Sensores de temperatura (sensores térmicos) para invernaderos
Se utilizan varios sensores de temperatura como convertidores de temperatura en una señal eléctrica: termistores, termotransistores, etc. La resistencia de estos sensores es proporcional (directa o inversamente) a la temperatura ambiente.
Para fabricar sus propios sensores de temperatura, puede utilizar la propiedad negativa de los transistores: la desviación de sus parámetros de la temperatura. En los transistores de los primeros lanzamientos, esta pérdida era tan grande que una radio de transistores que se dejó al sol comenzó a emitir un sonido distorsionado y, después de un tiempo, se quedó en silencio o simplemente jadeó.
Esto sucedió porque, cuando se calentaron, los transistores comenzaron a pasar mucha más corriente, los puntos de operación de los transistores cambiaron y la radio dejó de funcionar.
Esta propiedad de los transistores se puede utilizar con éxito en la fabricación de bricolaje. sensores de temperatura para invernaderos y no sólo ellos. Y cuanto mayor sea la desviación de los parámetros del transistor con respecto a la temperatura, más sensible será el sensor. Los transistores de versiones anteriores son adecuados para sensores de temperatura: MP15A, MP16B, MP20B, MP41A, MP42B, MP25AB. MP26A.B, MP416B, GT308B, P423, P401-403.
Cuando se utilizan como sensores, no se requiere ninguna modificación y la conversión de la temperatura en una señal eléctrica se garantiza mediante la inclusión de un transistor en un circuito electrónico. Para tener una idea de cómo funciona un transistor como sensor de temperatura, realicemos un pequeño experimento.
Montemos el circuito con nuestras propias manos según la Fig. Z.a (la distribución de pines de la mayoría de los transistores enumerados se muestra en la Fig. 3, b) y conéctelo a la fuente de alimentación. Si no tienes una fuente de alimentación a mano, puedes utilizar una batería Krona o dos baterías conectadas en serie desde una linterna. Usaremos un voltímetro para monitorear el voltaje a través de la resistencia de 5,1 kOhm.
Tenga en cuenta el valor del voltaje al conectar la fuente de alimentación al circuito. Calentamos el cuerpo del transistor con un soldador sin tocarlo; el voltaje a través de la resistencia comienza a aumentar. Llevemos el soldador a un lado; después de un tiempo, la aguja del voltímetro volverá a su lugar original. Si reemplazamos la resistencia constante de 5,1 kOhm por una variable, podremos cambiar el nivel de voltaje en el contacto móvil cuando temperatura dada del ambiente en el invernadero.
Pero el primer experimento muestra que el cambio de voltaje a través de la resistencia de 5,1 kOhm es pequeño y el transistor tiene que calentarse mucho. Si aumenta este cambio de voltaje con un ligero calentamiento del transistor, entonces, en principio, se resuelve el problema de encender la carga correspondiente.
Este cambio de voltaje se puede aumentar ensamblando el circuito de acuerdo con la Fig. 4,a (La Figura 4,b muestra la distribución de pines del transistor amplificador). Reemplazaremos la resistencia de 5,1 kOhm por 4,7 kOhm, ya que parte de la corriente se ramificará hacia la base del transistor de la etapa del amplificador.
Al girar el potenciómetro de 4,7 kOhm, es necesario alcanzar el voltaje máximo en el colector del transistor KT315. Calentamos nuevamente el transistor MP25B: el voltaje en el colector caerá casi a cero y con bastante rapidez y con menos calentamiento del sensor de temperatura. Si retiramos el soldador, el voltaje se restablecerá igual de rápido.
De estos sencillos experimentos se pueden sacar las siguientes conclusiones.
- Cuando el transistor MP25B se calienta, la corriente que lo atraviesa cambia; esto se registra mediante un voltímetro en forma de un cambio de voltaje a través de una resistencia conectada en serie con el transistor MP25B. Esto significa que este transistor se puede utilizar como sensor de temperatura cuando aumenta la temperatura ambiente.
- Para recibir una señal de comando, es decir, un gran cambio de voltaje en un corto período de tiempo con poco calentamiento (con un pequeño cambio en la temperatura ambiente), se necesita un amplificador controlado por un sensor de temperatura.
De estas conclusiones se deduce que a partir del transistor MP25B, utilizado como sensor de temperatura, y un amplificador de voltaje de alta ganancia, es posible crear un termómetro electrónico para monitoreo y control de temperatura dentro del invernadero cuando aumenta. En pocas palabras, dicho circuito es capaz de encender el ventilador a tiempo y ventilar el invernadero, el invernadero o el espacio cerrado donde está instalado. configuración hidropónica- Balcón o logia acristalada.
Pero, ¿qué pasa si la temperatura ambiente baja y para aumentar la temperatura es necesario encender no el ventilador, sino el calentador?
Cambiemos el sensor de temperatura y la resistencia variable y conectemos otro de 36 kOhm en serie (Fig. 5). Usando el control deslizante del potenciómetro conseguiremos el voltaje máximo en el colector del transistor KT315.
Echemos un poco en una taza. agua fría, echa trozos de hielo picado y baja el termómetro y el transistor MP25B al agua para que el agua no toque los terminales del transistor. Después de 1...2 minutos, el cuerpo del transistor se enfriará y el voltímetro mostrará una rápida caída de voltaje hasta casi cero.
Saca los trozos de hielo del vaso y agrega agua tibia hasta el nivel anterior. Después de un tiempo, la temperatura del agua y del cuerpo del transistor se restablecerá y el voltímetro notará un rápido aumento de voltaje al nivel original. El circuito volvió a su posición original.
