В этом материале мы покажем, как сделать сигнализатор протечек воды из компонентов, входящих в обучающий набор NR03 «Основы схемотехники» из серии «Азбука электронщика», выпускаемый компанией Мастер Кит.
Этот набор предназначен для практического обучения электронике на простых примерах и схемах.
В набор входит более 100 настоящих электронных компонентов (резисторов, конденсаторов, транзисторов, диодов и т.п.), а также макетная плата для беспаечного монтажа, и брошюра с описанием компонентов и пятнадцати электронных схем, использующих эти компоненты.
Мы неоднократно утверждали, что многие из описанных в пособии схем имеют практическое применение. Так, например, в схеме №9 описан очень простой датчик уровня воды, сигнализирующий громким звуком при погружении в воду двух проволочных электродов. Датчик построен всего на 4-х деталях, включая батарейку.
Наш сигнализатор, конечно, не будет претендовать на промышленное применение, но вполне подойдет для обучения и годится для домашнего применения.
Принципиальная и монтажная схемы датчика:
В режиме ожидания, когда между электродами находится воздух, сопротивление которого весьма высоко, транзистор VT1 закрыт (условно можно считать, что его нет в схеме), и на зуммер со встроенным генератором В1 напряжение питания не подается. Если же электроды погрузить в воду, которая неплохо проводит электрический ток, то транзистор откроется (то есть, замкнет цепь питания зуммера от батареи), и зуммер начнет издавать звук до тех пор, пока электроды погружения в воду. Резистор R1 служит для ограничения открывающего транзистор тока, для того, чтобы транзистор при этом не сгорел. Поскольку в «дежурном» состоянии схема почти не потребляет ток, то батарейки хватит надолго.
Мы будем конструировать прибор, исходя из того, что вытекающая вода (например, из стиральной машины, места соединения труб, под раковиной) скапливается на полу. Это место может быть скрыто под разными предметами, поэтому звуковая сигнализация будет вполне оправдана.
Компоненты монтируются на макетную плату за одну минуту!
Но для реального применения хорошо бы иметь корпус для устройства. Для изготовления корпусов небольшого размера в единственном экземпляре или небольшом количестве есть почти идеальный инструмент – 3D-принтер. Компания Мастер Кит разработала и выпускает несколько моделей 3D-принтеров. Среди них есть недорогой набор для самостоятельной сборки 3D-принтера MC7 Prime mini. Он состоит всего из 11 пластиковых деталей, набора направляющих и механических деталей, электроники и крепежа. Принтер собирается менее, чем за час; еще час вы потратите на подключение и настройку. Всего два часа - и вы имеете универсальный инструмент для изготовления пластиковых изделий для дома, быта и хобби. MC7 Prime mini очень прост в сборке и эксплуатации, но, вместе с тем, обладает большинством возможностей своих более солидных собратьев.
Итак, сначала нарисуем корпус в свободно распространяемом 3D-редакторе от Google, который называется SketchUp. Его русифицированную версию можно скачать с сайта www.sketchup.com/ru. Последняя версия на момент написания статьи называется SketchUpMake и работает под управлением операционной системы не младше Windows 7.
Мы хотим сделать корпус с крышкой, который можно положить на пол в месте возможной протечки. В корпус должна помещаться макетная плата с батарейкой. Из корпуса должны выходить два электрода, которые будет замыкать вода, а в крышке должны быть отверстия для выхода звука. Крышка должна сниматься для замены батарейки. Вот такое техническое задание.
Измерив необходимые размеры макетной платы, приступим к конструированию корпуса.
Нарисованные детали экспортируем в STL-файл, который «понимает» программа управления 3D-принтером, которая называется Repetier Host. Так же, как и прошивка, работающая в микроконтроллере принтера, эта программа распространяется свободно.
Наш принтер MC7 доработан: он оснащен подогреваемым столом, что позволяет печатать как пластиками типа PLA, так и типа ABS, а также символьным дисплеем и считывателем SD-карты, что позволяет использовать принтер автономно без подключения к компьютеру. Для этого следует сохранить на SD-карте G-код, генерируемый слайсером (программой, которая «нарезает» объемную фигуру ), входящим в Repetier Host. Доработки несложные, они вполне под силу даже начинающим 3D-печатникам, и предоставляют весьма полезные дополнительные возможности.
Теперь соберем конструкцию. Макетная плата укладываем в коробку, электроды выпускаем через отверстия в корпусе, располагаем их под дном коробки и фиксируем в отверстиях с другой стороны корпуса. Накрываем коробку крышкой. Готово!
Проведем эксперимент. Кладем наше устройство на поверхность и наливаем немного воды. Есть звуковой сигнал! Теперь мы будем вовремя предупреждены о протечке.
Маленькое видео (смотрите со звуком):
