Circuito e controlador de bomba simples: 13 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Um projeto recente no trabalho exigia que eu drenasse água de dois tanques periodicamente. Como os drenos de ambos os tanques estão localizados abaixo do nível de todos os drenos da sala, eu encheria os baldes e transferiria a água para os drenos manualmente. Logo percebi que poderia simplesmente colocar uma bomba no balde para bombear automaticamente a água para o ralo sempre que os tanques fossem drenados. Esta é a história de como meu irmão e eu cumprimos essa tarefa.

Etapa 1: projetando o sistema

Para uma bomba, escolhi uma bomba de fonte muito pequena. Essas bombas funcionam muito bem, mas carecem de um sistema de controle para ligá-las quando o nível da água sobe e, mais importante, desligá-las quando a água é bombeada para fora do balde. Como a caçamba que estávamos usando era muito pequena (2-3 galões), a maioria dos interruptores flutuantes disponíveis no mercado eram grandes demais para o sistema. No entanto, na amazon.com encontrei algumas pequenas chaves flutuantes de aço inoxidável e comprei uma. Conectamos o interruptor à bomba e testamos. Ele ligou a bomba quando a água foi adicionada ao balde e também desligou a bomba quando o nível da água caiu o suficiente. Porém, quando a bomba desligasse, a água no tubo fluiria de volta para o balde e levantaria a bóia, ligando a bomba novamente. A bomba ligaria e desligaria constantemente, o que a destruiria muito rapidamente.

Pesquisei um pouco online e encontrei o circuito controlador de bomba relativamente simples visto acima. Este sistema utiliza dois níveis de interruptores flutuantes, um relé de 12 V e um relé de 120 V para acionar a bomba. 12 Vcc são fornecidos aos interruptores flutuantes, que normalmente estão abertos quando não estão flutuando. Conforme o nível da água sobe, ele levanta a boia inferior (Float 1) e a fecha. Isso envia corrente para o pino comum (COM) do relé de 12V. Como o fio de controle para o relé de 120 V está conectado ao pino normalmente aberto (NO) do relé, a corrente não passa pelo relé e para o relé de 120 V (a bomba permanece desligada). Quando o nível da água sobe ainda mais e fecha a chave flutuante superior (Flutuador 2), a corrente é fornecida à bobina do relé de 12 V, que fecha a conexão entre os pinos COM e NO. A corrente agora está livre para fluir para o relé de 120 V, que energiza a bomba. Nesse ponto, a bomba desligaria assim que o nível da água caísse até o ponto em que o interruptor da bóia superior abriria. No entanto, um loop de feedback é adicionado entre o pino NO e o lado + da bobina do relé. Conforme o nível da água cai e a chave flutuante superior abre, a corrente continua a fluir através da chave flutuante inferior, através dos pinos COM e NO e de volta para a bobina do relé, mantendo o relé energizado e a bomba ligada. Quando o nível da água cai o suficiente para abrir o interruptor da bóia inferior, este circuito é interrompido e a bomba desliga. Como os dois flutuadores estão localizados em níveis diferentes, a água no tubo não liga a bomba quando ela é drenada de volta para o tanque, mesmo se o interruptor do flutuador inferior fechar.

Etapa 2: o que usamos

Usamos os seguintes itens para esta construção:

(Se você usar meus links eu recebo uma pequena comissão. Obrigado)

1 placa de circuito com 4 espaçadores roscados e 8 parafusos

1 diodo

4 terminais de parafuso de dois terminais

1 relé 12V

1 relé de estado sólido 120V

1 interruptor flutuante de nível duplo

1 fonte de alimentação 12 V DC

1 bomba de fonte

1 grande gabinete de projeto

Algumas gravatas zip

Dois parafusos de 1/4 com porcas e arruelas

4 comprimentos de fio (bitola 16 funcionará)

Etapa 3: montagem da placa de circuito

A placa de circuito é o coração deste sistema. Antes de fazer qualquer coisa na placa de circuito, os quatro espaçadores são fixados nela.

Comece perfurando um pequeno orifício diretamente entre quatro dos orifícios existentes na placa de circuito (em algum lugar perto do centro da placa). Este orifício deve ser grande o suficiente para acomodar o pino COM do relé de 12V.

Em seguida, o diodo precisa ser dobrado, cortado e colocado na placa de circuito de forma que se conecte aos pinos da bobina do relé. Descobrimos que os pinos da bobina de nosso relé estavam localizados na extremidade do relé com o pino COM mais próximo a ele. Depois de empurrar o diodo na placa, os fios podem ser dobrados atrás da placa de forma que quase toquem os pinos da bobina. Isso ajudará a soldar tudo junto.

Finalmente, os quatro terminais de parafuso podem ser colocados na placa ao redor do relé. A localização desses terminais não é crítica. Escolhemos os locais mostrados, pois eles tornam as conexões na parte traseira da placa o mais organizadas possível.

Etapa 4: soldando a placa

Com tudo montado na parte frontal da placa de circuito, a placa inteira pode ser cuidadosamente invertida e os circuitos soldados na placa. O método mais fácil para criar as "linhas" de solda é adicionar uma pequena gota de solda a cada ponto de conexão ao longo da "linha" e, em seguida, conectá-los para formar o circuito.