De estos experimentos se deduce que cuando se enfría el transistor MP25B, la corriente que lo atraviesa también cambia, pero en la dirección opuesta y al cambiar la ubicación de conexión del transistor MP25B en el circuito anterior, se puede utilizar como sensor de temperatura cuando la temperatura baja.
Y aquí se sugiere la conclusión fundamental: basado en el transistor MP25B, utilizado como sensor de temperatura y un amplificador con alta ganancia, es posible crear un termómetro electrónico para Control y regulación de la temperatura en el invernadero. cuando disminuye. Este circuito encenderá el calentador o el sistema de calefacción del suelo a tiempo.
Es necesario un amplificador con una ganancia alta para encender cargas ante el más mínimo cambio de temperatura (0,5...2 °C). Los sensores de termómetro de aire son en realidad transistores de los tipos anteriores. Cabe señalar que cuanto mayor sea el coeficiente de transferencia de corriente estática del transistor (ganancia), más sensible será el sensor.
Sensor de temperatura del suelo- el mismo transistor, colocado en un tubo de ensayo de vidrio y lleno de pegamento epoxi hasta el centro de los terminales a los que se sueldan los cables. Los puntos de soldadura y los cables deben cubrirse con trozos de tubos de vinilo, empujándolos con fuerza hasta que se detengan en el cuerpo del transistor. Los cables pasan a través de una arandela de goma (puede usar válvulas de goma de los grifos), que se inserta firmemente en el cuello del tubo de ensayo. El sensor está listo.
Chip TL431- Este es un diodo zener ajustable. Se utiliza como fuente de voltaje de referencia en varios circuitos de suministro de energía.
Especificaciones del TL431
- voltaje de salida: 2,5…36 voltios;
- impedancia de salida: 0,2 ohmios;
- corriente directa: 1…100 mA;
- error: 0,5%, 1%, 2%;
TL431 tiene tres terminales: cátodo, ánodo, entrada.
Análogos TL431
Los análogos domésticos del TL431 son:
- KR142EN19A
- K1156ER5T
Los análogos extranjeros incluyen:
- KA431AZ
- KIA431
- HA17431VP
- IR9431N
- AME431BxxxxBZ
- AS431A1D
- LM431BCM
Diagramas de conexión TL431
El microcircuito de diodo Zener TL431 se puede utilizar no solo en circuitos de potencia. Basado en el TL431 se pueden diseñar todo tipo de dispositivos de señalización luminosa y sonora. Con la ayuda de tales diseños es posible controlar muchos parámetros diferentes. El parámetro más básico es el control de voltaje.
Al convertir algún indicador físico en un indicador de voltaje utilizando varios sensores, es posible crear un dispositivo que monitoree, por ejemplo, la temperatura, la humedad, el nivel de líquido en un recipiente, el grado de iluminación, la presión del gas y del líquido. A continuación presentamos varios circuitos para conectar el diodo zener controlado TL431.
Este circuito es un estabilizador de corriente. La resistencia R2 actúa como una derivación, en la que, debido a comentario El voltaje se establece en 2,5 voltios. Como resultado de esto, obtenemos una corriente continua en la salida igual a I=2,5/R2.
Indicador de sobretensión
El funcionamiento de este indicador está organizado de tal manera que cuando el potencial en el contacto de control TL431 (pin 1) es inferior a 2,5 V, el diodo Zener TL431 está bloqueado, solo pasa una pequeña corriente a través de él, generalmente menos de 0,4 mA. . Dado que este valor de corriente es suficiente para que el LED se encienda, para evitarlo basta con conectar una resistencia de 2...3 kOhm en paralelo al LED.
Si el potencial suministrado al pin de control supera los 2,5 V, el chip TL431 se abrirá y HL1 comenzará a iluminarse. La resistencia R3 crea la limitación deseada de la corriente que fluye a través de HL1 y el diodo Zener TL431. Corriente máxima que pasa por el diodo zener TL431 está en la región de 100 mA. Pero la corriente máxima permitida del LED es de sólo 20 mA. Por lo tanto, es necesario agregar una resistencia limitadora de corriente R3 al circuito LED. Su resistencia se puede calcular mediante la fórmula:
R3 = (Arriba. – Uh1 – Uda)/Ih1
donde Upit. - tensión de alimentación; Uh1 – caída de voltaje en el LED; Uda – voltaje en abierto TL431 (aproximadamente 2 V); Ih1 – corriente requerida para el LED (5...15mA). También es necesario recordar que para el diodo Zener TL431 el voltaje máximo permitido es 36 V.
La magnitud del voltaje Uz al que se activa la alarma (el LED se enciende) está determinada por el divisor entre las resistencias R1 y R2. Sus parámetros se pueden calcular mediante la fórmula:
R2 = 2,5 x Rl/(Uz - 2,5)
Si necesita configurar con precisión el nivel de respuesta, entonces necesita instalar una resistencia de recorte con una resistencia más alta en lugar de la resistencia R2. Una vez completado el ajuste fino, este recortador se puede reemplazar por uno permanente.
A veces es necesario comprobar varios valores de tensión. En este caso, necesitará varios dispositivos de señalización similares en el TL431 configurados para su propio voltaje.
Comprobación de la capacidad de servicio del TL431
Usando el circuito anterior, puede verificar el TL431 reemplazando R1 y R2 con una resistencia variable de 100 kOhm. Si al girar el control deslizante de resistencia variable el LED se enciende, entonces el TL431 está funcionando.
Indicador de bajo voltaje
La diferencia entre este circuito y el anterior es que el LED se conecta de forma diferente. Esta conexión se llama inversa, ya que el LED se enciende solo cuando el chip TL431 está bloqueado.
