Устройство электронного прессостата.⁠⁠

Всех приветствую.

Надергал тут картинок из интернета. Теперь можно и написать.

После это картинки, в принципе, радиолюбители могут дальше не читать - и так понятно, что и как.

Остальным рассказываю.

Пресостат это прибор для преобразования давления в электрические сигналы. Раньше прессостаты были полностью механическими. Устроены просто, в герметичном корпусе размещалась тонкая резиновая мембрана, которая от избыточного давления прогибалась, давила на контакты которые замыкались или размыкались. В стиралке, прессостат используют для контроля уровня воды в баке. В нижней точке бака есть штуцер от которого идёт резиновый шланг к прессостату размещенному в верхней точке стиралки. Когда в бак набирается вода, она начинает давить на воздух в шланге, там повышается давление. И когда оно достигает определенной точки (а значит и соответствующему уровню воды в баке) пресостат переключается. Давление при котором переключается пресостат зависит от жёсткости пружины которая находится с обратной стороны мембраны. А жесткость пружины (которая в свою очередь зависит от степени ее сжатия) зависит от винта который вкручен в корпус пресостата и залит краской. Вот этим винтом и регулируется объем воды расходуемых на стирку. Бывают так называемые двухуровневые прессостаты. Там есть две группы контактов которые срабатывают при разных уровнях воды.

Все это касается механических прессостатов. В сети полно описаний и картинок.

А мы сегодня поговорим про электронный.

Механическая часть электронного пресостата устроена так же: мембрана, пружинка.

Только контактов тут нет. Мембрана при изменении давления толкает ферромагнитный "поршень", который двигается в катушке. Двигая ферромагнитный сердечник в катушке мы можем менять ее индуктивность. Получается переменная индуктивность, которая зависит от давления (водяного столба), а значит и от уровня воды в баке.

Осталось эту индуктивность измерить и фсе! Для этого используют преобразование индуктивности в частоту. Для этого из индуктивности (ну или катушки индуктивности или дросселя, поправят меня электрограмранаци) и конденсатора делают генератор.  Частота колебаний такого генератора зависит от величины индуктивности. И все вместе получается преобразователь давление-частота.  Самый точный способ измерения любых физических величин.

Теперь про реализацию. Как могли заметить самые наблюдательные, в нашем приборе стоит микросхема 74hc4060. Вот её примерная схема из даташита.

Она состоит из логических элементов для построения генератора и делителя частоты выходного сигнала генератора на фиксированные коэффициенты. Генератор можно построить как RC цепочка, на кварце, так и на LC, как в нашем случае.

Схема генератора примерно такая:

Где L1 и есть наша переменная индуктивность.

Таким образом, на прессостат подаётся питание 5 вольт (два контакта) и снимается сигнал, частота которого соответствует частоте генератора поделенного на 2048.

Когда я подключил этот прессостат к питанию и замерил выходную частоту у меня получилось от 45 до 59 герц. Что соответствует 0 - 400 мм водяного столба.

Самое приятное, то что эта частота не зависит от напряжения питания. Я подавал и 5 вольт и 3, частота была неизменной.

А дальше это сигнал подаётся на контроллер стиралки. Он измеряет частоту пересчитывает ее в литры воды и даёт команду клапану на набор воды.

Взяв такой прессостат, электроклапан и какую нидь ардуину можно запилить свой электронный унитазный бачок.