Etapa 5: Preparando o Gabinete

O gabinete precisa ser preparado para abrigar todos os componentes eletrônicos. Primeiro, uma ferramenta rotativa pode ser usada para conectar quatro orifícios e formar um orifício quadrado na lateral da caixa, através do qual passa o cabo de alimentação. Também perfuramos oito orifícios em ambas as extremidades do gabinete. Esses orifícios podem ser conectados usando um disco de corte para formar slots de ventilação no gabinete. Esses slots são para evitar o superaquecimento do gabinete, pois ele abrigará a fonte de alimentação de 12 Vcc e o relé de 120 V.

Etapa 6: prenda a fonte de alimentação no gabinete

A fonte de alimentação de 12 V é presa ao gabinete passando laços zip em torno dele e através de orifícios estrategicamente colocados na parte inferior da caixa.

Etapa 7: Forneça energia para a placa de circuito

O cabo que sai da fonte de alimentação de 12 V (a extremidade 12 V CC) é cortado (cerca de 6 da caixa da fonte de alimentação) com os dois fios sendo expostos, removidos e fixados em seus respectivos terminais de parafuso na placa de circuito., a placa de circuito pode ser conectada ao gabinete enroscando mais 4 parafusos nos orifícios do gabinete e na parte inferior dos espaçadores.

Etapa 8: Adicionando o Relé de Estado Sólido ao Gabinete

O relé de estado sólido (relé de 120 V) é preso ao gabinete usando dois parafusos de 1/4 "(1" de comprimento), que passam pela parte inferior do gabinete e são fixados com porcas e arruelas.

Etapa 9: Fornecimento de energia ao sistema

A energia para a fonte de alimentação de 12 V será retirada do cabo da bomba da fonte para permitir que todo o sistema utilize um único cabo de alimentação. Cerca de 1,5 de isolamento é retirado no cabo da bomba a cerca de 1 pé da bomba, expondo os três fios internos. O fio branco é cortado porque será trocado pelo relé de estado sólido. Uma pequena seção de fio preto deve ser removida (Observe que eu também tirei o fio verde, mas não precisei fazer isso e tive que voltar com fita adesiva). Eu também cortei o cabo que levava à fonte de alimentação de 12 V (a extremidade de 120 V da fonte de alimentação) em cerca de 30 cm de onde ele seria conectado à fonte de alimentação. Os dois fios pretos dentro desse cabo são separados e descascados.

Como visto na segunda foto, o único fio preto que leva à fonte de alimentação está soldado à seção exposta do fio preto da bomba. O segundo fio preto é enrolado em volta do fio branco cortado na extremidade do cabo da bomba, longe da bomba (o lado onde ela pode receber energia diretamente da tomada). Deixe este fio sem soldar por enquanto.

Dois fios de bitola 16 com cerca de 1 pé de comprimento são cortados, descascados e presos aos dois fios brancos cortados do cabo da bomba. Esses fios irão para o lado de 120 V do relé de estado sólido. Todas essas conexões agora podem ser soldadas com tudo sendo lacrado da melhor maneira possível. Gosto de usar fita isolante emborrachada do lado de fora de conexões como essa, pois ela cria uma vedação muito boa à prova de intempéries que parece melhor do que fita isolante comum.

Etapa 10: conectar o relé de estado sólido

As conexões com o relé de estado sólido de 120 V agora podem ser feitas. Os dois fios do cabo de alimentação são conectados ao lado 120 VCA do relé, onde qualquer um dos cabos pode ir para qualquer ponto de conexão. Dois fios adicionais são conectados entre a placa de circuito e o relé de 120 V, sendo importante a polaridade dessas conexões.

Etapa 11: Instalando os flutuadores e conectando seus fios à placa de circuito

Os flutuadores são instalados no fundo da caçamba através de um orifício de 3/8 , que é vedado usando o o-ring que veio com os flutuadores. Os quatro fios dos flutuadores se conectam aos quatro parafusos terminais na placa de circuito. Você pode ser necessário experimentar um pouco para determinar quais fios vão para qual flutuador. Descobrimos que os dois fios pretos eram para o flutuador inferior, enquanto os vermelhos eram para o flutuador superior.

Etapa 12: Instalação da bomba e sistema de teste

Depois que a bomba é conectada e colocada no fundo do tanque, o sistema pode ser testado levantando-se nos flutuadores. Quando o flutuador inferior é levantado, a bomba deve permanecer desligada, mas quando os flutuadores inferior e superior são levantados, a bomba deve começar a funcionar. Quando o flutuador superior é liberado, a bomba deve continuar a funcionar até que o flutuador inferior também seja liberado. Certifique-se de realizar este teste rapidamente, pois a bomba não foi projetada para operar sem água no tanque.

Etapa 13: Conclusão

O controlador de bomba completo foi montado em menos de um dia e opera conforme o esperado. Uma configuração semelhante pode ser usada para qualquer sistema de drenagem do tipo reservatório.