Si el valor de voltaje monitoreado excede el nivel determinado por el divisor R1 y R2, el chip TL431 se abre y la corriente fluye a través de la resistencia R3 y los pines 3-2 del chip TL431. En este momento, hay una caída de voltaje en el microcircuito de aproximadamente 2 V y claramente no es suficiente para encender el LED. Para evitar por completo que el LED se queme, se incluyen adicionalmente 2 diodos en su circuito.
En el momento en que el valor en estudio sea menor que el umbral determinado por el divisor Rl y R2, el microcircuito TL431 se cerrará y el potencial en su salida será significativamente superior a 2V, por lo que se encenderá el LED HL1. arriba.
Indicador de cambio de voltaje
Si solo necesita monitorear los cambios de voltaje, el dispositivo se verá así:
Este circuito utiliza un LED HL1 de dos colores. Si el potencial está por debajo del umbral establecido por el divisor R1 y R2, entonces el LED se ilumina en verde, pero si está por encima del valor umbral, entonces el LED se ilumina en rojo. Si el LED no se enciende en absoluto, significa que el voltaje controlado está en el nivel del umbral especificado (0,05...0,1V).
Trabajar con sensores TL431
Si es necesario monitorear los cambios en cualquier proceso físico, entonces, en este caso, la resistencia R2 debe cambiarse a un sensor caracterizado por un cambio en la resistencia debido a una influencia externa.
A continuación se ofrece un ejemplo de dicho módulo. Para resumir el principio de funcionamiento, en este diagrama se muestran varios sensores. Por ejemplo, si lo usas como sensor, obtendrás un fotorrelé que responde al grado de iluminación. Mientras la iluminación sea alta, la resistencia del fototransistor será baja.
Como resultado, la tensión en el contacto de control TL431 está por debajo del nivel especificado, por lo que el LED no se enciende. A medida que disminuye la iluminación, aumenta la resistencia del fototransistor. Por este motivo aumenta el potencial en el contacto de control del diodo Zener TL431. Cuando se excede el umbral de respuesta (2,5 V), HL1 se enciende.
Este circuito se puede utilizar como sensor de humedad del suelo. En este caso, en lugar de un fototransistor, es necesario conectar dos electrodos de acero inoxidable, que se clavan en el suelo a poca distancia uno del otro. Después de que la tierra se seca, la resistencia entre los electrodos aumenta y esto hace que el chip TL431 funcione y el LED se encienda.
Si usa un termistor como sensor, puede hacer un termostato a partir de este circuito. El nivel de respuesta del circuito en todos los casos lo establece la resistencia R1.
TL431 en circuito con indicación sonora.
Además de los dispositivos de iluminación anteriores, también puede crear un indicador de sonido en el chip TL431. A continuación se muestra un diagrama de dicho dispositivo.
Esta alarma sonora se puede utilizar para controlar el nivel del agua en cualquier recipiente. El sensor consta de dos electrodos de acero inoxidable ubicados a una distancia de 2-3 mm entre sí.
Tan pronto como el agua toque el sensor, su resistencia disminuirá y el chip TL431 entrará en modo de funcionamiento lineal a través de las resistencias R1 y R2. En este sentido, aparece la autogeneración en la frecuencia de resonancia del emisor y se escuchará una señal sonora.
Calculadora para TL431
Para facilitar los cálculos, puede utilizar una calculadora:
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Por eso quería automatizar el proceso de secado del baño después del baño. He recibido muchas reseñas sobre el tema de la humedad. Decidí introducir en la vida (por así decirlo) uno de los métodos para combatirlo. Por cierto, en invierno secamos la ropa en el baño. Basta con encender el extractor de aire. Pero controlar el ventilador no siempre es conveniente. Entonces decidí instalar la automatización en este asunto. Si a alguien le interesa, vamos.
Cuando me mudé a un apartamento nuevo, casi de inmediato instalé un ventilador con válvula de retención en el capó. Es necesario un ventilador para secar el baño después del baño. Se necesita una válvula de retención para evitar que olores extraños de los vecinos entren al apartamento (cuando el ventilador está en silencio). Sucede. El ventilador no es sencillo, con temporizador y ajuste de intervalo de tiempo.
Era en este producto de la industria china donde quería instalar el módulo comprado. 
Como vivo en un apartamento “hormiguero”, el único lugar para secar la ropa es el balcón. Puede que se oscurezca el baño. Es necesaria la circulación de aire. Un fan debería haber solucionado este problema. Al principio, eso es exactamente lo que hicieron. Lo principal es no olvidarse de apagarlo. Mientras el ventilador está funcionando, la ventana debe estar ligeramente abierta. ¿No hace falta que me recuerdes el problema del colegio con una piscina y dos tuberías? Para que el aire entre en la campana, debe entrar al apartamento desde algún lugar. Quienes tengan ventanas de madera y no de plástico no tendrán problemas. Basta de grietas. Pero con los de plástico el apartamento se convierte en un terrario.
Fue entonces cuando comencé a pensar en automatizar el proceso. Precisamente por eso pedí el módulo. Su tarea era apagar/encender el ventilador en ciertos niveles de humedad.
Es hora de ver en qué forma llegó. El paquete tardó unas tres semanas. El módulo estaba bien empaquetado. Un paquete así contendría una veintena de ellos. 
El dispositivo en sí estaba sellado en una bolsa antiestática. Todo está en la mente. La soldadura está limpia. Reclamaciones por apariencia No tengo. Incluso la tabla estaba lavada.
No hubo instrucciones. Sólo lo que ves.
Esto es lo que dice en la página de la tienda:
Especificación:Tensión de alimentación: 5V
Peso: 18g
Tamaño: 5 x 2,5 x 1,7 cm (largo x ancho x alto)
La corriente será superior a 150 mA.
