Semplice controller e circuito della pompa: 13 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Un recente progetto al lavoro richiedeva di scaricare periodicamente l'acqua da due serbatoi. Poiché entrambi gli scarichi del serbatoio si trovano al di sotto del livello di tutti gli scarichi nella stanza, riempirei i secchi e trasferirei manualmente l'acqua negli scarichi. Presto mi sono reso conto che potevo semplicemente mettere una pompa nel secchio per pompare automaticamente l'acqua nello scarico ogni volta che i serbatoi venivano svuotati. Questa è la storia di come io e mio fratello abbiamo portato a termine questo compito.

Passaggio 1: progettazione del sistema

Per una pompa ho scelto una pompa per fontana molto piccola. Queste pompe funzionano alla grande, ma mancano di un sistema di controllo per accenderle quando il livello dell'acqua sale e, cosa più importante, spegnerle quando l'acqua viene pompata fuori dal secchio. Poiché il secchio che stavamo utilizzando era piuttosto piccolo (2-3 galloni), la maggior parte degli interruttori a galleggiante disponibili in commercio erano troppo grandi per il sistema. Tuttavia, su amazon.com ho trovato alcuni piccoli interruttori a galleggiante in acciaio inossidabile e ne ho ordinato uno. Abbiamo collegato l'interruttore alla pompa e l'abbiamo provato. Ha acceso la pompa quando l'acqua è stata aggiunta al secchio e ha anche spento la pompa quando il livello dell'acqua è sceso abbastanza. Tuttavia, quando la pompa si spegneva, l'acqua nel tubo rifluiva nel secchio e sollevava il galleggiante, riaccendendo la pompa. La pompa si accendeva e si spegneva costantemente, il che la distruggerebbe molto rapidamente.

Ho fatto un po' di ricerche online e ho trovato il circuito del controller della pompa relativamente semplice visto sopra. Questo sistema utilizza due livelli di interruttori a galleggiante, un relè da 12 V e un relè da 120 V per azionare la pompa. 12V DC vengono forniti agli interruttori a galleggiante, che sono normalmente aperti quando non sono flottanti. Quando il livello dell'acqua sale, solleva il galleggiante inferiore (Float 1) e lo chiude. Questo invia corrente al pin comune (COM) del relè 12V. Poiché il cavo di controllo al relè 120V è collegato al pin normalmente aperto (NO) del relè, la corrente non passa attraverso il relè e sul relè 120V (la pompa rimane spenta). Quando il livello dell'acqua sale ulteriormente e chiude l'interruttore a galleggiante superiore (Galleggiante 2), viene fornita corrente alla bobina del relè 12V, che chiude il collegamento tra i pin COM e NO. La corrente è ora libera di fluire al relè da 120 V, che eccita la pompa. A questo punto, la pompa si spegne non appena il livello dell'acqua scende al punto in cui si apre l'interruttore a galleggiante superiore. Tuttavia, viene aggiunto un circuito di feedback tra il pin NO e il lato + della bobina del relè. Quando il livello dell'acqua scende e l'interruttore a galleggiante superiore si apre, la corrente continua a fluire attraverso l'interruttore a galleggiante inferiore, attraverso i pin COM e NO e di nuovo alla bobina del relè, mantenendo il relè eccitato e la pompa accesa. Quando il livello dell'acqua scende abbastanza da aprire l'interruttore a galleggiante inferiore, questo circuito viene interrotto e la pompa si spegne. Poiché i due galleggianti si trovano a livelli diversi, l'acqua nel tubo non accende la pompa quando torna nel serbatoio, anche se il galleggiante inferiore si chiude.

Passaggio 2: cosa abbiamo usato?

Abbiamo utilizzato i seguenti elementi per questa build:

(Se usi i miei link ricevo una piccola commissione. Grazie)

1 circuito stampato con 4 distanziatori filettati e 8 viti

1 diodo

4 terminali a vite a due terminali

1 relè 12V

1 relè a stato solido da 120V

1 interruttore a galleggiante a doppio livello

1 alimentatore da 12 V CC

1 pompa per fontana

1 Recinto del progetto di grandi dimensioni

Alcune fascette

Due bulloni da 1/4 con dadi e rondelle

4 lunghezze di filo (va bene 16 gauge)

Passaggio 3: assemblaggio del circuito stampato

Il circuito è il cuore di questo sistema. Prima di fare qualsiasi cosa al circuito, i quattro distanziatori sono attaccati ad esso.

Inizia praticando un piccolo foro direttamente tra quattro dei fori esistenti nella scheda (da qualche parte vicino al centro della scheda). Questo foro deve essere abbastanza grande da ospitare il pin COM del relè da 12V.

Successivamente, il diodo deve essere piegato, tagliato e posizionato nel circuito in modo che si colleghi attraverso i pin della bobina del relè. Abbiamo scoperto che i pin della bobina per il nostro relè si trovavano all'estremità del relè con il pin COM più vicino ad esso. Dopo aver spinto il diodo nella scheda, i fili possono essere piegati dietro la scheda in modo che tocchino quasi i pin della bobina. Questo aiuterà a saldare tutto insieme.

Infine, i quattro morsetti a vite possono essere inseriti nella scheda attorno al relè. Le posizioni di questi terminali non sono critiche. Abbiamo scelto le posizioni mostrate in quanto rendono i collegamenti sul retro della scheda il più ordinati possibile.

