Einfache Pumpensteuerung und Schaltung - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Ein aktuelles Projekt bei der Arbeit erforderte, dass ich regelmäßig Wasser aus zwei Tanks ablasse. Da sich beide Tankabflüsse unter dem Niveau aller Abflüsse im Raum befinden, würde ich Eimer auffüllen und das Wasser manuell in die Abflüsse leiten. Bald wurde mir klar, dass ich einfach eine Pumpe in den Eimer stecken konnte, um das Wasser automatisch in den Abfluss zu pumpen, wenn die Tanks entleert wurden. Dies ist die Geschichte, wie mein Bruder und ich diese Aufgabe gelöst haben.

Schritt 1: Entwerfen des Systems

Als Pumpe habe ich eine sehr kleine Springbrunnenpumpe gewählt. Diese Pumpen funktionieren hervorragend, aber es fehlt ihnen ein Kontrollsystem, um sie einzuschalten, wenn der Wasserstand steigt, und, was noch wichtiger ist, sie abzuschalten, wenn das Wasser aus dem Eimer gepumpt wird. Da der von uns verwendete Eimer recht klein war (2-3 Gallonen), waren die meisten handelsüblichen Schwimmerschalter für das System zu groß. Auf amazon.com habe ich jedoch einige kleine Schwimmerschalter aus Edelstahl gefunden und einen bestellt. Wir haben den Schalter an die Pumpe angeschlossen und ausprobiert. Es schaltete die Pumpe ein, wenn Wasser in den Eimer gefüllt wurde, und schaltete die Pumpe auch aus, wenn der Wasserstand niedrig genug war. Wenn die Pumpe jedoch abschaltet, fließt das Wasser im Schlauch zurück in den Eimer und hebt den Schwimmer an, wodurch die Pumpe wieder eingeschaltet wird. Die Pumpe würde ständig ein- und ausschalten, was sie sehr schnell zerstören würde.

Ich habe ein bisschen online gegraben und die oben gezeigte relativ einfache Pumpensteuerungsschaltung gefunden. Dieses System verwendet zwei Niveaus von Schwimmerschaltern, ein 12-V-Relais und ein 120-V-Relais, um die Pumpe anzutreiben. Die Schwimmerschalter werden mit 12 V DC versorgt, die normalerweise geöffnet sind, wenn sie nicht schwimmen. Bei steigendem Wasserstand wird der untere Schwimmer (Float 1) angehoben und geschlossen. Dies sendet Strom an den gemeinsamen (COM) Pin des 12V-Relais. Da das Steuerkabel zum 120-V-Relais mit dem Schließerstift (NO) des Relais verbunden ist, fließt kein Strom durch das Relais und zum 120-V-Relais (Die Pumpe bleibt ausgeschaltet). Wenn der Wasserstand weiter ansteigt und der obere Schwimmerschalter (Float 2) schließt, wird die Spule des 12V-Relais mit Strom versorgt, wodurch die Verbindung zwischen den COM- und NO-Pins geschlossen wird. Jetzt kann Strom zum 120-V-Relais fließen, das die Pumpe erregt. An diesem Punkt würde die Pumpe abschalten, sobald der Wasserstand so weit gefallen ist, dass der obere Schwimmerschalter öffnet. Zwischen dem NO-Pin und der +-Seite der Relaisspule wird jedoch eine Rückkopplungsschleife hinzugefügt. Wenn der Wasserstand sinkt und der obere Schwimmerschalter öffnet, fließt weiterhin Strom durch den unteren Schwimmerschalter, durch die COM- und NO-Pins und zurück zur Relaisspule, wobei das Relais erregt und die Pumpe eingeschaltet bleibt. Wenn der Wasserstand so weit sinkt, dass der untere Schwimmerschalter geöffnet wird, wird dieser Stromkreis unterbrochen und die Pumpe schaltet ab. Da sich die beiden Schwimmer auf unterschiedlichen Niveaus befinden, schaltet das Wasser im Schlauch die Pumpe nicht ein, wenn es in den Tank zurückfließt, auch wenn der untere Schwimmerschalter schließt.

