Elektor10.qxd

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Editorial items appearing on pages 28, 29 are the copyright property of © Segment B. V. Beek, The Netherlands, 1998, which reserves all rights.

Opisano  już  wiele  precyzyjnych  mierników
temperatury, wysokości, światła. Ale dotych−
czas  nie  pojawił  się  żaden  precyzyjny  mier−
nik  poziomu  wody  deszczowej  w ciemnym
zbiorniku, tak potrzebny tym, którzy chcieli−
by  wykorzystać  wodę  z opadów.  Prezento−
wane dotąd mierniki opierają się na pomiarze
rezystancji,  co  nie  nadaje  się  do  pomiarów
poziomu deszczówki, która z zasady ma bar−
dzo zmienną wartość pH.

Poza tym wystarczy kilka tygodni, by pod

wpływem  kwaśnej  deszczówki  miedziane
elektrody  pomiarowe  pokryły  się  warstwą
żółtego  nalotu  soli  miedzi.  Takie  niebezpie−
czeństwo nie występuje w przypadku opisa−
nego  systemu,  który  pozwala  w sposób  cią−
gły i z dużą precyzją mierzyć zdalnie poziom
wody w zbiorniku deszczówki (i nie tylko).

Dobry miernik poziomu nie opiera swego

działania  na  przepływie  prądu  (stałego  lub
dla zapobieżenia elektrolizie zmiennego bądź
impulsowego) przez ciecz. Zamiast tego son−
da  sprawdza  poziom  cieczy  na  drodze  me−
chanicznej!  W ten  sposób  możliwy  jest  też
pomiar  poziomu  cieczy  nieprzewodzących,
jak  na  przykład  oleju  opałowego.  System,
pokazany na rysunku 1, jest względnie pro−
sty i ma następujące zalety:
− łatwy odczyt ciągły, na przykład za pomocą
miernika wskazówkowego,
−  możliwość  dołączenia  kilku  wskaźników
w postaci  mierników  cyfrowych  w różnych
miejscach,
−  bardzo  mały  pobór  mocy  (przykładowo
5mA przy  12V,  co  daje  0,06W)  także  przy
pracy ciągłej,
−  duża  dokładność  i powtarzalność  wskazań
(niezależnie  od  stopnia  zanieczyszczenia
i pH wody, oleju, itp.),
−  jednoczesne  wskazywanie  kierunku  zmian
(napełnianie, opróżnianie),
− łatwa kalibracja, możliwa także bez obecno−
ści cieczy.

System pomiarowy zawiera potencjo−

metr, na którego osi zamocowane jest plasti−
kowe koło zębate. Z kołem współpracuje de−
likatny nierdzewny łańcuch metalowy lub
z tworzywa sztucznego. Na jednym końcu
łańcucha umocowany jest pływak (w najpro−
stszym przypadku słoik z zakrętką), na dru−

gim przeciwwaga. Masa przeciwwagi po−
winna być mniej więcej równa połowie ma−
sy pływaka, by łańcuch był stale lekko na−
pięty.

Przy zmianach poziomu cieczy koło zęba−

te  i oś  potencjometru  będą  się  obracać.  Jak
widać  na  rysunku  2,  wskazanie  miernika
wskazówkowego  zależy  od  ustawienia  po−
tencjometru pomiarowego (2k

Ω, precyzyjny,

10−obrotowy). Spadek napięcia na potencjo−
metrze będzie proporcjonalny do poziomu
cieczy. Dokładność wskazań zapewni też
2,5−woltowy stabilizator 78L02.

Dołączony

wskaźnik

zakresie

0...100

µA wykorzystywany jest tu raczej ja−

ko woltomierz niż amperomierz. Wartość
100

µA odpowiada całkowitemu napełnieniu

zbiornika.  Dzięki  dużej  oporności  gałęzi
z miernikiem  (P2,  R1,  M1),  płynący  prąd
nie  przekracza  0,1mA,  co  umożliwia  dołą−
czenie  dodatkowego  wskaźnika  w postaci
multimetru  cyfrowego.  Poza  tym  małe  ob−
ciążenie 2−kiloomowego potencjometru po−
miarowego  P1  rezystancją  5...10−krotnie
większą pomaga zachować liniowość wska−
zań. Do oporności R1 dodaje się rezystancja
wskaźnika (około 1k

Ω) i rezystancja części

aktywnej  potencjometru  P2.  Maksymalne
wychylenie  wskaźnika  M1  ustawia  się  jed−
norazowo za pomocą P2 przy górnym poło−
żeniu pływaka. 10−kiloomowy potencjometr
P2 może być po takiej kalibracji zastąpiony
dobranym  rezysto−
rem.  Średnica  koła
zębatego  d (typowo
40mm,  50mm  albo
60mm)  przy  zasto−
sowaniu  10−obroto−
wego  potencjome−
tru  wyznacza  ma−
ksymalną  różnicę
poziomów  cieczy
h (dla  potencjome−
tru  10−obrotowego
h=10*

π*d).