Passaggio 4: saldatura della scheda

Con tutto assemblato sulla parte anteriore del circuito, l'intera scheda può essere accuratamente capovolta e i circuiti saldati sulla scheda. Il metodo più semplice per creare le "linee" di saldatura consiste nell'aggiungere una piccola goccia di saldatura a ciascun punto di connessione lungo la "linea" e quindi collegarli insieme per formare il circuito.

Passaggio 5: preparazione dell'allegato

La custodia deve essere preparata per alloggiare tutta l'elettronica. Innanzitutto, uno strumento rotante può essere utilizzato per collegare quattro fori e formare un foro quadrato sul lato della scatola, attraverso il quale passa il cavo di alimentazione. Abbiamo anche praticato otto fori in entrambe le estremità del recinto. Questi fori possono essere collegati utilizzando un disco di taglio per formare fessure di ventilazione nella custodia. Questi slot servono a prevenire il surriscaldamento dell'involucro poiché ospiterà sia l'alimentatore da 12 V CC che il relè da 120 V.

Passaggio 6: fissare l'alimentatore nella custodia

L'alimentatore a 12V è collegato alla custodia facendo passare delle fascette attorno ad essa e attraverso i fori strategicamente posizionati nella parte inferiore della scatola.

Passaggio 7: fornire alimentazione al circuito stampato

Il cavo che esce dall'alimentatore da 12 V (l'estremità da 12 V CC) viene tagliato (a circa 15 cm dalla scatola dell'alimentatore) con i due fili scoperti, spellati e fissati ai rispettivi terminali a vite sulla scheda del circuito. A questo punto, la scheda del circuito può essere fissata all'involucro avvitando altre 4 viti attraverso i fori nell'involucro e nella parte inferiore dei distanziatori.

Passaggio 8: aggiunta del relè a stato solido all'involucro

Il relè a stato solido (relè da 120 V) è fissato alla custodia mediante due bulloni da 1/4" (lunghezza 1"), che passano attraverso la parte inferiore della custodia e sono fissate con dadi e rondelle.

Passaggio 9: alimentazione del sistema

L'alimentazione per l'alimentatore a 12 V verrà prelevata dal cavo della pompa della fontana per consentire all'intero sistema di utilizzare un unico cavo di alimentazione. Circa 1,5 di isolamento viene rimosso sul cavo della pompa a circa 1 piede dalla pompa, esponendo i tre fili all'interno. Il filo bianco viene tagliato poiché verrà commutato dal relè a stato solido. Una piccola sezione di filo nero dovrebbe essere spellata (notare che ho anche spellato il filo verde, ma non ho avuto bisogno di farlo e ho dovuto riattaccarlo con del nastro adesivo). circa 1 piede da dove si collegherebbe all'alimentatore. I due fili neri all'interno di questo cavo sono separati e spogliati.

Come si vede nella seconda immagine, l'unico filo nero che porta all'alimentatore è saldato alla sezione esposta del filo nero del cavo della pompa. Il secondo filo nero è avvolto attorno al filo bianco tagliato all'estremità del cavo della pompa lontano dalla pompa (il lato in cui può ricevere energia direttamente dalla presa). Lascia questo filo dissaldato per il momento.

Due fili di calibro 16 di circa 1 piede di lunghezza vengono tagliati, spellati e attaccati ai due fili bianchi tagliati del cavo della pompa. Questi fili andranno al lato 120V del relè a stato solido. Tutte queste connessioni possono ora essere saldate con tutto il nastro nel modo più accurato possibile. Mi piace usare un nastro isolante gommato all'esterno delle connessioni come questo in quanto crea una chiusura a tenuta stagna molto bella che sembra migliore del normale nastro isolante.

Passaggio 10: collegare il relè a stato solido

È ora possibile effettuare i collegamenti al relè a stato solido da 120V. I due fili del cavo di alimentazione sono collegati al lato 120 V CA del relè, dove entrambi i cavi possono essere collegati a qualsiasi punto di connessione. Due fili aggiuntivi sono collegati tra la scheda e il relè 120V, con la polarità di questi collegamenti che è importante.

Passaggio 11: installazione dei galleggianti e collegamento dei loro fili al circuito stampato

I galleggianti sono installati sul fondo del secchio attraverso un foro da 3/8 , che è sigillato utilizzando l'o-ring fornito con i galleggianti. I quattro fili dei galleggianti si collegano alle quattro viti terminali sulla scheda del circuito. potrebbe essere necessario sperimentare un po' per determinare quali fili del galleggiante vanno a quale galleggiante. Abbiamo scoperto che i due fili neri erano per il galleggiante inferiore, mentre quelli rossi erano per il galleggiante superiore.

Passaggio 12: installazione della pompa e del sistema di test

Dopo che la pompa è stata collegata e posizionata sul fondo del serbatoio, il sistema può essere testato sollevandolo sui galleggianti. Quando il galleggiante inferiore viene sollevato, la pompa dovrebbe rimanere spenta, ma quando vengono sollevati sia il galleggiante inferiore che quello superiore, la pompa dovrebbe iniziare a funzionare. Quando viene rilasciato il galleggiante superiore, la pompa dovrebbe continuare a funzionare fino a quando non viene rilasciato anche il galleggiante inferiore. Assicurarsi di eseguire questo test rapidamente poiché la pompa non è progettata per funzionare senza acqua nel serbatoio.

Passaggio 13: Conclusione

Il controller della pompa completo è stato assemblato in meno di un giorno e funziona come previsto. Una configurazione simile potrebbe essere utilizzata per qualsiasi sistema di drenaggio del tipo a pozzetto.