível lógico baixo. O transistor é desligado devido à falta de corrente de polarização e o relé é desenergizado de forma correspondente e a fonte de alimentação para o tanque de água é cortado.

dois. Controlador de nível de água sem contato

Além da técnica discutida acima, pode haver outra maneira de controlar o nível de água no tanque detectando-o usando a técnica ultrassônica. Ao contrário do método anterior, isso não requer qualquer contato com o tanque de água .

O sistema consiste nas seguintes partes

  1. Uma fonte de alimentação DC regulada para converter a fonte de AC em tensão DC regulada usando retificadores e filtros de ponte.
  2. Um módulo ultrassônico que consiste em um transmissor ultrassônico e um receptor para detectar a condição do nível de água do tanque.
  3. Um microcontrolador que atua como uma unidade de controle.
  4. Um transistor e uma unidade MOSFET que forma a unidade de comutação
  5. Um relé para controlar a aplicação de corrente à bomba
  6. Uma bomba que é a carga
Diagrama de blocos do controlador de nível de água

Diagrama de blocos do controlador de nível de água

O sensor ultrassônico detecta o nível de água no tanque, transmitindo sinais ultrassônicos para o tanque. A água no tanque reflete de volta os sinais ultrassônicos, que são recebidos pelo receptor. O ultra-som ou o sinal de som recebido é convertido em pulsos de sinal elétrico que são aplicados ao microcontrolador. Esses pulsos indicam o nível de água no tanque. À medida que o nível de água diminui abaixo de certo nível, o módulo ultrassônico dá uma indicação através do sinal elétrico e o microcontrolador aciona o transistor para a condição desligada, o que faz com que o MOSFET seja ligado e, consequentemente, o relé é energizado e a bomba é ligado. Caso o nível da água esteja acima do nível limite, o Microcontrolador desliga o relé através do transistor e do arranjo MOSFET, de modo a desligar a bomba.

3. Um indicador digital de nível de água

Este sistema é usado apenas para detectar o nível de água em um tanque e exibir a leitura em um display de 7 segmentos.

Aqui, uma placa de circuito consistindo de um arranjo paralelo de fios condutores é colocada no tanque. Esses fios servem como entrada para o codificador de prioridade, que gera uma saída BCD com base nas leituras de entrada. O codificador de prioridade aciona um conjunto de transistores que, por sua vez, fornecem entrada para o BCD para o decodificador de 7 segmentos, que usa o sinal BCD para acionar o display de LED de 7 segmentos.

Indicador inteligente de nível de água do tanque suspenso

Indicador inteligente de nível de água do tanque suspenso

Quando a unidade de entrada é colocada no tanque de água, a corrente flui através dos fios imersos na água e, portanto, o número correspondente de entradas está em estado lógico alto. O codificador recebe esta entrada e, com base no nível de prioridade das entradas, fornece um código de saída digital correspondente à entrada com maior prioridade.

Assim, se a corrente fluir por todos os fios, ou seja, o tanque estiver cheio, o código de saída corresponderá ao nível mais alto. Aqui, a unidade de entrada ou a escala é dividida em 10 níveis de 0 a 9. Caso todas as entradas para o codificador estejam em estado alto, a saída também é um sinal lógico alto que leva todos os transistores para a condição ON, de modo que todos os as entradas do BCD para o decodificador de 7 segmentos estão em estado lógico baixo. O decodificador BCD para 7 segmentos simplesmente atua como um inversor e, portanto, fornece um sinal lógico alto em todas as suas saídas e, portanto, o nível mais alto de 9 é exibido no display.