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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Depuratore d'acqua. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Casa, casa, hobby Quando si utilizza l'acqua dolce per cucinare o bere, è consigliabile pulirla da eventuali impurità. Le impurità meccaniche includono sospensioni (sabbia, argilla, ruggine, ecc.). Sulla superficie dei bacini idrici può essere presente una pellicola d'olio o paraffina derivante dall'operazione di trasporto fluviale o da crepe nella crosta terrestre. Le impurità di origine animale nascono come rifiuti della vita sottomarina. L'acqua di alta qualità proviene da pozzi artesiani o pozzi trivellati. A parte una piccola quantità di impurità meccaniche, solitamente non contiene altre inclusioni. L'acqua artesiana per uso domestico viene prelevata fino a una profondità di 10 m. per bere e cucinare - da una profondità fino a 100 M. La differenza nella qualità e nel gusto dell'acqua dipende dalla distanza della falda acquifera dalla superficie della terra. L'acqua del rubinetto viene spesso clorata per rimuovere i batteri patogeni e le impurità meccaniche vengono filtrate. Ma anche dopo il trattamento industriale preliminare, nell'acqua rimangono impurità che ne riducono il gusto e per migliorare la qualità dell'acqua vengono utilizzati vari filtri aggiuntivi. Un semplice dispositivo per la purificazione dell'acqua può essere realizzato con una bottiglia di plastica con il fondo tagliato. La bottiglia viene fissata con una staffa in un posto comodo con il collo rivolto verso il basso, all'interno della bottiglia viene inserito un sacchetto di carbone e sopra viene imbottito un batuffolo di cotone medico o cellulosa. Sotto è posto un contenitore per la raccolta dell'acqua pulita. L'acqua viene versata gradualmente dall'alto nella bottiglia e viene purificata in strati di carbone e cotone idrofilo da tutti i tipi di sedimenti. I filtri vengono modificati man mano che vengono utilizzati. Un tale dispositivo richiede un'aggiunta noiosa e costante di acqua. Nel laboratorio di automazione e telemeccanica del Centro DTT di Irkutsk è stato sviluppato un dispositivo per la purificazione dell'acqua. Comprende un dispositivo elettronico di pulizia con alimentazione di rete e un convertitore per alimentarlo dalla batteria dell'auto in modalità viaggio. Per aumentare la produttività, viene utilizzata un'unità di pulizia industriale "MAGIC-JET FILTER" con una pompa "Magi-200" con una potenza di 5 W, una capacità di 200 l/ora e un'altezza della testa di 60 cm. pompa alimentata dalla rete elettrica e sistema di filtri a carbone e cellulosa. La parte elettrica dell'unità è protetta dall'umidità e può essere installata anche sul fondo di un serbatoio con acqua non filtrata. Durante la pulizia, l'acqua viene fornita al contenitore ricevente attraverso un tubo con un diametro di 6 mm. In un'ora di funzionamento viene pulita una botte d'acqua da 200 litri, senza surriscaldare il motore della pompa. Il circuito di automazione sviluppato (Fig. 1) migliora le capacità di servizio del dispositivo e fornisce: spegnimento automatico (in base al tempo di riempimento del contenitore), segnalazione della necessità di cambiare filtri, regolazione manuale e automatica della velocità di erogazione dell'acqua filtrata, impostazione del tempo di funzionamento della pompa in base al volume del serbatoio ricevente.
