Дистанционное управление насосом

Дистанционное электронное управление различными исполнительными устройствами — перспективное направление в радиотехнике, которое не теряет своей актуальности и сегодня. Вот одна реальная ситуация. Требуется автоматизировать подачу воды в дом, баню или другие строения приусадебного участка с помощью дистанционного управления. Дом находится на расстоянии 100... 150 м от деревенского колодца. Включение и отключение погружного насоса, установленного в колодце, осуществляется по радиоканалу. В основе устройства приобретённый в магазине Санкт-Петербурга беспроводной звонок с символической стоимостью 192 рубля.

Дистанционное управление насосом Беспроводные звонки промышленного изготовления могут иметь различный внешний вид (фото 1), но в их составе обязательными элементами являются пульт-передатчик и приёмник радиосигнала. Как правило, такие беспроводные звонки работают на частоте 433 МГц и из-за очень малой мощности передатчика не создают помех и не влияют на работу другой бытовой техники.

Однако заявленная в паспортных данных дальность действия таких звонков почти всегда сильно завышена, иногда в 2,5 .3 раза. Так, если заявленная (указанная в паспорте) дальность составляет, например, 80 м, то реальная дистанция уверенного срабатывания звонка скорее всего будет не более 30 м. С увеличением же паспортной дальности всегда пропорционально возрастает и их цена. Например, беспроводной звонок с радиусом работы 100 м (реально — около 35 м) стоит уже более 1100 руб.

По сути, все равно, какой звонок использовать, так как его реальную «дальнобойность» практически всегда можно увеличить как минимум раза в 1,5...2, подключив внешнюю антенну. Поэтому рассмотрим самые «бюджетные» и простые варианты. Антенну приёмника трогать не стоит, поскольку на частоте радиосигнала 433 МГц увеличение её длины не приводит к существенному росту дистанции уверенной работы связки передатчик-приёмник.

Дистанционное управление насосом На фото 2 представлены две разные по внешнему виду модели, но одинаковые по схемотехнике приёмники звонков со снятой крышкой. Схема у них одна, а исполнение — разное. В частности, тот, что на фото 2 слева — собран на дискретных элементах, а тот, что справа — на элементах в SMD-корпусах для поверхностного монтажа.


Дистанционное управление насосом На рис. 1 приведена схема приёмника одного из самых простых и дешёвых беспроводных звонков. Вывод 10 микросхемы U1 имеет активный высокий уровень при поступлении радиосигнала с пульта-передатчика (когда у него нажата кнопка). Выводы 11 и 12 U1 наоборот имеют высокий уровень в состоянии покоя и низкий логический уровень — при поступлении от пульта-передатчика сигнала управления. Оба этих сигнала можно использовать для управления различными устройствами, если к приёмнику подключить несложную приставку.

ДОРАБОТКА ПРИЁМНИКА БЕСПРОВОДНОГО ЗВОНКА

Для того, чтобы устройство дистанционного управления насосом работало эффективно, например, при первом нажатии на кнопку пульта-передатчика подключало насос к сети 220 В, а при повторном нажатии — отключало его, потребуется собрать несложное устройство и подключить его к готовой плате приёмника беспроводного звонка. На рис. 2 приведена схема такого устройства, позволяющего включить и выключить насос, не прокладывая дополнительных проводов.

Дистанционное управление насосом Погружной насос подключён параллельно лампе накаливания EL1, которая является световым индикатором. (Благодаря этому можно на расстоянии убедиться в том, что команда от передатчика получена, дистанционное устройство сработало, а насос включился.) Плату дополнительного устройства (рис.2) подключают к плате приёмника радиозвонка (рис.1) неэкранированными проводами типа МГТФ-0,4 (или аналогичными). При этом общий провод приставки подключают к минусу питания приёмника, а вход микросхемы DD1.1 (К1561ТМ2) к выводу 10 микроссхемы CD4069BD (в некоторых моделях — D4069UBC). Чтобы во время передачи сигнала управления не включался мелодичный звонок, достаточно отпаять один из проводников, ведущих к динамическому капсюлю.

Работает схема дополнительного устройства следующим образом. При включении питания в первый момент времени на вход R триггера DD1.1 благодаря разряженному конденсатору С2 поступает высокий логический уровень, который обнуляет триггер и на его прямом выходе Q (вывод 1 микросхемы DD1.1) устанавливается низкий логический уровень. Поэтому транзистор VT1 закрыт, реле К1 обесточено, лампа EL1 не горит, насос не работает.

Примерно через треть секунды после включения конденсатор С2 зарядится почти до напряжения питания и уровень на входе R триггера (вывод 4 DD1.1) изменится на низкий. Теперь он готов к приёму сигналов ло тактовому входу С, имеющему, как следует из схемы, низкий исходный уровень.