Tensión de alimentación: 5V CC
Carga máxima: 10A 250VAC / 10A 125VAC / 10A 30VDC / 10A 28VDC
Carga máxima: 10A 250V AC y 10A 30V DC.
Falta comprobar cómo funciona. Para hacer esto, tomé un cargador de teléfono viejo (que ya no es necesario).
Este cargador no tiene conector USB. Bueno, muy viejo. Por lo tanto, la salida es de 7V (no de 5V). Tuve que soldar el MC del estabilizador KREN5. No hay nada complicado en esto. Cualquiera que esté familiarizado con un soldador lo sabe.
No te asustes demasiado, hice uno temporal.
Conectado según el diagrama. Encontré un diagrama de algo más o menos adecuado en Ali. Luego lo edité yo mismo según lo que vino.
El LED rojo indica la presencia de tensión de alimentación. Verde – activación del relé. El sensor de humedad está resaltado en azul. El circuito se basa en un comparador basado en LM393. La resistencia de recorte está diseñada para ajustar el umbral de respuesta del relé de humedad. Todo es simple y claro. Sólo hay un PERO. El esquema NO funciona.
Tuve que resolverlo. Para ello, me metí en un termohigrómetro. Hubo una reseña (y más de una) sobre él.
La autopsia no supuso ninguna dificultad. Hice esto más de una vez.
En este caso sólo me interesa el sensor de humedad. Pero con él no es tan sencillo. No llama a un probador. Tuve que buscar la hoja de datos.
Pero no suena porque cambia su impedancia de frecuencia (frecuencia de funcionamiento 1 kHz). La corriente continua no suena. Aquí el multímetro habitual no ayudará.
La curiosidad me llevó a conectar un osciloscopio en paralelo al sensor higrómetro.
Aquí tenéis un breve vídeo de lo que vi.
El dispositivo actualiza sus lecturas cada 10 segundos. Por lo tanto, cada 10 segundos aparecen oscilaciones en el sensor, que son registradas por un osciloscopio. ¡Y nada más! El sensor cambia su resistencia sólo en relación con la frecuencia.
El cerebro-blot detecta estos cambios y muestra el resultado en la pantalla.
También tuve que navegar por Internet.
Tabla de dependencia de la resistencia del sensor de la humedad y la temperatura (a una frecuencia de 1 kHz):
El sensor es muy torpe. Su resistencia cambia no sólo en función de la humedad, sino también de la temperatura. Además, la dependencia es tan no lineal que no se puede analizar.
Ahora podemos sacar una conclusión inequívoca: ¡el módulo analizado (relé de humedad) no puede funcionar EN PRINCIPIO! Un comparador no es un dispositivo que pueda suministrar una frecuencia a un sensor de humedad y luego analizar los datos recibidos. Lo máximo que puede hacer es comparar los niveles de voltaje en sus entradas.
Pero no, ya sin confiar en mis conclusiones, fui a la tienda de repuestos de radio más cercana y compré un LM393 MS, aunque en un caso diferente. Compré cuál llevaba, 30 o 40 rublos, no lo recuerdo. Rápidamente monté la placa de pruebas.
Conectado. NO FUNCIONA. ¡Todo! Tenemos que renunciar.
Pero no. La esperanza es lo último que se pierde.
Decidí comprar un módulo similar, pero simplificado (sin relé) en Ali por 1,29 dólares. En aquel momento costaba unos 70 rublos. 
Pensé que incluso en caso de fallo, todavía tendría un sensor de humedad y un circuito comparador listo para usar para productos caseros por unos pocos centavos. Esta vez no hay bolsa antiestática. 
Una bolsa ziplock normal. 
El módulo es diferente, pero el circuito es el mismo. 
Copié este esquema de mis camaradas chinos. Todo es igual, solo que no hay relevo.
Conectado. NO FUNCIONA. ¡Todo!
Ha muerto la última esperanza: (Aquí terminé mis “desventuras”.
Los chinos están acostumbrados a utilizar diagramas.
Todos los módulos que recibió no permanecerán inactivos. Les encontraré un uso. Puedes hacer un relé térmico o un relé fotográfico. El esquema ya está listo. Solo necesitas instalar un termistor o sensor de luz (fotorresistor). Pero esa será una historia diferente.
Y este dispositivo también tiene derecho a la vida. Simplemente no de esta forma. El interruptor de humedad en la forma que recibí es un BLUFF. Quizás existan en el mercado chino, pero no con ese diseño de circuito.
Eso es todo.
Cada uno decide por sí mismo cómo utilizar correctamente la información de mi reseña. Si algo no está claro, haga preguntas. Espero que haya ayudado al menos a alguien. Quizás alguien quiera ayudarme. Estaré muy agradecido.
¡Buena suerte a todos!
Casi me olvido de recordártelo. El sensor de humedad (serpiente) está cubierto con una capa activa especial que le permite cambiar su resistencia. ¡No toques la capa activa con las manos! También es necesario estar atento a los vapores de fundente o colofonia.
El agua es vida. Si está en el grifo o en el radiador de calefacción, está bien. Y si está en el suelo de su apartamento o en el techo de su vecino de abajo, este es un gran problema financiero y moral. Por supuesto, es necesario comprobar periódicamente el suministro de agua y el sistema de calefacción para detectar corrosión o grietas en tubos de plastico. Sin embargo, la irrupción de agua suele producirse de repente, sin ningún signo de peligro inminente. Es bueno que en este momento estés en casa y no duermas. Pero, según la ley de la mezquindad, las fugas ocurren por la noche o cuando no estás en casa.
Reglas simples para abordar este problema (especialmente para viviendas antiguas, con redes desgastadas):
- Inspeccionar regularmente tuberías y elementos del sistema de calefacción en busca de defectos, manchas de óxido, conexiones apretadas, etc.
