РЕЛЕ УРОВНЯ ВОДЫ
Бывают ситуации, когда необходимо контролировать уровень воды. Например, когда вода скапливается в погребе (или яме в гараже) и её необходимо своевременно откачивать. Или при заборе большого объема воды из колодца (скважины) весьма важно вовремя определить, что вода закончилась и нужно отключить насос на то время, пока вода опять не наберется до нужного уровня. В этих и подобных случаях нам поможет реле уровня воды.
Вариант1
Размеры корпуса: 63,3х45х28мм
Подключение:
Провода датчика влажности прикручиваем к зеленому клеммнику
Площадь контактных площадок датчика влажности не менее 1 кв.см (можно вырезать из жестяной консервной банки)
Контакты реле выведены на синий клеммник
Если откачиваем воду из металлической бочки или другого токопроводящего резервуара, то электрод 1 не нужен, подключаем вместо него саму бочку:
Алгоритм работы:
вода достигла верхнего уровня – включился насос (замкнулись контакты реле)
вода опустилась до нижнего уровня – насос выключился (разомкнулись контакты реле)
Возможно использовать это реле в качестве сигнализатора протечек - если требуется в качестве оповещателя использовать мощный звонок-сирену или другое мощное устройство. В этом случае замкните между собой контакты 2-3 на зеленом клеммнике. Использовать заземленные конструкции помещения для подключения второго провода не получится, т.к. входы реле гальванически изолированы от сети.
Нагрузочная способность контактов реле:1А
Важно: пусковой ток практически любых насосов превышает номинальный в 5-10 раз. Например, насос мощностью 250 Вт имеет номинальный ток I(А)= P(Вт)/U(В); 250/220=1,136А, соответственно пусковой ток может быть до 11,36А. Для включения такого насоса необходимо тиристорное реле
Пример: электроды из жести от консервной банки закреплены винтами М4 на куске оргстекла.
Размеры электродов 30х40 мм
Подключение для использования реле в качестве сигнализатора протечек в подвале дома.
Вариант2
Отличается от варианта 1 противоположным алгоритмом работы:
вода достигла верхнего уровня – выключился насос (разомкнулись контакты реле)
вода опустилась до нижнего уровня – включился насос (замкнулись контакты реле)
Этот вариант целесообразно использовать для заполнения водой различных емкостей. Например, бочка для летнего душа или полива сада-огорода. В качестве исполнительного элемента может быть подключен насос (совместно с реле вариант 1) или электромагнитный водяной клапан, если имеется стационарный водопровод. Возможно использование этого варианта для автоматического полива в теплицах, на огороде и т.п.
Схема подключения насоса через тиристорное реле для закачки воды из колодца (скважины) в накопительный резервуар. Насос включается (наполняет резервуар) только при наличии воды в колодце (скважине).
такой клапан можно
купить у меня
Стоимость вариантов 1 и 2 одинакова
Варианты Т1 и Т2
Это варианты 1 и 2, но в одном корпусе с тиристорным реле (вариант 2), для подключения насоса не более 500Вт.
Соответственно:
Вариант Т1 = вариант1 + тиристорное реле (откачка воды из ямы, колодца, скважины…)
Вариант Т2 = вариант2 + тиристорное реле (заполнение накопительного резервуара, бочки для летнего душа и т.п.)
Схемы подключения аналогичны вариантам 1 и 2.
Вариант3
Универсальный, мощный
В положении переключателя 1 работает, как вариант1 (откачка)
В положении переключателя 0 работает, как вариант2 (наполнение)
тиристорное реле уместилось внутри этого корпуса
номинальный ток 10А, максимальный 20А в течение не более 5 минут.
Обратите внимание: в качестве блока питания во всех вариантах использована зарядка от мобильных телефонов китайского производства. Эта зарядка – самое слабое звено всех реле. Может сгореть от больших импульсных помех, возникающих при включении-выключении мощной нагрузки (насоса) в сетях низкого качества (большое сопротивление сети). Например, при питании одновременно реле уровня и насоса от одной проводки с недостаточно толстыми, но длинными проводами. В этом случае желательно подключить реле уровня через простейший помехоподавляющий фильтр. Таким фильтром может быть любой резистор: сопротивление 300-500 Ом, мощность от 0,25 Вт. По вашей просьбе приложу резистор в комплект бесплатно.
