Владимир Макаров

Контроль уровня жидкости в септике.

Введение.

Каждый, кто проживает в частном доме, прекрасно представляет важную роль такого сооружения как СЕПТИК. Если жидкость из септика не успевает впитываться почвой, то необходима ее откачка специализированными службами. Для оценки переполненности септика владельцы вынуждены периодически открывать крышку септика и визуально определять уровень жидкости.

Рисунок 1.
Контроль уровня в септике.

В силу специфического характера сооружения не все жильцы дома способны выполнить эту процедуру. В данной статье описывается устройство, позволяющее контролировать уровень жидкости, не открывая крышку септика.

Демонстрационный ролик.

Принцип работы.

Классическая конструкция септика с установленным датчиком уровня жидкости показана на рисунке 2. Септик состоит из двух резервуаров.
Первый резервуар (1) имеет забетонированное дно и принимает канализационные стоки от трубы канализации (2). Он предназначен для отстаивания тяжелых фракций стоков. Второй резервуар (3) не имеет забетонированного дна и принимает легкие фракции стоков для их естественной фильтрации через почву. Резервуары сообщаются между собой в верхней точке через трубу перелива (4).

Датчик уровня (5) устанавливаются во втором резервуаре. По трубе датчика уровня под действием выталкивающей силы жидкости перемешается поплавок (6). На поплавке расположен магнит, который последовательно воздействует на находящиеся внутри трубы датчика уровня герметичные контакты (герконы) и замыкает их.

Сведения о замкнутых контактах подаются по сигнальному кабелю (7) в исполнительное устройство (8), которое отображает замкнутые контакты на передней панели c использованием светодиодных индикаторов. Устройство питается от напряжения 110-230 В, которое подается по силовому кабелю (9).

Рисунок 2.
Классическая конструкция септика с установленным датчиком уровня жидкости.
 

Конструкция датчика уровня жидкости.

Источниками сигналов являются герконы (сокращение от «герметичный [магнито-управляемый] контакт») - электромеханические устройства, представляющее собой пару ферромагнитных контактов, запаянных в герметичную стеклянную колбу (рисунок 3). При поднесении к геркону постоянного магнита или включении электромагнита, контакты замыкаются.

Рисунок 3.
Геркон.

Конструкция датчика уровня жидкости представлена на рисунке 4. Датчик уровня жидкости состоит из пластиковой трубы (1), обеспечивающей жесткость всей конструкции. Защита внутренних соединений и герконов от жидкости и взвеси обеспечивается пластиковой заглушкой (2). Внутри трубы расположен жесткий медный провод (3), который нижним концом упирается в пластиковую заглушку, чем обеспечивает фиксацию герконов от продольного перемещения по вертикали.

К жесткому медному проводу припаяны нижние выводы герконов (4).. Верхние выводы герконов припаяны к проводникам сигнального кабеля (5). Жёсткий медный провод является общим контактом для всех герконов и так же припаян к одному из проводников сигнального кабеля.

Вдоль основной пластиковой трубы свободно скользит пластиковая трубка поплавка (6) склеенная в единое целое с пенопластовым поплавком (7). Соскользнуть поплавку вниз с основной пластиковой трубы под действием сил гравитации не дает пластиковая заглушка.
На пластиковой трубке поплавка закреплен постоянный магнит (8), который обеспечивает замыкание контактов герконов при приближении к ним. Перемещение магнита осуществляется за счет выталкивающей силы жидкости, приложенной к поплавку.

Количество герконов ограничено емкостью сигнального кабеля и наличием свободных выводов микроконтроллера. В макете устройства использован кабель STP (Shielded twisted pair) - экранированная витая пара и микроконтроллер ATtiny2313A. Емкость кабеля - 8 проводников- позволила подключить 7 герконов.

Рисунок 4.
Конструкция датчика уровня жидкости.
 

Схема электрическая принципиальная.

Схема электрическая принципиальная устройства показана на рисунке 5.
Обработку сигналов с датчика уровня жидкости осуществляет микроконтроллер U1 ATtiny2313A.
Сигналы поступают через разъем XP2на порт PINB. Микроконтроллер обрабатывает прерывания изменения уровня на ножкахPINB0..1 и PINB3..7 и в случае замыкания на землю любого из указанных выводов определяет и запоминает последний замкнутый контакт. Замкнутый контакт геркона соответствует одному из семи уровней жидкости.

Далее, вычисленный уровень жидкости отображается на LED-индикаторе  (VD1..7) – светится светодиод соответствующего уровня и все светодиоды нижних уровней. Резисторы R4..R10 ограничивают ток светодиодов. В случае, если поступил сигнал последнего (седьмого) уровня, то все семь светодиодов начинают прерывисто мигать с интервалом 0.5 секунды и раздается прерывистый сигнал пьезокерамического излучателя HA1.

Пьезокерамический излучатель на седьмом уровне издает 100 бипов и отключается, при этом семь светодиодов продолжают прерывисто мигать до изменения уровня жидкости или отключения устройства. Транзистор VT1 управляет пьезокерамическим излучателем HA1. Резисторы R2..R3обеспечивают режим работы транзистора VT1.

Устройство питается от источника постоянного стабилизированного напряжения 5 Вольт. Конденсаторы C1 и C2 предназначены для защиты цепей питания от перепадов напряжения и импульсных помех. Резистор R1 и конденсатор С3 обеспечивают сброс микроконтроллера при включении.

Фьюзы микроконтроллера должны иметь следующие значения 0xFF, 0xDF, 0xE4 (Extended, High, Low).

Рисунок 5.
Схема электрическая принципиальная.

Конструкция исполнительного устройства.

Устройство выполнено в корпусах, устанавливаемых на DIN-рейку (рисунок 6).

Рисунок 6.
Конструкция устройства.

В корпусе на заднем плане размещен индустриальный стабилизированный источник питания 110-230VAC/5VDC1A. Разъемы: 110-230VAC, 5VDC.

В корпусе на переднем плане размещено исполнительное устройство. Разъемы: XP2 (PLS8) – подключение сигнального кабеля от датчика уровня жидкости, XP1 (PLS2)–питание 5VDC. Печатные платы устройства и светодиодного монитора показаны на рисунках 7 и 8. Плата светодиодного монитора припаивается к плате устройства.

Рисунок 7.
Схема электрическая принципиальная.

Рисунок 8.
Печатная плата светодиодного монитора.

В архиве.

SepticSignals.c – исходник на Си.
SepticSignals.hex - прошивка.
SepticSignals.dch – схема устройства в DipTrace.
SepticSignals.dip – печатная плата устройства в DipTrace.
SepticSignals_Panel.dip - печатная плата светодиодного монитора в DipTrace.


Архив для статьи