- Al salir de casa, cierre la válvula de entrada del tubo ascendente.
- Fuera de la temporada de calefacción, cierre los grifos de los radiadores (si los hay).
- Utilice un sistema de protección contra fugas.
Consideraremos el último elemento de la lista con más detalle.
Cómo señalar una fuga de agua
La solución al problema llegó a la vida cotidiana desde el mundo de la navegación a vela. Dado que las habitaciones del nivel inferior del barco (especialmente las bodegas) se encuentran debajo de la línea de flotación, el agua se acumula regularmente en ellas. Las consecuencias son claras, la cuestión es cómo afrontarlas. Es irracional asignar un marinero de guardia para el control. Entonces, ¿quién dará la orden de encender la bomba de sumidero?
Existen tándems eficaces: un sensor de presencia de agua y una bomba automática. Tan pronto como el sensor detecta que la bodega está llena, el motor de la bomba se enciende y se produce el bombeo.
El sensor de agua no es más que un flotador normal montado en una bisagra conectada al interruptor de la bomba. Cuando el nivel del agua aumenta entre 1 y 2 cm, la alarma y el motor de la bomba de sumidero se activan al mismo tiempo.
¿Cómodo? Sí. ¿Sin peligro? Por supuesto. Sin embargo, es poco probable que un sistema de este tipo sea adecuado para un edificio residencial.
- En primer lugar, si el agua alcanza un nivel de 1 a 2 cm en toda el área de la habitación, cruzará el umbral. puerta principal Correrá hacia el rellano (sin mencionar a los vecinos de abajo).
- En segundo lugar, una bomba de achique es completamente innecesaria, ya que la causa del avance debe encontrarse y localizarse inmediatamente.
- En tercer lugar, el sistema de flotación para habitaciones con suelo plano es ineficaz (a diferencia de las embarcaciones con fondo de quilla). Cuando se alcance el nivel "requerido" para el funcionamiento, la casa se desmoronará debido a la humedad.
Por tanto, se necesita un sistema de alarma más sensible contra fugas. Se trata de sensores, y la parte ejecutiva se presenta en dos tipos:
1. Sólo alarma. Puede ser luz, sonido o incluso estar conectado a una red GSM. En este caso, recibirás una señal en tu teléfono móvil y podrás llamar de forma remota a un equipo de emergencia. 
2. Cerrar el suministro de agua (desafortunadamente, este diseño no funciona con el sistema de calefacción, solo con el suministro de agua). Después de la válvula principal, que suministra agua desde el tubo ascendente al apartamento (no importa, antes o después del medidor), se instala una válvula electromagnética. Cuando se envía una señal desde el sensor, se corta el agua y se detiene la inundación adicional. 
Naturalmente, el sistema de cierre de agua también indica un problema de cualquiera de las formas anteriores. Estos dispositivos se ofrecen en una amplia gama en las tiendas de fontanería. Parecería que los daños materiales causados por una inundación son potencialmente mayores que el precio de la tranquilidad. Sin embargo, la mayoría de los ciudadanos viven según el principio de que "hasta que caiga el trueno, un hombre no se santiguará". Y los propietarios más progresistas (y prudentes) fabrican un sensor de fuga de agua con sus propias manos.
Principio de funcionamiento de los sensores de fugas.
Hablando del diagrama de bloques, todo es muy sencillo. Un determinado elemento fija el líquido en el punto de su colocación y envía una señal al módulo ejecutivo. Que, dependiendo de la configuración, puede emitir señales luminosas o sonoras y (o) dar una orden para cerrar la válvula.
Cómo funcionan los sensores
No consideraremos el mecanismo de flotación, ya que en casa no es efectivo. Allí todo es simple: la base se fija al piso, un flotador está suspendido de una bisagra que, cuando flota, cierra los contactos del interruptor. En la cisterna del inodoro se utiliza un principio similar (sólo mecánico).
El sensor más utilizado es el sensor de contacto, que aprovecha la capacidad natural del agua para conducir corriente eléctrica.
Por supuesto, este no es un interruptor completo a través del cual pasan 220 voltios. A dos placas de contacto está conectado un circuito sensible (ver ilustración) que detecta incluso una pequeña corriente. El sensor puede estar separado (como en la foto de arriba) o integrado en una carcasa común. Esta solución se utiliza en sensores móviles autónomos alimentados por batería o acumulador.
Si no tienes un sistema " casa inteligente”, y el agua se suministra sin válvulas solenoides, es el sensor más simple con alarma sonora que se puede utilizar como opción de arranque.
Sensor casero del diseño más sencillo.
A pesar de su primitividad, el sensor es bastante eficaz. Los artesanos del hogar se sienten atraídos por este modelo debido al bajo costo de los componentes de la radio y la capacidad de ensamblarlo literalmente "sobre la rodilla".
El elemento base (VT1) es un transistor NPN de la serie BC515 (517, 618 y similares). Suministra energía al timbre (B1). Este es el timbre listo para usar más simple con un generador incorporado, que se puede comprar por unos centavos o quitar de algún aparato eléctrico viejo. La potencia requerida es de unos 9 voltios (específicamente para este circuito). Hay opciones para baterías de 3 o 12 voltios. En nuestro caso utilizamos una batería tipo Krona.
Cómo funciona el esquema
El secreto está en la sensibilidad de la transición coleccionista-base. Tan pronto como comienza a fluir una corriente mínima a través de él, el emisor se abre y se suministra energía al elemento sonoro. Se escucha un chirrido. Se puede conectar un LED en paralelo, añadiendo señalización visual.
