presenta
Controllo di livello dei liquidi
di IZ1TQI Aldo (de Roderigo) - RCT #030
Il dispositivo, che andrò descrivendo, può essere utile nel caso di svuotamento automatico di un qualcosa soggetto ad allagamento, oppure di riempimento automatico di un serbatoio, a livello prestabilito. Chiaramente la cosa funziona solo con liquidi conduttori (anche deboli) di elettricità.
Gli schemi sono gli stessi per entrambi gli usi; cambia solo il collegamento del motore della pompa al relè.
Per correttezza preciso che entrambe le soluzioni, in configurazione di riempimento, non mi appartengono; sono invece miei: la modifica che li fa funzionare entrambi anche in configurazione di svuotamento, la sostituzione dei transistors, la spiegazione del funzionamento con porte logiche NOR.
Vediamo la prima situazione di svuotamento, come mostrato in figura 1.
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Gli schemi sono gli stessi per entrambi gli usi; cambia solo il collegamento del motore della pompa al relè.
Per correttezza preciso che entrambe le soluzioni, in configurazione di riempimento, non mi appartengono; sono invece miei: la modifica che li fa funzionare entrambi anche in configurazione di svuotamento, la sostituzione dei transistors, la spiegazione del funzionamento con porte logiche NOR.
Vediamo la prima situazione di svuotamento, come mostrato in figura 1.
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Supponiamo la situazione iniziale al massimo livello: tutti e tre gli elettrodi sono coperti dal liquido ed entrambi i transistors, avendo le basi cortocircuitate a massa, non conducono, pertanto i contatti del relè sono nella situazione mostrata in figura e il motore funziona pompando fuori acqua.
Quando l'elettrodo di massima rimane scoperto, TR1 è polarizzato da R1 e conduce, ma TR2, continuando ad essere interdetto, non permette che il relè sia eccitato.
Quando il livello sarà sceso sotto il minimo, allora l'elettrodo di minima resterà scoperto, la base di TR2 verrà polarizzata da R2 e TR2 condurrà, provocando la commutazione del relè.
Tale situazione comporta che i contatti "A" del relè interrompono il funzionamento del motore e i contatti "B" cortocircuitano TR2 e mantengono il relè eccitato anche quando il liquido, risalendo, ricoprirà l'elettrodo del livello di minima.
Quando infine il liquido raggiungerà l'elettrodo di massimo livello, TR1 cesserà di condurre, provocando il rilascio del relè e la nuova entrata in funzione del motore; il ciclo si ripete sempre.
La seconda situazione è quella di riempimento, con livello preordinato, di un serbatoio, figura 2.
Il funzionamento è lo stesso, ma,a causa della disposizione diversa dei contatti nei confronti del motore, quest'ultimo ha un funzionamento opposto, cioè a livello massimo cessa di funzionare e riprende sotto il livello minimo, fino al livello massimo; il ciclo si ripete sempre.
Gli elettrodi sono di acciaio inox e disposti ai livelli desiderati, se i collegamenti fra elettrodi e congegno sono lunghi è bene realizzarli in cavetto schermato, collegando la calza solo dal lato che va alla massa del meccanismo; per l'alimentazione è possibile con un piccolo trasformatore da 12 V, 0,5 A; non è necessario stabilizzare la tensione continua; i transistors darlington BDX53 possono essere sostituiti come mostrato in figura 3.
Nella configurazione mostrata, possono essere usati vari tipi di transistor purchè NPN: TR1 è di piccola potenza, TR2 di media potenza, insomma con corrente capace di pilotare il relè, che deve possedere contatti in grado di alimentare il motore.
In figura 4, un altro sistema che espleta la funzione riempimento a livello precostituito, l'elemento attivo è l'integrato C-MOS CD4001 .
In figura 4, un altro sistema che espleta la funzione riempimento a livello precostituito, l'elemento attivo è l'integrato C-MOS CD4001 .
Nella figure 4 e 5, in corrispondenza di ogni ingresso ed uscita delle porte NOR, sono visibili dei gruppi di numeri, composti da una sequenza di zeri e di uni, sequenza in cui , vista in successione, lo zero indica elettrodo sommerso dal liquido, l'uno indica elettrodo scoperto, i gruppi vanno letti da sinistra a destra.
Analizzando allora, distinguiamo cinque fasi: elettrodi entrambi sommersi (0-0); la sua base è a zero e TR1 non conduce; elettrodo di massima scoperto(1-0), quello di minima sommerso: base a zero e TR1 non conduce; entrambi gli elettrodi scoperti (1-1): base a uno, TR1 conduce e il relè entra in funzione; l'elettrodo di massima scoperto, quello di minima sommerso (1-0): base a uno e TR1 continua a condurre; entrambi gli elettrodi nuovamente sommersi (0-0): base a zero, TR1 cessa di condurre e il relè torna a riposo.
Per ottenere l'effetto svuotamento è sufficiente invertire il procedimento o con una porta NOT o con l'aggiunta di un altro transistor, vedi figura 5.
Metodo per non dover forare il serbatoio
Il passaggio degli elettrodi nella maniere sopraindicata esige la foratura del serbatoio, cosa non certamente corretta e proficua, che impone qualche artificio idraulico: per esempio l'uso di raccordi passanti in ottone con relativa guarnizione di tenuta e dadi.
Esiste naturalmente un altro metodo di posizionamento degli elettrodi che non impone la foratura del serbatoio, evitando conseguentemente il problema dell'impermeabilizzazione; ciò consiste come è indicato in figura 6: si tratterebbe di depositare gli elettrodi in verticale; la loro lunghezza deve correre dal punto desiderato fino in superficie, dove verrà stabilito il collegamento elettrico con il dispositivo.
Personalmente ho adottato la prima soluzione per un serbatoio da 1000 litri in cui tengo a decantare, con i tempi che corrono è necessario, l'acqua piovana che raccolgo in una cisterna situata più in basso, usandola per bagnare una parte di orto.
Inoltre uso questo tipo di marchingegno per il riempimento della cisterna del vino; vi assicuro, ogni volta che stabilisco la legge dei vasi comunicanti tra me e il serbatoio, lo trovo sempre pieno, pertanto sto organizzandomi per il serbatoio della grappa.
Esiste naturalmente un altro metodo di posizionamento degli elettrodi che non impone la foratura del serbatoio, evitando conseguentemente il problema dell'impermeabilizzazione; ciò consiste come è indicato in figura 6: si tratterebbe di depositare gli elettrodi in verticale; la loro lunghezza deve correre dal punto desiderato fino in superficie, dove verrà stabilito il collegamento elettrico con il dispositivo.
Personalmente ho adottato la prima soluzione per un serbatoio da 1000 litri in cui tengo a decantare, con i tempi che corrono è necessario, l'acqua piovana che raccolgo in una cisterna situata più in basso, usandola per bagnare una parte di orto.
Inoltre uso questo tipo di marchingegno per il riempimento della cisterna del vino; vi assicuro, ogni volta che stabilisco la legge dei vasi comunicanti tra me e il serbatoio, lo trovo sempre pieno, pertanto sto organizzandomi per il serbatoio della grappa.
_"In vino veritas, in grappa voluptas"