Резистор:
Подключение:
Если блок питания все-таки сгорел, то его легко можно заменить любым другим стабилизированным блоком питания с напряжением 5-6В и током не менее 0,3А. Просто разрежьте провод от реле до блока питания и прикрутите провода от другого блока питания. Соблюдайте полярность: красный провод это +(плюс).
Вариант4
С однократным запуском
Первоначально этот вариант задумывался для замены стандартного водяного клапана с поплавком в сливном бачке унитаза. Дело в том, что наш дом, построенный в 1974г. и никогда не знавший капремонта, имеет совсем ржавые водопроводные трубы. Перебои с водоснабжением происходят регулярно по несколько раз в неделю. На час или несколько часов. Сначала из крана неизбежно течет ржавая жижа и только потом вода. Представляете, каков срок службы сантехники с такой водой? Чаще всего обижается именно вышеупомянутый клапан. Установил механические фильтры с сеточкой. Не помогает. Ставить серьезные дорогие фильтры на сливной бачок унитаза? …не захотелось. Как-то обратил внимание, что клапаны на стиральной и посудомоечной машинах ни разу не сломались за последние 10 лет. А, почему бы не использовать такие клапаны для сливного бачка? Подключаем клапан к этому реле уровня воды и получаем надежную систему с расширением функций.
Корпус светло-серого или черного цвета.
Блок питания (зарядка для телефона) внутри корпуса.
Нагрузочная способность контактов реле, как у вариантов 1 и 2.
Схема подключения:
Чувствительность этого реле такова, что в качестве датчика могут быть использованы 2 куска провода с оголенными на 10-15 мм концами.
Прикрутили, подключили. Нажимаем красную кнопку на блоке. Включился клапан, в бачек начала наливаться вода. Уровень воды достиг датчика (концы оголенных проводов), клапан выключился. Можно дернуть за ручку и спустить воду. Вода слилась. Бачек пустой. Для заполнения бачка нужно опять нажать кнопку.
Зачем такие сложности? Можно просто использовать вариант2 и не нужны никакие кнопочки. Да, это так. Но резиновое уплотнение в сливном клапане бачка так же постепенно теряет герметичность при большом количестве ржави в воде. Начинает потихоньку подтекать. Образуются ржавые разводы на унитазе. При уменьшении уровня воды срабатывает реле и снова включает клапан. И зачем нам эти радости? Лучше при входе в туалет 1 раз нажать кнопочку.
Еще одно преимущество этой конструкции: при полном бачке и нажатой кнопочке клапан открыт, пока мы удерживаем кнопку нажатой. Вода переливается через толстую трубку (трубка перелива) внутри бачка. Вода льется в унитаз не толстой струей, смывая запахи и прочие отходы нашей жизнедеятельности. Многим, особенно женщинам, нравится такая функция.
Вдобавок к вышеперечисленному можно подключить дополнительную кнопку, установленную в другом удобном месте. Кнопка подключается к контактам №1 и 2 на клеммнике
Еще можно организовать нажатие кнопки и ее удержание вместе с включением света в туалете.
Учитывая большую чувствительность этого реле, его можно использовать для полива огорода. Известно, что оптимальное время полива – вечер, когда заходит солнце и спадает жара. Для запуска этого реле подключаем вместо дополнительной кнопки (к контактам №1 и 2 на клеммнике) фотореле. Фотореле запустило полив. Электроды(2 гвоздика, воткнутые в землю) измеряют влажность почвы и отключают полив.
Примеров использования этого реле в устройствах автоматики может быть множество. Везде, где нужно однократно запустить какой-либо процесс и остановить его по достижении определенной величины от датчика. Датчиком может быть не только пара электродов для измерения влажности, но и термосопротивление (контроль нагрева) или фотодатчик (контроль освещенности) или любой другой аналоговый датчик, меняющий свое сопротивление в зависимости от изменения измеряемой величины. В некоторых случаях может понадобится регулировка чувствительности реле. Добавить такой регулятор не сложно.
Поплавковый датчик
Поплавок вверху – контакты разомкнуты.
Поплавок на одной линии с осью датчика – контакты замкнуты.
Длина проводов 0,38м.
Поплавковые датчики целесообразно использовать для контроля уровня НЕ токопроводящих жидкостей: дистиллированная вода, масло, бензин. Для включения насоса на заполнение резервуара располагаем датчик поплавком вверх (см. фото). При всплытии поплавка насос выключается.
Для откачки воды располагаем датчик поплавком вниз. При всплытии поплавка насос включается, при опускании поплавка насос выключается.
Мощные насосы подключаем через тиристорное реле.