Когда с пульта-передатчика в эфир передаётся радиосигнал, он принимается приёмником звонка и на выводе 10 микросхемы U1 появляется высокий логический уровень, который поступает на вход С микросхемы DD1.1 дополнительного устройства. Вследствие этого триггер перебрасывается в другое устойчивое состояние — теперь на его прямом выходе Q (вывод 1 DD1.1) появляется высокий уровень напряжения. Транзистор VT1 включает реле К1, а его контакты в свою очередь замыкают электрическую цепь питания осветительной лампы EL1 и погружного насоса. В таком состоянии триггер может находиться сколь угодно долго, вплоть до прихода следующего положительного фронта импульса на вход С (следующего нажатия клавиши пульта-передатчика), который переключит триггер в исходное состояние. При этом осветительная лампа EL1 погаснет, а насос отключится.

Максимальная мощность нагрузки (насоса), которую можно подключить к данному устройству дистанционного управления, зависит от параметров электромагнитного реле К1 и для реле типа РЭС35 не должна превышать 350 Вт.

Все детали приставки легко размещаются на плате размерами 30x40 мм, которую вместе с соединительными проводами помещают в штатный корпус приёмника звонка в отсек для элементов питания. Для уменьшения электрических помех желательно, чтобы провода, соединяющие устройство с источником питания и идущие от реле К1 к насосу, имели сечение не менее 1,5 мм2 и были минимально возможной длины.

Постоянные резисторы — типа МЛТ-0,25 (MF-25). Оксидные конденсаторы — типа К50-26 на рабочее напряжение не менее 16 В. Остальные неполярные конденсаторы — типа КМ-6Б. Микросхема DD1 — типа К1561ТМ2, её можно заменить К561ТМ2 без ущерба для эффективности работы. Можно использовать и триггер К561ТМ1, но в этом случае придётся внести в схему соответствующие изменения. Транзистор VT1 — полевой типа КП540А с большим входным сопротивлением. Это позволяет минимизировать нагрузку на выход триггера микросхемы DD1, Вместо КП540А можно применить полевой транзистор любой из серии КП540 или его зарубежные аналоги BUZ11, IRF510, IRF521.

Реле К1 можно заменить на РЭС43 (исполнение РС4.569.201) или другое, рассчитанное на напряжение срабатывания

4...4,5 В и ток 10...50 мА. Устанавливать в устройство реле с током срабатывания более 100 мА нежелательно. Светодиод HL1 — любой, с его помощью удобно контролировать срабатывание реле. При необходимости элементы HL1 и R3 из схемы можно исключить. Дополнительный включатель SA1 позволяет управлять насосом вручную.

В базовом варианте приёмник звонка питается от двух пальчиковых элементов по 1,5 В. Но при использовании звонка в составе дистанционного управления насосом для его питания лучше использовать сетевой стабилизированный источник питания с напряжением 5 В. Ток потребления от источника питания приёмного узла не превышает 10 мА в режиме ожидания и увеличивается до 50 мА при срабатывании реле. Для других типов реле ток потребления может иметь другое значение. Повышать напряжение питания приёмного узла до 12 В и более не стоит, так как дальность уверенной связи с пультом-передатчиком при этом не увеличится. Оптимальное напряжение питания приемника — 5...Э В.

Дистанционное управление насосом ДОРАБОТКА ПУЛЬТА-ПЕРЕДАТЧИКА БЕСПРОВОДНОГО ЗВОНКА

Пульт-передатчик беспроводного звонка размещен в корпусе размером со стандартный спичечный коробок. Его электрическая схема приведена на рис.3

3. В доработке схемы пульт-передатчик не нуждается. Чтобы не менять раз в год батарею, для питание передатчика использован адаптер типа ТВ-182-С с выходным стабилизированным напряжением 12 В и током 0,5 А.

Для увеличения дальности работы к контакту антенны на печатной плате с помощью отрезка провода МГТФ-0,8 (или аналогичного) подсоединяют телескопическую штыревую антенну от любого переносного радиоприёмника. В крайнем случае можно использовать в качестве внешней антенны аналогичный можно многожильный провод длиной 35...40 см, распушив (как лепестки цветка) на конце его тонкие проводники (диаметр расходящихся лепестков 6...8 см). Но такая импровизированная антенна работает заметно хуже телескопической. Наибольшая дальность работы с телескопической антенной будет в том случае, когда она выдвинута примерно на 35...40 см.

Дистанционное управление насосом


Оригинальный и модернизированный пульты передатчика представлены на фото 3. С телескопической антенной удаётся увеличить реальную «дальнобойность" пульта-передатчика до 200 м при условии прямой видимости.

А.Кашкаров, г. Санкт-Петербург
По материалам журнала "САМ"
  • Макетная плата
  • Как создать антенну для адаптера Bluetooth, увеличение дальности приема
  • Импульсный трансформатор своими руками
  • Аккумулятор для мобильника в компьютере