4.4.7. Устройство сигнализации о наполнении ванны

Наполнение ванны требует времени. Чтобы не стоять и не ждать, когда она наполнится, сигнал «Ванна готова» можно вы­нести на дверь ванной комнаты с помощью описанного ниже устройства.

Для сигнализации можно выбрать два уровня наполнения ванны водой — «нижний», когда остается еще время без спешки перекрыть воду, и «верхний», максимально допустимый, при ко­тором подается несколько измененный сигнал.

Рис. 4.61. Простая схема электродов из трехжильного изолированного провода для кратковременного слежения за уровнем воды (защита от корро­зии не требуется)

Для слежения за уровнем воды необходимы по меньшей мере три электрода. Поскольку они включаются лишь на короткое время, достаточно изготовить их из кусков простого провода, с концов которого снимается изоляция на длину около 10 мм. Проводам придается форма, показанная на рис. 4.61, после чего полученный датчик закрепляют, например, пластырем на стенке ванны.

Для сигнального устройства может быть выбрана одна из уже оправдавших себя схем. На рис. 4.62 показан вариант на «дискретных» элементах с симметричным мультивибратором. Он представляет собой модификацию приведенного на рис. 4.12 генератора звуковой частоты, частота f колебаний которого может меняться за счет установки различных резисторов в цепях базы. Чем меньше сопротивление резистора, тем больше частота. Сопротивление системы «Вода-электроды» составляет около 10 кОм. Требование хорошей слышимости звука, соответствую­щего двум различным уровням воды, предполагает и наличие двух резисторов разного сопротивления в цепи базы, в обоих случаях суммируемых с этими 10 кОм.

Рис. 4.62. Двухтональный генера­тор, используемый для наблюдения за уровнем воды в ванне (при ис­пользовании n-р-n транзисто­ров необходимо поменять полярность цепи питания и выводы диода)

Рис. 4.63. Порядок подключения электродов к сигналь­ному устройству по рис. 4.62

Рис. 4.64. Устройство сигнализации о наполнении ванны, собранное на КМОП-микросхеме (справа внизу показана форма сигнала при подъеме воды до первого и второго уровней)

Рассматриваемое устройство отвечает этому требованию. До тех пор пока вода еще не достигла «нижнего» уровня, течет ток покоя, равный всего лишь примерно 3 мА. Он объясняется связью оконечного каскада с транзистором мультивибратора, на базу которого ток подается только при срабатывании всего устройства. Здесь вместо малогабаритного громкоговорителя с балластным резистором иногда достаточно телефонного капсюля или даже капсюля от слухового аппарата с внутренним сопротивлением от 50 до 200 Ом. Внешний потенциометр регулирования громкости может быть заменен постоянным резистором в соответствии с требуемой громкостью сигнала. Внезапно раздающийся более высокий звук оповещает о том, что вода достигла верхнего Уровня. При дальнейшем наполнении ванны водой частота этого сигнала еще более возрастает, усиливая эффект тревоги (порядок подключения электродов к сигнальному устройству показан на рис. 4.63).

Другая схема сигнального устройства, собранная на КМОП-микросхеме, имеет почти нулевой ток покоя (рис. 4.64). Она представляет собой уже многократно упомянутую здесь микро­схему, содержащую четыре логические ячейки И-НЕ (например, схема CD4011) и образующую схему сдвоенного мультивибра­тора, которая со стороны тактового генератора управляется тремя датчиками. При подъеме воды до нижнего уровня начи­наются колебания обоих типов: тактовый генератор запускает генератор звуковой частоты, который работает прерывисто — в соответствии с этими низкочастотными тактовыми импульсами. То есть на выходе микросхемы появляются «пакеты» звуковой частоты — хорошо слышимое «тикание». При подъеме воды до верхнего уровня тактовая частота заметно изменяется, при этом сначала раздается непрерывное звучание в течение нескольких секунд, пока не зарядится разделительный конденсатор, а затем подаются прерывистые сигналы более высокой частоты.

Схема этого устройства сигнализации предусматривает воз­можность «приема» проводами, ведущими к электродам, помехо-вых импульсов. Возможность появления таких помех ограничивает применение КМОП-микросхем. Однако в большинстве случаев такое устройство располагают вблизи ванны и лишь громкогово­ритель устанавливают там, откуда он хорошо слышен всюду. Иногда целесообразно установить даже два последовательно включенных телефонных капсюля или громкоговорителя. Кроме того, для этой цели пригодно любое универсальное устройство сигнализации с несколькими вводами.

В устройстве по схеме на рис. 4.62 транзисторы ГТ322Б можно заменить на КТ308Б, МП20Б на МП25Б, МП26Б, ГТ402Б. Диод Д226Г или Д226Д. Излучате­лем звуковых колебаний может быть капсюль микротелефона ДЭМ-4м.

В устройстве по схеме на рис. 4.64 могут быть использованы кремниевые диоды КД105Б, КД105В, КД105Г, Д220А, транзистор КТ315Г и интегральная микросхема К176ЛА7.