Per spegnere automaticamente la pompa quando il contenitore è pieno, tenendo conto della sua alimentazione di rete, per motivi di sicurezza non vengono utilizzati sensori di livello, ma un controllo del tempo di funzionamento (la portata della pompa è di circa 3 l/min). Un relè temporale su due microcircuiti DD1 e DD2 consente di elaborare intervalli di tempo - da 15 minuti a 2 ore. Per isolare galvanicamente la tensione di rete dal circuito elettronico del dispositivo, il comando di spegnimento della pompa passa attraverso il fotoaccoppiatore VU1. Come chiave viene utilizzato un amplificatore basato sul transistor ad effetto di campo VT1. Il generatore di impulsi rettangolare è realizzato su due elementi 2OR-NOT del microcircuito DD1 (DD1.1 e DD1.3). La frequenza del generatore è determinata dalla formula approssimativa: f=0.44/RC; dove f è la frequenza (in kilohertz); R è la resistenza totale dei resistori R1+R2 (in kilo-ohm); C - capacità del condensatore C3 (in microfarad). La frequenza minima del generatore è 0,2 Hz, la massima è 4,4 Hz (con resistenza zero R1). La frequenza del generatore non dipende dalla temperatura e dalla tensione di alimentazione (nell'intervallo da 4 a 15 V). Il duty cycle degli impulsi è due. L'elemento DD1.2 viene utilizzato per resettare il contatore DD2 in modalità automatica. All'accensione, il condensatore C2 è scarico, agli ingressi 8 D9 si ottiene rispettivamente un livello basso, all'uscita 1.2 DD10 è alto , che ripristina il contatore DD1.2 all'ingresso R Dopo aver caricato il condensatore C2 attraverso il resistore R2, agli ingressi DD3 appare un livello alto, l'elemento cambia e il livello basso alla sua uscita consente il funzionamento del contatore DD1.2. Il chip DD2 contiene un contatore asincrono a 14 bit. Il contatore viene incrementato ad ogni fronte negativo del clock. Il segnale di uscita viene prelevato dall'uscita 013 (pin 3 di DD2), sebbene qualsiasi uscita da Q9 a 013 possa essere utilizzata apportando modifiche al funzionamento del generatore. Con una frequenza di impulso di 1,066 Hz, un minuto dopo l'azzeramento, sul pin 1 di DD6 appare un “2”. Il multivibratore su DD1.1 e DD1.3 si ferma quando appare un livello alto sull'uscita Q13. Il punteggio può essere azzerato in qualsiasi momento premendo il pulsante SB1. L'indicazione del controllo dell'account viene effettuata sul LED HL1. Ogni 8 impulsi il LED si accende, ma gli 8 impulsi successivi non si accendono. La durata degli impulsi del multivibratore è impostata dal resistore variabile R1. Il regolatore di velocità del motore elettrico della pompa è il microcircuito DA1 - regolatore di potenza di fase. È composto da due tiristori, un'unità di controllo e un dispositivo di protezione termica. In caso di sovraccarico e surriscaldamento, il microcircuito limita la potenza nel carico. La velocità della pompa viene regolata in modo abbastanza fluido quando la tensione sul motore elettrico è compresa tra 80 e 240 V. Il livello basso dall'uscita 3 di DD2 durante il conteggio devia la tensione del divisore R5-R6, quindi il transistor ad effetto di campo VT1 è chiuso. Non c'è corrente nel circuito di drain del transistor, il LED del fotoaccoppiatore VU1 non si accende, quindi il circuito collettore-emettitore del transistor interno del fotoaccoppiatore ha un'elevata resistenza e non bypassa il resistore R9. Il regolatore di fase DA1 è aperto e il motore della pompa funziona a piena potenza. Alla fine del conteggio, sul pin 3 di DD2 appare un livello alto che apre il transistor VT5 attraverso il resistore R1. Il LED dell'accoppiatore ottico si accende e apre il transistor interno, che bypassa i pin 3 e 6 del chip DA1. Il regolatore DA1 viene spento e il carico viene gradualmente diseccitato per un tempo che dipende dalla capacità del condensatore C7. La pompa si accende dolcemente anche dopo aver premuto il pulsante SB1, che protegge la meccanica da guasti prematuri. La velocità della pompa è regolata dal resistore variabile R9. Non ci sono praticamente regolazioni nel circuito. Quando la tensione è accesa, il dispositivo non funziona (la pompa non ruota, il LED HL1 non si accende). Il lavoro inizia premendo il pulsante "Reset" dell'SB1. Dopo aver premuto brevemente SB1, il LED si accende e il motore della pompa inizia a ruotare. Un multivibratore in funzione dovrebbe produrre impulsi con una durata di 4 s sull'uscita 1.3 DD1. Il dispositivo è alimentato dalla rete utilizzando un circuito senza trasformatore con un condensatore di spegnimento C5 attraverso un raddrizzatore che utilizza diodi VD2. VD3 e uno stabilizzatore parametrico sul diodo zener VD1. Consumo corrente: non più di 2 mA. La tensione di alimentazione dei microcircuiti non deve superare i 15 V. Il circuito è assemblato su un circuito stampato con dimensioni di 115x45 mm (Fig. 2).
L'alloggiamento non è molto più grande delle dimensioni del circuito. LEDHL1. il pulsante SB1, il regolatore di velocità R9 e l'interruttore di alimentazione SA1 con fusibile FU1 sono installati sul pannello frontale del dispositivo. Per collegare la pompa viene fornita una presa speciale, che si trova in qualsiasi luogo conveniente. Durante la configurazione, si consiglia di alimentare il circuito da una fonte da laboratorio o da un adattatore separato (12 V/0,1 A) per rispettare le misure di sicurezza. Letteratura
Autori: V.Konovalov, A.Vanteev, Irkutsk.
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