Schritt 2: Was wir verwendet haben

Wir haben die folgenden Elemente für diesen Build verwendet:

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1 Platine mit 4 Gewindeabstandshaltern und 8 Schrauben

1 Diode

4 zweipolige Schraubklemmen

1 12V Relais

1 120-V-Halbleiterrelais

1 zweistufiger Schwimmerschalter

1 12V DC-Netzteil

1 Brunnenpumpe

1 Großprojektgehege

Einige Kabelbinder

Zwei 1/4 Schrauben mit Muttern und Unterlegscheiben

4 Drahtlängen (16 Gauge wird funktionieren)

Schritt 3: Zusammenbau der Platine

Die Platine ist das Herzstück dieses Systems. Bevor Sie etwas an der Platine tun, werden die vier Abstandshalter daran befestigt.

Beginnen Sie mit dem Bohren eines kleinen Lochs direkt zwischen vier der vorhandenen Löcher in der Platine (irgendwo in der Nähe der Mitte der Platine). Dieses Loch muss groß genug sein, um den COM-Pin des 12V-Relais aufzunehmen.

Als nächstes muss die Diode gebogen, geschnitten und so in die Leiterplatte gelegt werden, dass sie über die Spulenstifte des Relais verbunden ist. Wir haben festgestellt, dass sich die Spulenstifte für unser Relais am Ende des Relais mit dem COM-Pin am nächsten befanden. Nach dem Einschieben der Diode in die Platine können die Drähte hinter der Platine so umgebogen werden, dass sie die Spulenstifte fast berühren. Dies hilft beim Löten alles zusammen.

Schließlich können die vier Schraubklemmen in die Platine um das Relais gelegt werden. Die Standorte dieser Terminals sind nicht kritisch. Wir haben die gezeigten Positionen gewählt, da sie die Verbindungen auf der Rückseite der Platine so sauber wie möglich machen.

Schritt 4: Löten der Platine

Wenn alles auf der Vorderseite der Platine montiert ist, kann die gesamte Platine vorsichtig umgedreht und die Schaltungen auf die Platine gelötet werden. Die einfachste Methode zum Erstellen der Löt-"Linien" besteht darin, jedem Verbindungspunkt entlang der "Linie" einen kleinen Tropfen Lötmittel hinzuzufügen und sie dann miteinander zu verbinden, um die Schaltung zu bilden.

Schritt 5: Vorbereiten des Gehäuses

Das Gehäuse muss vorbereitet werden, um die gesamte Elektronik unterzubringen. Erstens können mit einem Drehwerkzeug vier Löcher verbunden und ein quadratisches Loch in der Seite der Box gebildet werden, durch das das Netzkabel geführt wird. Wir haben auch acht Löcher in beide Enden des Gehäuses gebohrt. Diese Löcher können mit einer Trennscheibe verbunden werden, um Lüftungsschlitze im Gehäuse zu bilden. Diese Steckplätze sollen eine Überhitzung des Gehäuses verhindern, da es sowohl das 12-V-DC-Netzteil als auch das 120-V-Relais beherbergt.

Schritt 6: Sichern Sie die Stromversorgung im Gehäuse

Das 12-V-Netzteil wird am Gehäuse befestigt, indem Kabelbinder darum herum und durch strategisch platzierte Löcher im Boden der Box geführt werden.

Schritt 7: Versorgen Sie die Platine mit Strom

Das Kabel, das die 12-V-Stromversorgung (das 12-V-DC-Ende) verlässt, wird abgeschnitten (ca. 6 vom Netzteilkasten entfernt), wobei die beiden Drähte freigelegt, abisoliert und an ihren jeweiligen Schraubklemmen auf der Platine befestigt werden, kann die Platine am Gehäuse befestigt werden, indem 4 weitere Schrauben durch die Löcher im Gehäuse und in die Unterseite der Abstandshalter geschraubt werden.

Schritt 8: Hinzufügen des Halbleiterrelais zum Gehäuse

Das Solid-State-Relais (120-V-Relais) wird mit zwei 1/4"-Schrauben (1" lang) am Gehäuse befestigt, die durch den Boden des Gehäuses verlaufen und mit Muttern und Unterlegscheiben befestigt werden.

