Indicadores de nível de água / alimentação: 10 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Neste instrutível vou mostrar como fiz um indicador de nível de água sem o uso de microprocessadores, microcontroladores, Raspberry Pi, Arduino etc. Quando se trata de eletrônica, sou um completo "manequim". Eu uso alguns componentes eletrônicos na construção, ou seja, interruptores reed, resistores e LEDs, no entanto, eles são todos muito básicos. Minha ideia aqui não é nova. Para aqueles que não gostam de eletronicamente como eu, uma chave de palheta é uma chave eletromagnética usada para controlar o fluxo de eletricidade em um circuito. Eles são feitos de duas ou mais palhetas ferrosas encerradas em um pequeno envelope semelhante a um tubo de vidro que se tornam magnetizados e se movem juntos ou se separam quando um campo magnético é movido em direção ao switch. Seu uso é bastante difundido em muitos campos. Na indústria automobilística, por exemplo, eles são usados para verificar o fluido de freio, os níveis de óleo e similares. O link a seguir é uma boa representação do uso de interruptores de palheta, e é o que modelei meu instrutível aqui.

No vídeo, os interruptores são ativados apenas quando o recipiente está cheio ou vazio. Eu queria um indicador constante exibindo qual é o nível em um determinado momento, então usei vários interruptores de palheta para atingir esse resultado.

A ideia é ter um tubo de PVC de 15 mm montado dentro da caixa d'água com as chaves reed inseridas dentro desse tubo por baixo. Descobri que um tubo de PVC de 20 mm se ajusta confortavelmente ao tubo de 15 mm como um colar. Isso será incorporado a uma bóia, deslizando para cima e para baixo no tubo de 15 mm com a mudança do nível de água. Os ímãs presos ao flutuador ativarão os interruptores de palheta dentro do tubo.

Suprimentos

Todos os componentes eram relativamente baratos e facilmente adquiridos.4 Ímãs de neodímio - comprei os meus na loja de ferragens local. Interruptores de alimentação, LEDs de 5 mm, resistores de 270 Ω e PCB - loja de eletrônicos local ou online. Pequeno recipiente de plástico para o flutuador. Vários comprimentos de tubo de PVC e acessórios. CAT Cabo de computador ou semelhante. O meu sobrou. Frasco de geléia vazio.

Etapa 1: Conjunto do interruptor de palheta

Decidi que seria prático montar os reed switches em um fio-máquina rígido por dois motivos: para facilitar a inserção do conjunto no tubo de PVC de 15 mm e também para atuar como um backbone para evitar que caiam como a estrutura do reed switch ficará na vertical dentro do tubo. Antes de montar as chaves reed, eu experimentei primeiro, passando um ímã ao longo do comprimento de uma chave reed e descobri que havia um ponto morto no centro onde os dois fusos se encontram, interrompendo o circuito (veja acima). Eu queria que pelo menos duas fileiras de LEDs ficassem iluminados o tempo todo, então soldei os interruptores no fio-máquina em um padrão escalonado, conforme mostrado. Eu tinha muitos cabos redundantes cat 5 por aí desde os dias antes da tecnologia sem fio se tornar popular, então usei-os para conectar meus LEDs. Esses cabos têm 8 fios internos, então tirei dois do outro porque precisava de dez. Eu imaginei ter dez filas de LEDs em minha tela (4 verdes, 3 amarelos, 2 laranja e 1 vermelho). Para que o tubo de PVC de 150 mm mantivesse um volume decente de água, usei 30 interruptores reed, conectando-os em grupos de três com cada grupo conectado a uma fileira de LEDs. Para os últimos 3 interruptores (na parte inferior), conectei os dois primeiros que iluminariam a linha de LEDs vermelhos, o terceiro interruptor acabaria por se conectar à minha luz estroboscópica. Depois de calcular o comprimento necessário dos cabos, passei todos eles (incluindo o da minha luz estroboscópica) por um tubo de vinil transparente de 8 mm para proteção e também para mantê-los todos juntos. A haste será conectada ao fio negativo ou neutro.

Etapa 2: Fiação da placa de circuito de LED

Antes de começar, eu não sabia nada sobre a fiação de um LED, a não ser que precisava de um resistor para evitar que a luz explodisse e que o resistor tinha que ser conectado à perna + 've. Baixei este aplicativo e usei-o para calcular o resistor necessário para cada LED "Calculadora de Resistor LED". Eu comprei um pequeno PCB e montei os resistores primeiro, espaçando-os uniformemente ao longo da placa. Tive de interromper o circuito com uma Dremel em alguns pontos para isolar os circuitos de LED uns dos outros. Você pode ver a quebra logo abaixo de cada resistor. Eu soldei os 10 fios vindos de minhas chaves reed, tomando cuidado para conectar cada um na ordem correta ao LED relevante. Para tornar a vida mais fácil, caso eu precise desmontar minha configuração para manutenção em algum momento no futuro, decidi fazer uma quebra nos fios entre os interruptores reed e os LEDS. Eu tinha uns plugues de 25 pinos de um velho cabo de computador, o que era ideal para esse propósito. Por razões estéticas, borrifei o verso da placa de circuito impresso de preto antes de montar os LEDS x 2 em paralelo no lado recém-pintado, conforme mostrado.