Dla

wspomnianych  kół
zębatych  daje  to
wysokości  125cm,
157cm i 188cm. Po−
tencjometr

powi−

nien być zamocowany do solidnego wysię−
gnika za pomocą kątownika aluminiowego.
Plastikowe koło zębate ma być wciśnięte na
oś potencjometru (6,35mm), po rozwierce−
niu otworu ze średnicy 4 na 6mm. „Brakują−
ce“ 0,35mm zapewni trwałe połączenie koła
z potencjometrem.

W. Zeiller

Precyzyjny miernik poziomu cieczy

*Patrz tekst

Pełny

Pusty

Elektor w EdW

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

przetwornica

12/24V o mocy do
36W

ma sprawność

około 90%. W układzie
wykorzystane  są  popu−
larne  i niedrogie  ele−
menty.  Najbardziej  eg−
zotycznymi  elementa−
mi są tu tranzystor MO−
SFET i diody  Schott−
ky’ego.  Właśnie  dzięki
nim  parametry  tech−
niczne są znakomite.

Jako

przełącznik

pracuje szybki tranzy−
stor T8 – popularny
MOSFET

mocy

BUZ11,  który  ma  dość
dużą  pojemność  wej−
ściową.  Dlatego  bram−
ka jest sterowana za po−
mocą  dwóch  szybkich
tranzystorów w.cz. (T5,
T6) w układzie przeciwsobnym. Zapewnia to
szybkie włączenie i wyłączenie T8, a tym sa−
mym  redukuje  straty.  Dioda  Schottky’ego
D2 przyspiesza wyłączanie i tym samym od−
grywa  ważną  rolę  w uzyskaniu  wysokiej
sprawności.

Przebieg przełączający wytwarzany jest

przez zwykły multiwibrator, zawierający ele−
menty T1, T2, R1...R4, C1...C3. Między
multiwibratorem a stopniem mocy włączony
jest wzmacniacz różnicowy, który stabilizuje
napięcie 24V. Cewka L2 jest zwyczajną cew−
ką toroidalną o indukcyjności 65

µH. Cewkę

powietrzną L1, która jest częścią filtru wyj−
ściowego, można nawinąć samemu. Wystar−
czy nawinąć na 10−mm wiertle 25 zwojów
drutu o średnicy 0,5mm. Dzięki dużej spraw−

ności straty mocy T8 nie przekraczają 3,6W,
więc wystarczy mały radiator, np. o oporno−
ści cieplnej 10K/W. W 12−woltowym obwo−
dzie zasilania powinien być umieszczony
szybki bezpiecznik 3,5A.

Po zbudowaniu, a przed wykorzystaniem,

potrzebna  jest  regulacja.  Od  współczynnika
wypełnienia przebiegu z multiwibratora zale−
ży  wypadkowa  sprawność  przetwornicy.
Zmiana  wartości  C3  pozwoli  naleźć  właści−
we wypełnienie przebiegu.

Wartości pozostałych elementów nie są

krytyczne. Indukcyjność L2 może być nieco
inna,  byleby  cewka  wytrzymała  prąd  5A.
5−amperowa  dioda  Schottky’ego  D3  może
być dowolnego typu, podobnie jak tranzystor
MOSFET T8  (BUZ11,  BUZ20,  BUZ100,
itd.).

G. Baars

Przetwornica podwyższająca

Wykaz elementów

Rezystory

R11,,R

R22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..6688kk

Ω

R33,,R

R44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11,,22kk

Ω

R55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22kk

Ω

R66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33,,33kk

Ω

R77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1155kk

Ω

R88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

R99 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77kk

Ω

R1100 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..66,,88kk

Ω

Kondensatory

C11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700ppFF
C

C22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..227700ppFF
C

C33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3333ppFF
C

C44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF
C

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11000000

µµFF//1166VV

C66,,C

C77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700

µµFF//3355VV

Cewki

LL11 .. .. .. .. .. .. .. ..ppoow

wiieettrrzznnaa 2255zzw

w.. C

CuuLL 00,,55m

m,, śśrr..1100m

LL22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..6655

µµHH//55AA ttoorrooiidd..

Półprzewodniki

D11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ZZeenneerraa 1100V

D22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

ATT8855

D33 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..S

B665500 ((P

R774455))

TT11,,TT22,,TT55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BFF449944

TT33,,TT44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

C555577

TT66 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BFF445500 ((B

BFF445511))

TT77 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

C554477

TT88 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

UZZ1111 ((B

UZZ2200))

Inne

K11,,K

K22 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ZZaacciisskkii śśrruubboow

wee A

K22

Raaddiiaattoorr .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100K

K//W

Płłyyttkkaa ddrruukkoow

waannaa