물 감지기 회로 - 작동 원리 및 기본 사항

연못이나 수영장을 소유하고 있다면 누수가 얼마나 답답할 수 있는지 이해합니다. 지루하고 시간이 많이 걸리고 장기적으로 비용이 많이 드는 물을 계속 채워야 합니다. 따라서 느린 손상 누출이 있는지 추적하는 것은 매우 중요합니다. 그러나 문제가 있을 때를 알기 위해 정교한 누수 감지 시스템이 필요하지는 않습니다. 간단한 물 감지기 회로는 많은 번거로움으로 배관 누출을 식별하는 데 편리합니다. 우리는 이 간단한 프로젝트의 역학에 대해 길게 논의할 것입니다. 살펴보세요.

물 감지기 회로도

아래는 이 회로의 개략도입니다. 회로도는 다를 수 있지만 기본 표현은 아래에 나와 있습니다.

그림 1:물 감지기 회로도

참고: 위에 설명된 회로는 LM339 비교기를 사용하여 감지 프로브 전압과 기준 전압 V_REF를 비교합니다. . 수영장이나 연못의 수위 변화를 확인하려면 회로가 필요하다고 가정합니다.

따라서 실용적인 측면에서 아래 그림과 같이 감지 프로브와 접지 프로브가 필요합니다.

그림 2:물 감지기 설정 그림

이 경우 프로브는 브레드보드 점퍼 와이어입니다.

물 감지기 회로 구성요소

위의 회로도에서 여러 전자 부품을 식별할 수 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

R1 ~ R5-ohm 저항기

Q1- 2N3904 트랜지스터

C1, =0.1uF 커패시터

다이오드 D1/ 녹색 LED

T1=BC557 PNP 트랜지스터

U1- LM339 비교기 IC

서킷은 어떻게 작동합니까?

그림 3:회로에서 작업하는 기술자

앞에서 언급하고 그림의 회로에서 설명했듯이 LM339 비교기는 매우 중요합니다. 또한 주목할만한 것은 앞서 감지 프로브로 소개한 전압 프로브입니다.

이제 이 프로브의 전압은 주로 물과 접촉 여부에 따라 달라집니다.

개방 회로에서 감지 프로브는 물과 접촉하지 않습니다. 따라서 위의 회로도에 표시된 것처럼 감지 프로브의 전압은 5V가 됩니다.

이 때 비교기의 입력 임피던스는 매우 높다. 결과적으로 작은 전류가 R3을 통해 흐를 것입니다. 또한 이 저항에 전압이 0이 됩니다. 따라서 비교기 반전 입력 전압과 감지 프로브 전압은 5V가 됩니다.

전압 분배기

다음으로 감지 프로브와 물을 접촉시킵니다. 이 경우 접지와 감지 프로브 사이에 저항이 있습니다. 결과적으로 저항은 감지 전압과 접지 전압 사이에 전압 분배기를 형성합니다.

우리는 이 저항을 WATER_{라고 부를 것입니다.}

다음은 프로브가 물에 닿았을 때 내수성을 실현하는 방법을 보여줍니다.

그림 4:방수 그림

센서 프로브 V_PROBE의 전압에 대한 회로 방정식

R_WATER일 때 1MΩ 미만인 경우 V_PROBE의 전압 2.5V 미만일 것입니다. 정수를 테스트하지 않았기 때문에 물의 저항은 1MΩ 미만이라고 가정합니다.

이 경우 순수한 물의 저항은 정제되지 않은 물의 저항보다 높습니다.

따라서 전압 레벨을 확인하여 감지 프로브가 물과 접촉하고 있는지 확인할 수 있습니다. 2.5V 이상이면 프로브가 물과 접촉하지 않은 것입니다. 반면에 2.5V 임계값 미만이면 물과 접촉할 가능성이 있습니다.

비교기가 있기 때문에 여기에서 전압 비교가 가능하다는 것을 기억하십시오. 또한 주목할만한 것은 우리가 다루고 있는 기준 전압이 2개의 100KΩ 저항으로 인한 것이라는 점입니다. 이 경우 저항 R1 및 R2가 담당합니다.

이 프로세스를 어떻게 촉진합니까? 작은 전류가 비교기의 고임피던스 비반전 입력으로 흐르고 있습니다. 따라서 두 개의 저항은 2.5V 기준 전압의 전압을 생성하는 전압 분배기를 생성합니다.

그림 5:일상적인 유지 관리 작업을 수행하는 풀 전문가

비교기

또한 LM339에는 4개의 비교기가 있습니다. 이 회로에서는 비교기 중 하나만 필요합니다. LM339 비교기의 또 다른 중요한 기능은 개방형 수집기 출력이 있다는 것입니다.

따라서 V_PROBE 기준 전압보다 낮으면 비교기는 출력을 부동 상태로 만듭니다. 반대로, 비교기는 감지 프로브 전압이 기준 전압을 초과할 때 출력을 접지에 연결합니다.

이 기본 물 감지기 회로의 또 다른 중요한 구성 요소는 트랜지스터 Q1입니다. 앞에서 V_PROBE> V_참조 , 비교기의 출력은 접지에 연결됩니다. 결과적으로 Q1을 통한 기본 전류는 없습니다.

따라서 트랜지스터는 차단 상태가 됩니다. 결과적으로 물이 감지 프로브에서 떨어져 있을 때 LED를 통해 전류가 흐르지 않습니다. V_PROBE일 때 반대 프로세스가 발생합니다. 참조 , t

이 회로 프로토타입에서 R4의 역할은 트랜지스터를 포화시켜 결과적으로 LED 검출기를 켜는 것입니다. 감지 프로브가 물과 접촉할 때 발생합니다.

회로를 테스트하는 방법

그림 6:녹색 LED 버튼

위에서 강조한 것처럼 회로를 연결한 후 이제 테스트할 차례입니다. 먼저 접지 프로브를 물에 넣고 감지 프로브를 물과 접촉하지 않도록 설정합니다. 이 설정 중에 녹색 LED가 꺼져 있음을 알 수 있습니다.

다음으로, 접지 프로브가 물 속에 남아 있기 때문에 감지 프로브를 수면 위에 놓습니다. 녹색 LED가 켜집니다.

이 두 가지 간단한 테스트를 통해 회로가 작동하는지 여부를 확인할 수 있습니다. 이 회로에서는 브레드보드 와이어를 프로브로 사용했습니다. 간단한 수분 센서 회로에 적합합니다.

정교한 프로젝트의 경우 프로브 재료가 부식을 견딜 수 있는지 확인하는 것이 필수적입니다. 또한 탐지 안정성을 개선하려면 이러한 기본 구성 요소를 업그레이드해야 합니다.

대체 회로가 있습니까?

그림 7:회로를 조립하는 전기 기사

위에서 논의한 것의 대체 회로가 있습니다. 대안의 유일한 차이점은 비교기의 입력을 바꿔야 한다는 것입니다. 그러나 전기 개념이 유사하기 때문에 대체 회로에는 몇 가지 조정 기능만 있습니다.

결론

일정한 수위를 유지하는 것은 수많은 응용 분야에서 필수적입니다. 우리는 1차 물 감지기 회로를 사용하여 해당 프로세스를 달성하는 방법에 대해 자세히 설명했습니다.

방금 설명한 내용이 효과가 있는지 확인하기 위해 대학 프로젝트로 시도해 볼 수 있습니다. 또한 연락하여 프로젝트를 처리할 때 자유롭게 참여하십시오. 귀하가 필요로 하는 모든 도움을 드릴 것입니다.