La señal para abrir la unión del colector la da la propia agua cuya presencia es necesario señalar. Los electrodos están hechos de metal que no está sujeto a corrosión. Podrían ser dos trozos de alambre de cobre, que pueden simplemente estañarse. Puntos de conexión en el diagrama: (Electrodos).
Puede montar un sensor de este tipo en una placa de pruebas.
Luego, el dispositivo se coloca en una caja de plástico (o una jabonera), con agujeros en el fondo. Es aconsejable que si entra agua no toque la placa del circuito. Si se quiere estética, se puede grabar la placa de circuito impreso.
La desventaja de un sensor de este tipo es la diferente sensibilidad a diferentes tipos de agua. Por ejemplo, el destilado de un aire acondicionado con fugas puede pasar desapercibido.
Basado en el concepto: un dispositivo autónomo económico, no se puede integrar en un único sistema de seguridad para su hogar, ni siquiera uno casero.
Un circuito más complejo, con un regulador de sensibilidad.
El coste de un plan de este tipo también es mínimo. Realizado en el transistor KT972A.
El principio de funcionamiento es similar a la versión anterior, con una diferencia. La señal generada sobre la presencia de una fuga (después de abrir la unión del emisor del transistor), en lugar de un dispositivo de señalización (LED o elemento de sonido), se envía al devanado del relé. Cualquier dispositivo de baja corriente servirá, como el RES 60. Lo principal es que la tensión de alimentación del circuito coincida con las características del relé. Y desde sus contactos se puede enviar información al actuador: sistema de domótica, sistema de alarma, transmisor GSM (a un teléfono móvil), electroválvula de emergencia.
Una ventaja adicional de este diseño es la capacidad de ajustar la sensibilidad. Utilizando una resistencia variable, se regula la corriente de transición colector-base. Puede ajustar el umbral de respuesta desde la aparición de rocío o condensación hasta la inmersión total del sensor (placa de contacto) en agua.
Sensor de fugas en el chip LM7555
Este elemento de radio es un análogo del microcircuito LM555, solo que con parámetros de consumo de energía más bajos. La información sobre la presencia de humedad proviene de la placa de contacto, indicada en la ilustración como “sensor”:
Para aumentar el umbral de respuesta, es mejor hacerlo en forma de una placa separada conectada al circuito principal con cables con resistencia mínima.
La mejor opción en la foto:
Si no quiere gastar dinero en comprar un "interruptor de límite" de este tipo, puede grabarlo usted mismo. Sólo asegúrese de cubrir las rutas de contacto con estaño para aumentar la resistencia a la corrosión.
Tan pronto como aparece agua entre las vías, la placa se convierte en un conductor cerrado. Una corriente eléctrica comienza a fluir a través del comparador integrado en el chip. El voltaje aumenta rápidamente hasta el umbral de funcionamiento y el transistor (que actúa como llave) se abre. El lado derecho del diagrama es el comando ejecutivo. Dependiendo de la ejecución sucede lo siguiente:
- Diagrama superior. Se activa la señal del llamado "buzer" (biper) y se ilumina el LED conectado opcionalmente. Hay otro caso de uso: varios sensores se combinan en un solo circuito paralelo con una alarma sonora común y los LED permanecen en cada bloque. Cuando se activa la señal de sonido, usted determinará con precisión (mediante la luz de emergencia) qué unidad se ha activado.
- Diagrama inferior. La señal del sensor se envía a una válvula solenoide de emergencia ubicada en el tubo ascendente del suministro de agua. En este caso, el agua se corta automáticamente, localizando el problema. Si no se encuentra en casa en el momento del accidente, la inundación no se producirá y las pérdidas materiales serán mínimas.
Información: Por supuesto, también puedes hacer una válvula de cierre con tus propias manos. Sin embargo, es mejor comprar este complejo dispositivo ya hecho.
El esquema se puede realizar según el diseño. placa de circuito impreso, que es igualmente adecuado tanto para LM7555 como para LM555. El dispositivo funciona con 5 voltios.
¡Importante! La fuente de alimentación debe estar aislada galvánicamente de 220 voltios para que durante una fuga no entre voltaje peligroso en un charco de agua.
De hecho, la opción ideal es utilizar un cargador de teléfono móvil antiguo.
El costo de un producto casero de este tipo no supera los 50 a 100 rublos (para la compra de piezas). Si tiene componentes antiguos en stock, puede reducir los costes a cero.
El caso queda a su discreción. Con un tamaño tan compacto, no será difícil encontrar una caja adecuada. Lo principal es que la distancia desde la placa común hasta la placa de contacto del sensor no supera 1 metro.
Principios generales para colocar sensores de fugas.
Cualquier propietario de un local (residencial u oficina) sabe dónde se encuentran las comunicaciones de suministro de agua o calefacción. No hay muchos puntos potenciales de fuga:
- grifos de cierre, mezcladores;
- acoplamientos, tees (esto es especialmente cierto para tuberías de propileno que están conectadas mediante soldadura);
- tuberías de entrada y bridas de tanque de inodoro, lavadora o lavavajillas, mangueras flexibles de grifos de cocina;
- puntos de conexión para dispositivos de medición (medidores de agua);
- Radiadores de calefacción (pueden tener fugas tanto en toda la superficie como en el cruce con la línea principal).
Por supuesto, lo ideal es que los sensores estén situados precisamente debajo de estos dispositivos. Pero puede que haya demasiados, incluso para la opción de bricolaje.
De hecho, 1 o 2 sensores por habitación potencialmente peligrosa son suficientes. Si se trata de un baño o un aseo, por regla general, hay un umbral en la puerta de entrada. En este caso, el agua se recoge como en una cacerola, la capa puede alcanzar de 1 a 2 cm hasta que el líquido se derrama a través del umbral. En este caso, el lugar de instalación no es crítico, lo principal es que el sensor no interfiere con el movimiento por la habitación.