Электрические параметры:
Максимальная коммутируемая мощность – 10Вт
Максимальное постоянное напряжение – 100В
Максимальное переменное напряжение – 220В
Максимальный ток – 0,5А
Сопротивление замкнутых контактов, не более 0,1 Ом
Температура от -10 до +85 гр.С
Поплавок с ртутным датчиком
В некоторых случаях бывает нужна высокая надежность датчика. Стандартные поплавковые датчики вследствие конструктивных особенностей могут обладать не очень высокой надежностью при работе в неоднородной (грязной) жидкости, с большим перепадом температур, особенно при отрицательных температурах. Надежность исполнительного элемента – «геркона» так же не всегда достаточна.
В этих случаях лучше использовать поплавок с ртутным датчиком:
Не нашел подобных датчиков в продаже, сделал сам.
Ртутный датчик, параметры:
Ток не более 500мА, максимальное напряжение 100В, рабочее напряжение 25В, температура -20…+100 гр.С.
Трубка силиконовая медицинская:
Пределы температур, при которых не повреждаются трубки, от -60° до +300°С. Силиконовая трубка выдерживает давление до 2 атмосфер. Используется в перистальтических насосах, обладает очень высокой стойкостью к изгибам и растяжениям-сжатиям.
Конструкция:
Внутри на конце силиконовой трубки размещается ртутный датчик. В месте расположения датчика на трубку надет пластиковый «кабельный ввод» с резиновым уплотнением. Силиконовая трубка с ртутным датчиком плотно обжата уплотнением кабельного ввода – прочно, герметично. Шарик от пинг-понга крепится с помощью термоусадочной трубки. Для прочности и улучшения герметичности поверх белой термоусадочной трубки надета черная термоусадочная трубка. Еще один кабельный ввод служит для герметизации и крепления поплавка на резервуаре.
На фото: разобранный кабельный ввод, шарик от пинг-понга.
Длина силиконовой трубки 30см (для нормальной работы достаточно 10см). Диаметр шарика 40мм. Длина провода 50см.
Срабатывает (контакты замыкаются) при всплытии, если положение датчика на 3-5 градусов выше горизонтального.
Поплавковые датчики можно подключать к любым описанным выше реле уровня.
В некоторых случаях невозможно или крайне нежелательно включать реле уровня и исполнительные устройства (насосы, клапаны для воды) в сеть ~220В. Например, в аквариумном хозяйстве или небольших «комнатных» теплицах. Прокладка проводов с высоким (сетевым) напряжением по земле садового участка должна выполняться с соблюдением правил и норм электробезопасности.
В этих случаях удобнее питать все это водяное хозяйство от сети с напряжением 12В. Например, от соответствующего блока питания (адаптера) или автомобильного аккумулятора. Блоки питания реле (зарядные устройства телефона) меняем на автомобильный вариант (12В):
Автомобильная зарядка для телефона, можно купить у меня.
Самыми дешевыми насосами на 12В являются насосы омывателя лобового стекла автомобиля. Подключить такие насосы к реле уровня (варианты 1 и 2) можно через автомобильное реле соответствующей мощности, например, такое:
Автомобильное реле: 12В, ток 40А, можно купить у меня.
Что бы автомобильный аккумулятор был всегда заряжен, совсем не обязательно покупать мощное зарядное устройство. В подавляющем большинстве случаев подойдет недорогая подзарядка, например, вариант 3.
Особенно удобен вариант питания от аккумулятора в сельской местности, где часто бывают перебои с электричеством.
Реле «самоделкин»
Этот вариант реле для любителей мастерить самостоятельно. Отличается высокой надежностью, неприхотливостью в эксплуатации, универсальностью применения, низкой ценой. Корпуса нет.
Размеры: 130 х 20 х 40 мм. По краям платы 4 отверстия для крепления винтиками М3.
Реле имеет достаточно мощные контакты на ток 10А:
Этого достаточно для подключения насоса мощностью не более 500Вт. Для подключения более мощного насоса используем дополнительно тиристорное реле.
Высокая надежность реле «самоделкин» обусловлена отсутствием блока питания. Необходимый для питания реле ток ограничивается лампочкой накаливания мощностью 15 Вт (от холодильника). Лампочка горит в полнакала, не сгорает при скачках и повышении напряжения в сети до 300 вольт. Срок службы лампочки в таком режиме увеличивается в десятки раз.
Лампочку можно заменить мощным резистором: сопротивление резистора 4-8 КОм, мощность от 6 Вт.
