Датчик-индикатор уровня влажности

Устройство сигнализации обеспечивает прерывистый и громкий звук примерно 60 дБ при возникновении опасной ситуации. Электрическая схема устройства показана на рис. 3.29.

Схема собрана на микросхеме K561TЛ1 (используется только один ее элемент). Эта многофункциональная микросхема популярна среди радиолюбителей и имеет ряд преимуществ по сравнению с другими микросхемами К561 серии.

В состав микросхемы К561ТЛ1 входят четыре однотипных элемента И (с инверсией) с передаточной характеристикой триггера Шмитта. Передаточная характеристика каждого элемента имеет два порога – срабатывания и отпускания. Разность Uсраб. и Uопт. есть напряжение гистерезиса, которое в данном случае пропорциональна (зависит от) напряжению питания.

Благодаря высокой чувствительности элементов микросхемы K561TЛ1 удалось создать электронный узел, реагирующий на незначительное изменение напряжения на входе.

Между входом элемента DD1.1 и «+» питания включен ограничительный резистор R1, регулирующий чувствительность устройства. При верхнем (по схеме) положении движка переменного резистора R1 чувствительность узла минимальна.

Электрическая схема звукового датчика влажности.

Итак, вторым по значимости элементом в схеме является датчик влажности. Он конструктивно выполнен из датчика вращения электродвигателя НГМД (накопителя на гибких магнитных дисках) типа МС-5301, которые сейчас являются анахронизмом эпохи, и могут быть за бесценок приобретены, либо найдены там, где регулярно проводят обновление компьютерного оборудования.

Практически каждый дисковод был оборудован такой платиной, которую использовали как датчик вращения, а мы далее приспособим под датчик влажности.

Электродвигатель дисковода аккуратно разбирается, и из него извлекается датчик вращения.

На рисунке хорошо видно, что замкнутые проводники дорожки, расположенные в форме лабиринта, перерезаны скальпелем в одном месте.

Это сделано для размыкания короткозамкнутой цепи датчика.

Электрические проводники аккуратно припаиваются к штатным контактам (хорошо видны на рисунке) гибким проводом МГТФ-0,6 (подойдет МГТФ-0,8).

Устройство и датчик соединяются проводами длиной до 3-х метров (большая длина не испытывалась) – это может быть витая пара из тех же проводов МГТФ, телефонный провод или гибкие электрические многожильные провода.

Внимание, важно!

Непосредственно к датчику необходимо припаивать только гибкий провод МГТФ (или аналогичный), чтобы не спровоцировать отслоение дорожек на металлической основе датчика. А далее этот провод может быть соединен (например, через электрический клеммник) с проводами другой гибкости и сечения.

На другом конце (у корпуса устройства) эти провода переходят в разъем типа В2В-ХН-А или аналогичный.

Перед использованием с датчика мелкозернистой наждачной бумагой удаляют небольшой слой лака, покрывающего токопроводящие дорожки на поверхности датчика.

Как работает устройство:
Пока вокруг датчика сухо, на входе элемента DD1.1 высокий уровень напряжения. На выходе элемента (вывод 3 DD1.1) низкий уровень и сигнализация выключена. При небольшой влажности, а тем более, при воздействии на датчик влаги (капель воды) на входе элемента напряжение уменьшается, благодаря передаточной характеристики триггера Шмитта внутреннее состояние скачком изменяется на противоположное, на выводе 3 микросхемы DD1 присутствует высокий уровень. При высоком уровне на выходе элемента DD1.1 транзистор VT1 открывается и через капсюль НА1 течет ток – включается звуковая сигнализация.

Недостатком устройства можно отметить некоторую инертность выключения сигнализации, связанную с высыханием датчика. Однако, для этого предусмотрен выход – при обнаружении протечки и ее локализации устройство сигнализации принудительно выключают включателем SB1.

Но даже если этого не сделать, то по высыхании датчика, устройство выключит сигнализацию и автоматически перейдет в режим ожидания.

Микросхемы данного типа являются маломощными, и выходной ток каждого элемента не превышает несколько единиц мА; поэтому к выходу элемента DDL 1 подключен усилитель тока на транзисторе VT1.

В цепи коллектора этого транзистора включен звуковой капсюль с встроенным прерывистым генератором 34 типа KPI-4332-12, который можно приобрести в магазинах радиотоваров за 20–30 руб.

Элементы устройства монтируются в любом подходящем компактном корпусе. В авторском варианте используется корпус от аквариумного компрессора воздуха. Проводники питания можно соединять через разъем Х2 (например, от батареи типа 6F22 «Крона») или выводить через штатное отверстие сбоку корпуса устройства.

Налаживание:
Устройство в налаживании не нуждается, и начинает работать сразу после подачи питания. Датчик располагают на полу под стиральной машиной или в ином труднодоступном месте – под трубами (где его не видно, и где наиболее возможна протечка) – контактной площадкой вверх, при необходимости фиксируют провода изолентой к полу или трубам. Перед первым включением движок переменного резистора R1 устанавливают в среднее положение.

Для проверки работоспособности устройства на расстоянии 0,5–1 м от датчика распыляют влагу из емкости для глажения (пульверизатором или другой емкости с распылителем). Этого оказывается достаточным, чтобы подала звук сигнализация.

Замена некоторых деталей и элементов на схеме:
В качестве источника питания применяется промышленное устройство ПУ-1М. Выходное напряжение 9 (6 В) – имеется фиксированный переключатель, регулирующий выходное напряжения на корпусе блока.

Источник питания с трансформаторной развязкой от сети переменного тока. Максимальный ток нагрузки– 150 мА.

Кроме указанного источника питания можно использовать любой (в том числе нестабилизированный) источник с выходным напряжением в диапазоне 7—12 В.

При подключении звукового капсюля со встроенным прерывистым генератором следует соблюдать полярность. Положительный вывод источника питания подключают к выводу капсюля с обозначением «+».

Микросхему K561TЛ1 можно заменить на K564TЛ1, CD4093B (зарубежный аналог). Переменный резистор R1 типа СПО-1, или аналогичный, желательно с линейной характеристикой.

Постоянные резисторы типа МЛТ-0,25.

Транзистор VT1 можно заменить на КТ603, КТ608, КТ801, КТ815, КТ972, 2SC1573, 2N4927 и аналогичные. Звуковой капсюль– любой с встроенным генератором, рассчитанный на постоянное напряжение 5—15 В и ток до 100 мА.

Например, FXP-1212, FMQ-2015B – в этих случаях звук будет не прерывистый, а монотонный.

Оксидный конденсатор С1 в схеме важен, он сглаживает пульсации напряжения.

Включатель SB1 штатный, расположенный в корпусе от компрессора. Можно применить и любой другой тумблер, например MTS-1.

Индикаторный светодиод подключен постоянно – он сигнализирует о работоспособном устройстве, находящемся в готовности. Вместо указанного на схеме, применяют любой другой светодиод, с током до 20 мА, например, ARL-5013URC-B.