:: ДИСПЛЕЙ ДАТЧИКА КОНТРОЛЯ ВОДЫ В БАКЕ ::

   Многие дома снабжаются водой, которая содержит высокую концентрацию растворенных минералов, такая вода называется жесткой. И хотя в ней отсутствуют токсичные вещества, её очистка весьма предпочтительна, так как находящиеся в ней частицы минеральных веществ вполне могут сократить срок службы водонагревательных устройств различного оборудования. Смягчитель жёсткости воды - это бытовой прибор, который добавляет в жёсткую воду ингредиенты делающие её мягкой. Специальный состав хранится в виде рассола в ёмкости и его запас должен пополнятся  по мере расходования. Как вы уже могли догадаться, я часто забываю доливать в бак рассол для смягчения воды.  Вспоминаю об этом только тогда, когда посудомоечная машина начинает плохо мыть посуду по причине того, что в жёсткой воде плохо растворяются мыло и шампунь. В конце концов, решил сделать электронный датчик, чтобы было легко визуально контролировать уровень рассола.

   У устройства умягчения воды есть монитор для контроля работы. Цвет гистограммы указывает на соответствующий уровень рассола в баке. Цветовое отображение нагляднее, чем цифровой дисплей, поскольку цвета можно разглядеть даже издалека. Наружное  устройство контроля умягчителя, имеющее в своём составе монитор, включает фотоэлемент для обнаружения изменений в яркости гистограммы, когда кто-то включит свет в помещении или подойдёт к панели монитора (срабатывает от тени, датчик света). Через три минуты, дисплей выключается снова. Это экономит электроэнергию и увеличивает долголетие устройства.

   Смягчитель в доме находится в подсобном помещении, в подвале, в месте коммуникаций труб водоснабжения. Слева от умягчителя воды 200 фунтовые пластиковые емкости бака с соляным раствором. Бак около 3 футов в высоту.

   Смягчитель при помощи насоса подаёт в ёмкость немного воды, чтобы смешать её с солью и получить рапу (насыщенный соляной раствор - рассол). Как вы видите, бак может содержать жидкий или твердый продукт, поэтому применение поплавкового датчика для определения уровня наполненности бака неприемлемо. Еще больше осложняет задачу то, что соленая вода вызывает коррозию металлов (и, следовательно, электроники). Поэтому для измерения содержания соли был выбран инфракрасный датчик Sharp GP2D12, он выполняет свои функции без непосредственного контакта с солёной водой. Данная модель способна производить измерения с расстояния от 10 до 80 см. В любом случае этого более чем достаточно, чтобы различать полный бак, частичный заполненный или пустой.

   Датчик был установлен под пластиковой крышкой бака для рассола. Крепежные отверстия просверлены вручную. После его установки все образовавшиеся щели были заделаны. Чтобы в дальнейшем избежать коррозии и предотвратить физические повреждения во время заправки, на корпус датчика была одета прозрачная защитная оболочка.

   Печатная плата помещается на верхней части крышки, напротив отверстия, просверленного для ИК - датчика. Монтажная плата содержит фоторезистор (датчик света) для обнаружения. Имеется также конденсатор ёмкостью  10 мкФ для улучшения питания ИК - датчика. В зависимости от уровня соли, иногда дисплей мерцает между двух отметок уровня. Чтобы уменьшить мерцание, добавил конденсатор ёмкостью  47 нФ к выходу контактов датчика. И добавил для более удобного визуального восприятия обозначение среднего значения. Проводка состоит из витых гибких проводов, поэтому хорошее качество сигнала и эксплуатационная стойкость ей обеспечена. Отверстие в печатной плате обеспечивает возможность натяжения кабеля так, чтобы разъем не вытаскивался с места, если крышка поднимается. Нейлоновые шайбы, размещенные между винтами из нержавеющей стали и печатной платой уменьшают отрицательные воздействия.  Конечно, если это устройство изготовлять серийно, датчики и другие компоненты лучше всего объединить в одной общей кассете, которую расположить под крышкой бака.

   Первый шаг в процессе изготовления и конкретно производстве механической обработки - рисование дизайна панелей на компьютере, а дальше уже думать не нужно. Выполнение работы пойдёт само собой.

   Как вы можете видеть качество обработки вполне приемлимое.

   Печатная плата крепится четырьмя винтами М4, пока накрыта вот таким одноразовым пластиковым контейнером.

   Обратная сторона платы, а по сути её лицевая часть. Основная печатная плата, является платой средней сложности изготовления. Светодиоды разных цветов оказались на одно напряжение, так что не пришлось подбирать  резисторы индивидуально, все по 180 ом. Легко определить потребность в токе. (5В-2В)/180 ом = 16.6 мА на светодиод. Выходной ток контролирует 8 разрядный микроконтроллер AVR общего назначения ATtiny861 с 512 байтами оперативной памяти, работающий на частоте 1 МГц. Максимальный ток потребления микросхемы может быть 200 мА. Когда все 10 светодиодных элементов горят, дисплей потребляет 167 мА. Так как чип работает только на 1 МГц и развивает совсем небольшую мощность. Конденсаторы C1 ёмкостью 0.1 мкФ керамический и С2 10 мкФ танталовый, а C3 ёмкостью  100 мкФ электролитический.

   Sharp GP2D12 - инфракрасный датчик расстояния, он потребляет несколько сотен миллиампер тока во время пиковых нагрузок. Резистор R1 для ограничения тока базы сопротивлением 1 кОм. Q1 - биполярный NPN транзистор для управления мощностью. R2 фоторезистор для обнаружения освещения. Резистор R3 сопротивлением 10 кОм, он образует делитель напряжения. Значение сопротивления R3 подбирают, чтобы ограничить величину тока, потребляемого делителем напряжения во время пика яркости, когда сопротивление резистора R2 приближается к нулю.

   Блок питания использован  импульсный EPS050100-P6P, дающий на выходе напряжение 5 вольт. Несмотря на довольно несовершенную технологию установки, я доволен общим результатом. Приятно видеть работу нужного устройства сделанного своими руками, которое взяло на себя часть забот по дому.

СХЕМЫ НА МИКРОСХЕМЕ 555     На 555 серии есть неограниченное количество схем как для новичков и любителей, так и для профессионалов. На основе этого таймера можно собрать сигнализации, датчики, генераторы, преобразователи напряжения и частоты, высоковольтные устройства, звуковые и световые игрушки и даже усилители мощности звуковой частоты.