БОГАТО ЖИВЕМ — СПОЛНА ВОДУ ПЬЕМ!

Вода в жизни человека имеет важнейшее значение. Неслучайно поэтому, банальная, вроде бы, Н₂О — это самый потребляемый продукт в мире. Но если в городских условиях дела с ним в основном обстоят неплохо, то в сельской местности, на дачных или садовых участках случаются проблемы. А ведь там вода нужна особенно остро. Она необходима как для приготовления пищи и целей гигиены, так и для полива сада- огорода. Тут, как в песне из старого советского фильма: «…без воды — мы не туды, и не сюды…» Причем, важны не только ее наличие (водопровод, колодец, скважина или открытый водоем поблизости), но и ряд вопросов, связанных с доставкой воды на участок и ее сохранения там. Некоторые из возможных решений, предлагаемые самодельщиками-читателями «М-К», представлены в этой подборке.

Организовать водоснабжение дачного дома под силу, наверное, каждому. Достаточно приобрести и опустить в колодец, скважину или открытый водоем поблизости погружной насос — «Малыш», например, или аналогичный. Как правило, включив его, накачивают воду в резервуар, откуда расходуют ее по мере необходимости. Получается подобие водонапорной башни. А к крану на кухне или в душе вода поступает самотеком.

Однако тут важно соблюдать два условия. Во-первых, следить за наполнением бака, чтобы вода не хлынула через край, что особенно неприятно, если накопительная емкость установлена внутри жилого помещения. А во-вторых, контролировать запас, не расходуя его полностью, чтобы неожиданно не «обсохнуть». Конечно, если хочется раз и навсегда покончить с подобными проблемами, то стоит, возможно, приобрести гидроаккумулятор, поддерживающий в системе постоянный напор. Но это серьезно удорожит всю систему, да и вообще — совсем другая «история», которой мы сейчас касаться не будем.

Итак, у нас есть емкость, поднятая на некоторую высоту. Очевидно, что чем выше, тем сильнее будет напор. У нас в деревне мы установили 50-литровую пластиковую бочку на чердаке, это около трех метров от земли. Воду качаем насосом по гибкому шлангу из озера метрах в ста от дома. Разумеется, такой же длины понадобился и электрический провод, подающий к нему 220 В…

Хотя я и далек от мысли, что все у нас все поголовно нечисты на руку, но исключать возможность как-то ночью остаться без не самого дешевого оборудования — было бы опрометчиво. Поэтому помимо автоматики, обеспечивающей поддержание запаса воды, имеется еще и «электронный сторож», отслеживающий сохранность насоса у водоема и немедленно сигнализирующий о пропадании с ним связи.

Но прежде чем перейти к электронике, несколько слов о механической части системы. Информацию о количестве воды в расходном баке дает датчик уровня. Конструктивно это тонкостенная трубка внешним диаметром 6 мм из немагнитного материала, ее длина соответствует высоте бака. С нижнего торца трубка герметично закрыта. В нижней и верхней части в ней установлены два геркона — это и будут нижний и верхний уровни воды в баке. Провода от герконов выведены вверх и соединены с блоком управления насосом. По трубке вверх-вниз скользит поплавок из пенопласта, в котором находится кольцевой магнит. Понятно, что, проходя мимо герконов, он замыкает и размыкает их контакты. Датчик закрепляется на горловине бака вертикально.

Ну а теперь рассмотрим электрические схемы, решающие на практике поставленные задачи. Их две, на выбор. Сначала я придумал первую, ее и реализовал, но потом появилась и вторая, которая мне кажется в чем-то даже более удачной. Да и собрать ее проще, поскольку детали доступнее.

ВАРИАНТ № 1

Трехпозиционный переключатель (тумблер) S2 имеет три положения: «Откл.», «Вкл. руч.» и «Авт.». В первом режиме работает только сигнализация уровня воды в баке, выполненная на светодиодах. Параллельно каждому из них включен диод Д223 (или Д219), шунтирующий отрицательный полупериод переменного напряжения сети 220 В.

При нижнем уровне воды поплавок с магнитом находится на уровне нижнего геркона. Тогда разрываются НЗ и замыкаются НО его контакты. Через светодиод «Мин.» будет протекать ток, определяемый резистором R4, и он загорится. Светодиод «Макс.» с резистором R2 шунтированы НЗ контактами верхнего геркона, поэтому он не горит.

Начинаем наполнять бак водой. Для этого перещелкиваем тумблер S2 в положение «Вкл. руч.». Подается питание 220 В на обмотку реле К1.1, оно срабатывает, и его контакт К1.3, замыкаясь, включает насос.

По мере повышения уровня воды в баке поплавок всплывает, и в какой-то момент НЗ контакты нижнего геркона замыкаются, шунтируя тем самым светодиод «Мин.» — он гаснет. Если ни один сигнализатор на блоке управления не горит, значит в баке имеется некий средний уровень воды.

При достижении водой верхнего уровня НЗ контакты верхнего геркона размыкаются, в результате чего прекращается шунтирование цепи R2 и светодиода «Макс.» — он загорается. Ток через светодиод определяется резисторами R1, R2 и R3 при выключенном насосе и R1 и R2 при включенном. Вспыхивание светодиода «Макс.» — сигнал к тому, чтобы выключить насос, иначе вода перельется через край. Таким образом, мы имеем систему, сообщающую об уровне воды в баке. Удобно? Безусловно, но наибольшую пользу система приносит, будучи переведенной в автоматический режим.