En la cocina, los sensores se instalan en el suelo, debajo del fregadero, detrás de la lavadora o lavavajillas. Si se produce una fuga, primero se formará un charco en el que sonará la alarma.
En otras habitaciones, el dispositivo se instala debajo de los radiadores de calefacción, ya que las tuberías de suministro de agua no pasan por el dormitorio o la sala de estar.
No sería superfluo instalar el sensor en un nicho por donde pasan las tuberías ascendentes y las alcantarillas.
Los puntos más críticos de avance del agua.
Con una presión de funcionamiento uniforme, el riesgo de fugas es mínimo. Lo mismo se aplica a los mezcladores y grifos, si abres (cierras) el agua suavemente. El punto débil del sistema de tuberías se manifiesta durante el golpe de ariete:
- cuando está cerrada, la válvula de suministro de agua a la lavadora crea una presión que es 2 o 3 veces mayor que el valor nominal del sistema de suministro de agua;
- lo mismo, aunque en menor medida, se aplica a los herrajes de cierre de la cisterna del inodoro;
- Los radiadores de calefacción (así como sus puntos de conexión al sistema) a menudo no resisten las pruebas de presión realizadas por las empresas proveedoras de calefacción.
Cómo colocar correctamente los sensores
La placa de contacto debe ubicarse lo más cerca posible de la superficie del piso sin tocarla. Distancia óptima: 2-3 mm. Si los contactos se colocan directamente en el suelo se producirán constantes falsas alarmas debido a la condensación. La larga distancia reduce la eficacia de la protección. 20-30 milímetros de agua ya son un problema. Cuanto antes funcione el sensor, menores serán las pérdidas.
informacion de referencia
Independientemente de si el sistema de protección contra fugas lo compra en una tienda o lo fabrica usted mismo, es necesario conocer los estándares uniformes para su funcionamiento.
Clasificación de dispositivos
- Por el número de dispositivos de protección secundaria de la instalación (válvulas de cierre de emergencia con accionamiento electromagnético). Los sensores de fugas no deberían cortar todos los suministros de agua si los sistemas de cierre están distribuidos entre los consumidores. Sólo se localiza la línea en la que se detecta una fuga.
- Según el método de presentación de información sobre un accidente en el suministro de agua (sistema de calefacción). La alarma local supone que hay personas presentes en el lugar. La información transmitida de forma remota se organiza teniendo en cuenta la pronta llegada del propietario o del equipo de reparación. De lo contrario, es inútil.
- Método de notificación: alarma sonora o luminosa local (en cada sensor), o salida de información a un único mando a distancia.
- Protección contra falsos positivos. Normalmente, los sensores finamente ajustados funcionan de manera más eficiente.
- Protección mecánica o eléctrica. Ejemplo mecánico: sistema Aqua Stop en mangueras de suministro lavadoras. No hay alarma en dichos dispositivos, el ámbito de aplicación es limitado. Autoproducción imposible.
Conclusión
Al dedicar un poco de tiempo y un mínimo de dinero, podrá protegerse de graves problemas económicos asociados con una inundación en su apartamento.
Vídeo sobre el tema.
Este artículo está destinado a quienes no se consideran especialistas en reparaciones. electrodomésticos y no tiene conocimientos profundos de ingeniería eléctrica y radioeléctrica, pero quiere reparar usted mismo un humidificador de aire ultrasónico.
Como sabes, las averías de los electrodomésticos pueden ser simples o complejas. Los más sencillos incluyen sustituir el enchufe eléctrico o todo el cable de alimentación, sustituir el fusible, sustituir las escobillas del motor eléctrico, etc. Una de las averías más simples de un humidificador ultrasónico es reemplazo de membrana ultrasónica. Éste es el tema al que está dedicado este artículo.
Para comprenderlo mejor, veamos el principio de funcionamiento de un humidificador ultrasónico.
El diseño de un humidificador específico puede diferir del diagrama que se muestra, pero sus elementos principales estarán presentes de una forma u otra.
Unidad de control (1) Este es un circuito electrónico que incluye un microcontrolador con elementos que aseguran su funcionamiento. La unidad de control puede fabricarse como un dispositivo separado o ser parte integral de un módulo en el que se encuentran el indicador y el teclado. Como sugiere el nombre, este bloque controla el funcionamiento de todo el dispositivo. A su orden, se indica el estado del humidificador y se configuran sus modos de funcionamiento mediante el teclado. La unidad de control monitorea el estado de los sensores y, dependiendo de su estado, cambia el modo de funcionamiento del dispositivo. Por ejemplo, cuando se alcanza la humedad requerida y no hay suficiente agua en el tanque, se detendrá la generación de niebla. En los humidificadores simples, esta unidad puede estar ausente y los sensores pueden estar conectados directamente al generador u otros dispositivos. En la figura, dichas conexiones se muestran con una línea de puntos.
Generador (2) este es un circuito electrónico que genera la señal eléctrica necesaria para el funcionamiento del emisor ultrasónico (3). El generador consta del propio generador, que establece oscilaciones eléctricas de la frecuencia deseada y un amplificador, generalmente fabricado en un transistor, que amplifica estas oscilaciones antes de alimentarlas a la membrana ultrasónica (3). Muchas veces, la causa de una avería del humidificador puede ser el fallo de este transistor y/o de los elementos que aseguran su funcionamiento. Normalmente, el generador está diseñado como un módulo independiente.