Etapa 3: flutuador magnético

Para o flutuador, usei um pequeno recipiente de comida que roubei do armário da cozinha da esposa. Espero que ela não perceba que está faltando, de qualquer forma minha necessidade era maior do que a dela. Cortei um comprimento de 45 mm de tubo de PVC de 20 mm que combinava com a altura interna do recipiente e colei 4 ímãs de neodímio na parte inferior do corte, conforme mostrado. Esta etapa é bastante complicada devido à atração entre os ímãs. Melhor fazer um de cada vez, segurando cada um no lugar até que a cola pegue. Montei-os com a mesma polaridade voltada para dentro / para fora, de modo que os ímãs atuassem em uníssono, criando um campo magnético em forma de rosca. Não há muitas colas que colariam polipropileno (PP) ao cloreto de polivinila (PVC), mas a "cola Super Loctite para todos os plásticos" resolveu o problema. Depois de seco, apliquei bastante silicone ao redor dos ímãs para garantir que eles não fossem a lugar nenhum e selei a tampa, novamente com silicone para tornar a unidade completamente hermética. Descobri que precisava colocar um furo de alfinete na tampa e voltar a colar, pois havia um aumento de pressão dentro do invólucro enquanto a cola estava curando, causando um rompimento ao longo do selo. Em seguida, esvaziei as partes superior e inferior do recipiente onde as extremidades do tubo interno se encontravam, permitindo que a bóia se encaixasse no tubo de 15 mm contendo as chaves de palheta.

Etapa 4: Montagem da placa de circuito de LED

Como meu display de luz será montado externamente em meu galinheiro, precisei fornecer algum tipo de proteção contra o clima. Decidi ir com um pote de geleia invertido. Pensei em cortar uma ranhura em um plugue de madeira que caberia na boca do frasco para apoiar o PCB na posição vertical. Eu não tinha o tamanho adequado da serra copo à mão, então escolhi o que eu tinha (um pouco maior) e depois lixei para fazer um ajuste confortável. Para montar o jarro, cortei um bloco de madeira tratada para caber na treliça do meu galinheiro, o que é claro apenas relevante para a minha instalação.

Etapa 5: Tanque de água

Para o meu tanque de água, usei um tubo de PVC de 125 mm, cortado para coincidir com o comprimento do meu conjunto de interruptor de palheta. Ele fica do lado de fora da minha gaiola e alimenta um cano interno de PVC de 100 mm que tem os bicos de água adequados para que as pessoas bebam. O orifício no centro da parte inferior é onde encaixo meu conjunto de interruptor de palheta, a outra saída gravita para o tanque de água interno. O flutuador magnético se encaixa sobre o conjunto do interruptor reed, livre para flutuar para cima e para baixo com o nível da água.

Etapa 6: o grande teste…

Etapa 7: Duplicando a configuração do meu compartimento de alimentação

Fiquei impressionado com meu indicador de nível de água, decidi abandonar o que já havia criado para o compartimento de alimentação (em um instrutível anterior) e comecei a usar a mesma configuração para a alimentação também. Usei o mesmo princípio, fixando os 15mm internos o tubo contendo a palheta passa pelo cotovelo do tubo externo, conforme mostrado. Os indicadores de alimentação e água se conectam à luz estroboscópica, que é ativada por meio do interruptor de palheta inferior em qualquer unidade.

Etapa 8: Minha luz estroboscópica em ação para realmente chamar minha atenção

Para não entediar vocês até as lágrimas, acelerei a ação em um vídeo de 20 segundos.

Etapa 9: Diagrama de Circuito

Aqui está o diagrama de circuito de como ele se encaixa. Espero que possa ser lido pelos interessados.

Etapa 10: Aprimoramentos na visão posterior

Passe algum tempo espaçando os interruptores reed, pois tenho dois, às vezes três LEDs acesos a qualquer momento. Ao afastar mais os LEDs, eu poderia ter me safado com menos interruptores reed ou, alternativamente, executado com o mesmo número de interruptores e aumentado o volume do tanque de água.

Segundo prêmio no Desafio de Ímãs