Напряжение питания реле ограничивается стабилитронами (закреплены вместе с алюминиевыми пластинами – теплоотводами).
Для улучшения помехозащищенности есть задержка на включение/выключение реле 0,5-1 сек.
Экономичность этих реле несколько хуже, чем у электронных реле с блоком питания. Давайте сравним: реле «самоделкин» потребляет не более 9 Вт, электронные реле не более 5 Вт.
Схема подключения:
Провода вставляем в клеммник, затягиваем винтики:
Лампочка от холодильника 15 Вт:
Если не нашли подходящей лампочки от холодильника, можно использовать энергосберегающую лампочку мощностью 13-18 Вт. Она так же будет гореть в полнакала. Но надежность энергосберегающих лампочек в этой схеме значительно ниже, чем лампочек накаливания.
Чувствительность этого реле хуже, чем у электронных реле (см. начало страницы). По этой причине площадь датчика – электрода должна быть не менее 15-20 см^2 (размер спичечного коробка).
Например, датчик для насоса артезианской скважины:
Подходящего диаметра пластиковая трубочка закреплена (на нужной высоте) на проводе и тросе до насоса. Электрод - кусок жести от консервной банки, приклеен снаружи трубочки. На фото кусок трубочки от халахупа.
Электрод в воде – насос включен. Уровень воды ниже электрода – насос выключен.
Трос крепления насоса по требованиям техники электробезопасности должен быть заземлен. Трос является общим проводом для электродов-датчиков, аналогичен электроду №1 в схемах электронных реле (см.выше).
В описанных выше электронных реле есть полезная функция гистерезиса: включение при одном уровне, выключение при другом. Причем, эти уровни можно регулировать, передвигая по высоте датчики (жестяные пластины). Гистерезис легко добавить в эту конструкцию реле. Устанавливаем 2 датчика и соединяем их через резистор.
Сопротивление резистора 1 КОм, мощность не менее 0,1 Вт.
На фото резистор мощностью 0,25 Вт (входит в комплект реле).
Реле «самоделкин» по своим возможностям аналогично электронным реле варианты 1,2 и Т1, Т2. Желательно расположить внутри подходящего пластикового короба, в котором обычно располагаются пускатели, автоматы защиты и другое электрохозяйство (продаются в магазинах электротоваров, на строительных рынках). Постоянно горящая лампочка способствует уменьшению влажности внутри короба. При подключении индуктивной нагрузки (насоса) для увеличения срока службы контактов реле желательно добавить параллельно контактам дугогасительную (помехоподавляющую) RC-цепочку (+20 руб.):
Простой и надежный датчик уровня воды
получился из жестяной крышки для домашнего консервирования
и куска толстого провода в комплекте с кабельным вводом:
Провод надежно припаян в отверстие крышки
Толщина провода 4,6мм выбрана из соображений прочности и надежности (сечение жилы 4мм^2).
К наружному концу такого провода подключаем любой тонкий провод, протягиваем, подключаем к реле уровня воды.
Диаметр жестяной крышки примерно 90 мм. Обрезаем ножницами до необходимых размеров.
Кабельный ввод может быть пластиковый или металлический
Если Вам трудно сделать такой датчик, можете купить у меня.
Стоимость одного датчика: 100 руб. (крышка, пайка, пластиковый кабельный ввод) + 40 руб. за каждый метр толстого (как на фото) провода.
Заменить пластиковый кабельный ввод на металлический +50 руб.
Пример: для подключения реле уровня требуются 3 датчика. Длина провода датчика верхнего уровня – 1, длина проводов датчика нижнего уровня и общего провода (клемма №1) по 2м. 1+2+2=5м
100 х 3 + 5 х 40 = 300 + 200 = 500 руб.
Можно попробовать припаять монету 5 руб.
Большим преимуществом крепления датчика с кабельным вводом на крышке резервуара является отсутствие отложения солей на верхней части провода датчика. Обратите внимание: крышка резервуара или другое место крепления провода (кабельного ввода) не должно смачиваться водой, кроме брызг, отдельных капель или испарений.
Отложение солей (образование накипи) ухудшают точность и надежность работы реле. Регулировка чувствительности реле не является панацеей и поэтому отсутствует в описанных выше реле уровня воды.
Соли (накипь) являются проводником, замыкают контакты датчиков при отсутствии воды, могут привести к ложному срабатыванию реле. По этой причине необходим хотя бы небольшой участок провода датчика или крышки резервуара или кабельные вводы без накипи.