Emisor ultrasónico (3) Este es un dispositivo piezoeléctrico que, bajo la influencia corriente eléctrica vibra a frecuencia ultrasónica. Ultrasonido es el nombre que reciben las ondas sonoras que, por su alta frecuencia, resultan inaudibles para el oído humano. En general, se cree que los humanos no pueden oír sonidos por encima de 20 kHz (20 mil vibraciones por segundo). Muchos humidificadores ultrasónicos funcionan a una frecuencia de 1,7 MHz (1 millón 700 mil vibraciones por segundo); naturalmente, ninguna persona puede escuchar ese sonido.
Bajo la influencia de tales ondas sonoras, el agua se convierte mecánicamente en niebla: pequeñas partículas de agua que tienen casi la temperatura ambiente. No hay agua hirviendo en un humidificador ultrasónico; el “vapor” que se escapa no es vapor.
Muy a menudo, esta niebla se distribuye por la habitación mediante un pequeño ventilador (7) integrado en el humidificador.
Sensor de nivel de agua (4) Generalmente se realiza en forma de flotador. Con el tiempo, la movilidad del flotador puede disminuir debido a la acumulación de suciedad, placa, etc. Si el flotador no flota cuando hay agua, el humidificador no producirá niebla, suponiendo que no haya agua. Restaure la movilidad del flotador y el dispositivo volverá a funcionar.
Fuente de alimentación (5) Se trata de un circuito electrónico diseñado para obtener los voltajes necesarios para alimentar todos los dispositivos del humidificador. Generalmente un bloque separado.
Sensor de humedad (6). Con este sensor, el humidificador podrá encenderse y apagarse de forma independiente, manteniendo la humedad deseada en la habitación.
ventilador (7) asegura la propagación de la niebla por toda la habitación humidificada.
Teclado e indicador Por lo general, se fabrican en forma de un solo bloque y se utilizan para configurar y mostrar los parámetros de funcionamiento de un humidificador de aire ultrasónico.
Sensores La cantidad y cantidad de sensores pueden variar según el modelo de humidificador. Los sensores más comunes son el sensor de presencia de agua en la cuba (4), humedad (6) y temperatura. A menudo, se adjunta un sensor de presencia (nivel) de agua al generador y, si no hay suficiente agua, el generador deja de funcionar y, como resultado, se forma niebla.
La reparación de la unidad de control, la fuente de alimentación y el generador por parte de un no especialista es muy difícil. Sólo es posible sustituir estas unidades por completo, y para ello es necesario diagnosticar correctamente la avería.
Quizás en los siguientes artículos hablemos sobre cómo es posible, con cierta probabilidad, comprender cuál de las unidades humidificadoras ha fallado y necesita ser reemplazada.
Signos de falla del elemento piezoeléctrico ultrasónico en el humidificador.
Podemos decir con seguridad que el elemento piezoeléctrico ha fallado si tiene una grieta o si al menos un cable soldado al emisor se ha caído.
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Podemos hablar de una probabilidad bastante alta de falla de la membrana ultrasónica si se observa un empañamiento débil o completamente ausente durante el funcionamiento normal de todas las demás partes del humidificador. En este caso, la probabilidad de que falle el generador también es alta. Aunque este caso es algo más ambiguo que el primero, primero se puede sustituir el emisor, y si esto no ayuda, luego el conjunto del generador. Ambas piezas no son caras y el trabajo de sustituirlas es bastante sencillo. Por supuesto, existe una pequeña posibilidad de que después de estos reemplazos el dispositivo no funcione, pero no es muy grande. Pero tendrá la oportunidad de ahorrar en una visita al taller, juguetear con el equipo y aprender algo nuevo por sí mismo. De acuerdo, ¡este no es un precio alto a pagar por tantos placeres!
Instrucciones para reemplazar el emisor ultrasónico (membrana) usando el ejemplo del humidificador Polaris PUH 0206Di
1. Desenchufe el humidificador del tomacorriente.
2. Retire el tanque de agua, drene el agua del fondo del humidificador y limpie los restos de agua con un paño.
3. Abra el estuche. Para hacer esto, desatornille varios tornillos que conectan las partes de la caja en un solo conjunto. Observe de cerca qué destornilladores utiliza. A veces, todos o uno de los tornillos están hechos para un destornillador "astuto" (ni Phillips ni ranurado).
4. Inspeccione cuidadosamente el interior. Preste atención a la presencia o ausencia de un olor característico a plástico quemado, trenza de alambre, etc., y ennegrecimiento en el cuerpo, cables y dispositivos electrónicos. Preste atención a la integridad de los cables. No debe haber ningún extremo suelto del cable. Inspeccione las placas electrónicas para comprobar la integridad de las piezas instaladas en ellas.
5. Determine dónde se encuentran los elementos principales del humidificador. Encuentra el generador y el emisor ultrasónico. Mira cómo están asegurados. Escriba qué cables, de qué color y en qué ubicación están conectados al generador y al emisor. Tome una foto si es posible.
6. Desatornille los tornillos de montaje del emisor y desconecte o desolde los cables del emisor del generador. Esto puede requerir quitar el generador.
7. Retire el anillo de sellado de goma o silicona del emisor.
8. Inspeccione el emisor, preste atención a la presencia de grietas y sujeción poco confiable de los cables. Para identificar defectos, aplique una ligera fuerza al emisor y a los cables. (En mi caso no hay nada que inspeccionar, ¡todo está claro!)
9. Mida el diámetro del emisor sin la junta tórica.
10. Si se encuentran defectos en el emisor, compre uno nuevo y reemplácelo. ¿Dónde comprar una membrana para un humidificador ultrasónico?
11. Si los defectos no son visibles, elija:
a) volver a armar todo, si no funciona, llevarlo a un taller o comprar un humidificador nuevo
b) sustituir el emisor, si no funciona llevarlo a un taller o comprar un humidificador nuevo
Video. Cómo cambiar la membrana de un humidificador con tus propias manos.