В положении «Авт.» переключателя S2 герконы, кроме сигнализации, управляют работой реле К1.1, включающего насос. При нижнем уровне воды НО контакты нижнего геркона и НЗ контакты верхнего замыкают цепь питания реле. Оно срабатывает, включая насос замыканием контакта К1.3 и одновременно шунтируя контактом К1.2 резистор R3 и НО контакты нижнего геркона. Уровень воды повышается, нижний геркон переключается, светодиод «Мин.» шунтируется и гаснет, однако реле остается включенным через свой контакт К1.2 и НЗ контакты верхнего геркона.

Поплавок с магнитом, всплыв до верхнего уровня воды, перекидывает контакт верхнего геркона, который разрывает цепь питания реле. Загорается светодиод «Макс.». Ток через него ограничивается резистором R2 до отпускания контакта К1.2, а затем — R2 и R3. Часть тока, протекающего через светодиод, проходит через обмотку реле К1.1, но она недостаточна для удержания реле включенным.

При расходе воды из бака уровень понижается, и НЗ контакты верхнего геркона шунтируют цепь светодиода «Макс.». При достижении нижнего уровня в режиме работы «Авт.» запускается процесс, описанный выше.

Максимальные напряжения между контактами герконов определяются делителями R2 и R3 и не превышают допустимых значений, однако потенциал на контактах все же оказывается достаточно высоким, что может привести к пробою и выходу герконов из строя. Это недостаток описанной схемы, поэтому перейдем к рассмотрению второй.

ВАРИАНТ № 2

Данная схема также работает от бытовой сети 220 В, однако в ней используется выпрямительный мост типа КЦ401 для питания части схемы постоянным током.

Тот же трехпозиционный переключатель S2 позволяет выбрать один из трех режимов работы системы. При положениях «Откл.» и «Вкл. руч.» действует только сигнализация уровня воды в баке. Светодиоды «Мин.» и «Макс.» включаются при замыкании НО контактов нижнего и верхнего герконов соответственно. Герконы КЭМ-1 или КЭМ-6 с замыкающим контактом, примененные в этом варианте, более распространены, чем герконы с переключающимся контактом КЭМ-3, использующиеся в предыдущей схеме.

При положении «Вкл. руч.» переключателя S2 «минус» питания через резистор R1 подается на реле К1.1, которое контактом К1.3 включает насос. Цепи сигнализации защищены от цепей обмотки реле К1.1 диодами.

В режиме «Авт.» нижний геркон при замыкании НО контактов подает «минус» питания через диод и резистор R2 на обмотку реле К1.1. Одновременно загорается светодиод «Мин.». Контакт К1.3 замыкается, и насос включается. При повышении уровня воды в баке контакты геркона размыкаются и отключают светодиод «Мин.», однако реле К1.1 заблокировано контактом К1.2, поэтому насос продолжает работать.

При достижении водой верхнего уровня замыкание НО контактов верхнего геркона включает светодиод «Макс.» и через диод шунтирует обмотку реле К1.1. Реле выключается, а вместе с ним и насос. При понижении уровня воды контакт верхнего геркона размыкается и светодиод гаснет. При достижении нижнего уровня все повторяется.

Резисторы R1 и R2 одинаковые. Их величина должна обеспечивать срабатывание реле К1.1. Например, при использовании реле постоянного тока МКУ-48 (также более доступного, чем реле переменного тока РПУ-0 в первой схеме) с характеристиками согласно паспорту изделия 1) раб = 110 В, Roбм = 6 кОм, величина R1 = R2 = 6 кОм.

ЭЛЕКТРОННЫЙ СТОРОЖ

Вторая часть обеих схем, контролирующая целостность цепи питания насоса, то есть, говоря проще, его присутствие на месте, одинакова. Включение насоса сигнализируется светодиодом «Вкл.», установленным параллельно обмотке его электромотора. Последовательно в цепи насоса включены два реле переменного тока.

При выключенном насосе ток из сети проходит через обмотки реле РП21 (реле напряжения), реле РТ20/2 (реле тока) и насоса типа «Малыш». Импеданс (сопротивление переменному току) реле РТ20/2 и насоса в 100 раз ниже импеданса реле РП21, поэтому почти все напряжение падает на обмотке последнего. Оно срабатывает и разрывает свой НЗ контакт в цепи сигнализатора (звонка). Величина тока, протекающего через реле РП21, составляет около 20 мА, она не влияет на работу реле РТ20/2 и насоса.

Если насос включен, то контакт К1.3 закорачивает обмотку реле РП21. Ток насоса (около 2А) вызывает срабатывание реле РТ20/2. Его НЗ контакт, открываясь, также разрывает цепь сигнализатора.

Если же цепь питания насоса нарушается (например, злоумышленник задумал его похитить и оторвал провод), то отпускает реле РП21 или РТ20/2, в зависимости от того, работает насос в момент обрыва цепи или нет, и оказываются замкнутыми НЗ контакты обоих реле. Звонок срабатывает, сигнализируя о том, что на берегу возникла нештатная ситуация.

Андрей ГАВРИЛОВ