Automatische Wasserpumpen: Funktionsweise & Bedeutung

Der Hauptvorteil dieser automatischen Wasserpumpen-Niveauregel-Schaltung ist, dass sie die Wasserpumpe ohne Benutzereingriff automatisch steuert. Das Herzstück dieses Pumpen-Treiberschaltkreises ist der NE 555 IC; hier haben wir einen Flip-Flop im 555-Timer-IC manipuliert.

Automatische Wasserpumpen teilen eine ähnliche Konstruktion wie eine normale Pumpe, aber mit einigen Modifikationen und angeschlossenem Zubehör. Ihr Design besteht aus zwei Wasserniveausensoren, einer am oberen und einer am unteren Ende angebracht. Der Betrieb dieser Schaltung ist fast ähnlich einem bistabilen Multivibrator-Typ automatischer Wasserpumpe.

Wie funktionieren automatische Wasserpumpen-Niveauregler?

Wir kennen die Eigenschaft des 555-Timer-IC: Sein Ausgang ist HIGH, wenn die Spannung am zweiten Pin (Auslösepin) kleiner als 1/3 Vcc ist. Wir können den IC auch durch Anlegen einer niedrigen Spannung an den vierten Pin (Reset-Pin) zurücksetzen.

In dieser Konstruktion sind die 3 Leitungen in den Wassertank eingetaucht. Definieren wir zwei Wasserniveaus – unteres (low) und oberes (upper). Eine der Leitungen oder Sonden stammt von Vcc. Die Sonde vom unteren Niveau ist mit dem Auslösepin des 555 IC verbunden. So beträgt die Spannung am zweiten Pin Vcc, wenn sie mit Wasser bedeckt ist.

Wenn der Wasserspiegel sinkt, wird der zweite Pin vom Wasser getrennt (intakt), d.h. die Spannung am Auslösepin fällt unter Vcc. Dann wird die Ausgangsleistung des 555 HIGH. Ausgang 555 wird dem BC548-Transistor zugeführt, der die Relais-Spule aktiviert und die Wasserpumpen-Baugruppe einschaltet.

Wenn der Wasserspiegel steigt, wird die obere Sonde mit Wasser bedeckt und der Transistor wird eingeschaltet. Seine Kollektorspannung erreicht Vce (sat) = 0,2.

Niedrige Spannung an Pin 4 setzt den IC zurück. So wird Ausgang 555 zu 0V. Daher stoppt die Pumpe automatisch. Für eine einfache Demonstration dieses Designs können Sie einen DC-Motor direkt am 555-Ausgang anstelle eines Relais verwenden.

Für die praktische Umsetzung benötigen Sie ein Relais. Die Nennleistung des Relais wird je nach Last (Motor) ausgewählt. Ein 32A-Relais eignet sich am besten für Haushaltsanwendungen.

Dies ist die automatische Wasserpumpen-Steuerschaltung, die den Wasserpumpen-Motor steuert. Die Pumpe startet automatisch, wenn das Wasser im oberen Reservoir (OHT) unter das untere Limit fällt. Ebenso schaltet sie ab, wenn der Tank voll ist.

Aufgebaut um nur einen NAND-Gate-Chip (CD4011), ist die Schaltung einfach, kompakt und ökonomisch. Sie läuft mit einer 12-V-Gleichstromversorgung und verbraucht sehr wenig Energie. Die Schaltung kann in zwei Teile unterteilt werden: den Treiberschaltkreis und den Anzeigeschaltkreis.

Automatischer Wasserpumpen-Treiberschaltkreis

Betrachten Sie die zwei Referenzsonden „A“ und „B“ im Tank, wobei „A“ die untere Grenzsonden und „B“ die obere Grenzsonden ist. Eine 12-V-Gleichstromversorgung wird der C-Sonde zugeführt, die die Mindestwassermenge begrenzt, die immer im Tank gehalten wird.

Die untere Grenze von „A“ ist mit der Basis eines Transistors T1 (BC547) verbunden, dessen Kollektor an eine 12V-Stromquelle angeschlossen ist und dessen Emitter an RL1 angeschlossen ist. Relais RL1 ist mit Pin 13 des NAND-Gates N3 verbunden.

Ebenso ist die obere Grenzsonden „B“ mit der Basis des Transistors T2 (BC547) verbunden, dessen Kollektor an eine 12V-Versorgung angeschlossen ist und dessen Emitter an die Pins 1 und 2 des NAND N1 Gates und über den Widerstand R3 an Masse angeschlossen ist.

Der Ausgangspin 4 des NAND-Gates N2 ist mit Pin 12 des NAND-Gates N3 verbunden. Ausgang N3 ist mit Eingangspin 6 von N2 und der Basis von Transistor T3 über Widerstand R4 verbunden. Der Motor wird durch das RL2-Relais gesteuert, das mit dem Emitter des T3-Transistors verbunden ist.

Funktionsprinzip des automatischen Wasserpumpen-Schaltkreises

Wenn der Reservoir unter Sonde A gefüllt ist, sind die Transistoren T1 und T2 nicht leitend und Ausgang N3 wird HIGH. Diese hohe Ausgangsleistung versorgt das RL2-Relais, das den Motor antreibt und mit dem Pumpen von Wasser in den Tank beginnt.

Wenn der Tank über Sonde A, aber unter Sonde B gefüllt ist, liefert das Wasser im Tank die Basisspannung zum Antrieb von T1, und RL1 wird aktiviert, um Pin 13 des Gates N3 HIGH zu halten. Das Wasser im Tank liefert jedoch nicht die Basisspannung an T2, sodass es nicht leitend ist, und die Logik, die um die NAND-Gates N1 und N2 herum aufgebaut ist, gibt eine niedrige Spannung an Pin 12 des N3-Gates aus. Der Nettoeffekt ist, dass die Ausgabe von N3 HIGH bleibt und der Motor weiterhin Wasser in den Tank pumpt.

Wenn der Tank bis Sonde B gefüllt ist, liefert das Wasser im Tank weiterhin die Basisspannung an Transistor T1 und Relais RL1 aktiviert, um Pin 13 des Gates N3 auf HIGH zu setzen. Gleichzeitig liefert das Wasser im Tank auch die Basisspannung zum Antrieb von Transistor T2, und die Logik, die um die NAND-Gates N1 und N2 herum aufgebaut ist, sendet HIGH an Pin 12 des N3-Gates.

Der Nettoeffekt ist, dass der Ausgang an Pin 11 von N3 fällt und der Motor aufhört, Wasser in den Tank zu pumpen. Wenn Sie also einen automatischen Wasserpumpen-Steuermechanismus wollen, ist dies der schnelle und einfache Weg, es zu tun.