Schritt 9: Stromversorgung des Systems

Die Stromversorgung für die 12-V-Stromversorgung erfolgt über das Kabel der Springbrunnenpumpe, damit das gesamte System ein einziges Netzkabel verwenden kann. Etwa 1,5 der Isolierung wird am Pumpenkabel etwa 1 Fuß von der Pumpe entfernt abisoliert, wodurch die drei Drähte im Inneren freigelegt werden. Der weiße Draht wird abgeschnitten, da dieser vom Halbleiterrelais geschaltet wird. Ein kleiner Abschnitt des schwarzen Drahts sollte abisoliert werden (Beachten Sie, dass ich auch das grüne Kabel abisoliert habe, dies jedoch nicht tun musste und es wieder abkleben musste.) Ich habe auch das Kabel zum 12-V-Netzteil (das 120-V-Ende des Netzteils) bei. geschnitten etwa 1 Fuß von der Stelle entfernt, an der es an die Stromversorgung angeschlossen werden würde. Die beiden schwarzen Drähte in diesem Kabel werden getrennt und abisoliert.

Wie im zweiten Bild zu sehen ist, ist das eine schwarze Kabel, das zum Netzteil führt, an den freiliegenden Abschnitt des schwarzen Kabels des Pumpenkabels gelötet. Das zweite schwarze Kabel wird um das abgeschnittene weiße Kabel am Ende des Pumpenkabels von der Pumpe weg gewickelt (die Seite, an der es direkt von der Steckdose mit Strom versorgt werden kann). Lassen Sie diesen Draht vorerst ungelötet.

Zwei 16-Gauge-Drähte mit einer Länge von etwa 1 Fuß werden geschnitten, abisoliert und an den zwei geschnittenen weißen Drähten des Pumpenkabels befestigt. Diese Drähte werden zur 120-V-Seite des Halbleiterrelais geführt. Alle diese Verbindungen können nun gelötet werden, wobei alles so schön wie möglich aufgeklebt wird. Ich verwende gerne ein gummiertes Isolierband an der Außenseite solcher Verbindungen, da es eine sehr schöne wetterfeste Abdichtung erzeugt, die besser aussieht als normales Isolierband.

Schritt 10: Schließen Sie das Halbleiterrelais an

Die Verbindungen zum 120-V-Solid-State-Relais können nun hergestellt werden. Die beiden Drähte des Netzkabels werden an die 120-V-AC-Seite des Relais angeschlossen, wobei jedes Kabel zu jedem Anschlusspunkt geführt werden kann. Zwischen der Platine und dem 120-V-Relais werden zwei zusätzliche Drähte angeschlossen, wobei die Polarität dieser Anschlüsse wichtig ist.

Schritt 11: Installieren der Schwimmer und Anbringen ihrer Drähte an der Platine

Die Schwimmer werden durch ein 3/8 Loch in den Boden des Eimers eingebaut, das mit dem O-Ring, der mit den Schwimmern geliefert wurde, abgedichtet wird. Die vier Drähte von den Schwimmern werden mit den vier Anschlussschrauben auf der Platine verbunden. Sie Möglicherweise müssen Sie ein wenig experimentieren, um festzustellen, welche Schwimmerdrähte zu welchem Schwimmer gehören. Wir haben festgestellt, dass die beiden schwarzen Drähte für den unteren Schwimmer waren, während die roten für den oberen Schwimmer waren.

Schritt 12: Pumpen- und Testsystem installieren

Nachdem die Pumpe eingesteckt und am Boden des Tanks platziert wurde, kann das System durch Anheben der Schwimmer getestet werden. Wenn der untere Schwimmer angehoben wird, sollte die Pumpe ausgeschaltet bleiben, aber wenn sowohl der untere als auch der obere Schwimmer angehoben werden, sollte die Pumpe zu laufen beginnen. Wenn der obere Schwimmer freigegeben wird, sollte die Pumpe weiterlaufen, bis auch der untere Schwimmer freigegeben wird. Führen Sie diesen Test unbedingt schnell durch, da die Pumpe nicht für den Betrieb ohne Wasser im Tank ausgelegt ist.

Schritt 13: Fazit

Die fertige Pumpensteuerung wurde in weniger als einem Tag zusammengebaut und funktioniert wie erwartet. Ein ähnlicher Aufbau könnte für jedes Entwässerungssystem vom Sumpftyp verwendet werden.