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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Wasserreiniger. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Haus, Haushalt, Hobby Wenn Sie frisches Wasser zum Kochen oder Trinken verwenden, empfiehlt es sich, dieses von eventuellen Verunreinigungen zu reinigen. Zu den mechanischen Verunreinigungen zählen Suspensionen (Sand, Ton, Rost usw.). Auf der Oberfläche von Wasserbecken kann sich ein Öl- oder Paraffinfilm befinden, der durch den Flusstransport oder durch Risse in der Erdkruste entsteht. Verunreinigungen tierischen Ursprungs entstehen als Abfallprodukte des Unterwasserlebens. Hochwertiges Wasser stammt aus artesischen Brunnen oder Bohrlöchern. Abgesehen von einer geringen Menge mechanischer Verunreinigungen enthält es in der Regel keine weiteren Einschlüsse. Artesisches Wasser für den Hausgebrauch wird aus einer Tiefe von bis zu 10 m entnommen. zum Trinken und Kochen – aus einer Tiefe von bis zu 100 m. Der Unterschied in der Qualität und im Geschmack des Wassers hängt von der Entfernung des Grundwasserleiters von der Erdoberfläche ab. Leitungswasser wird meist gechlort, um pathogene Bakterien zu entfernen, und mechanische Verunreinigungen werden gefiltert. Aber auch nach einer industriellen Vorbehandlung verbleiben Verunreinigungen im Wasser, die den Geschmack beeinträchtigen. Um die Wasserqualität zu verbessern, werden verschiedene zusätzliche Filter eingesetzt. Aus einer Plastikflasche mit abgeschnittenem Boden kann ein einfaches Wasserreinigungsgerät hergestellt werden. Die Flasche wird mit einer Klammer an einer geeigneten Stelle mit dem Hals nach unten befestigt, ein Beutel mit Holzkohle wird in die Flasche gelegt und medizinische Watte oder Zellulose darauf gestopft. Darunter wird ein Behälter zum Auffangen von sauberem Wasser aufgestellt. Nach und nach wird Wasser von oben in die Flasche gegossen und in Schichten aus Kohle und Watte von allen Arten von Sedimenten gereinigt. Filter werden geändert, sobald sie verwendet werden. Ein solches Gerät erfordert eine ständige, mühsame Zugabe von Wasser. Im Labor für Automatisierung und Telemechanik des DTT-Zentrums Irkutsk wurde ein Wasserreinigungsgerät entwickelt. Es umfasst ein elektronisches Reinigungsgerät mit Netzanschluss und einen Konverter für die Stromversorgung über die Autobatterie im Reisemodus. Zur Steigerung der Produktivität wird ein Industriereinigungsgerät „MAGIC-JET FILTER“ mit einer Pumpe „Magi-200“ mit einer Leistung von 5 W, einer Kapazität von 200 l/Stunde und einer Förderhöhe von 60 cm eingesetzt. Das Gerät umfasst a Netzbetriebene Pumpe und ein System aus Kohle- und Zellulosefiltern. Der elektrische Teil des Geräts ist vor Feuchtigkeit geschützt und kann sogar am Boden eines Tanks mit ungefiltertem Wasser installiert werden. Beim Reinigen wird dem Auffangbehälter Wasser über einen Schlauch mit einem Durchmesser von 6 mm zugeführt. In einer Betriebsstunde wird ein 200-Liter-Fass Wasser gereinigt, ohne dass der Pumpenmotor überhitzt. Die entwickelte Automatisierungsschaltung (Abb. 1) verbessert die Servicefähigkeiten des Geräts und bietet: automatische Abschaltung (basierend auf der Zeit, in der der Behälter gefüllt ist), Signalisierung der Notwendigkeit eines Filterwechsels, manuelle und automatische Einstellung der Zufuhrgeschwindigkeit des gefilterten Wassers, Einstellen der Pumpenbetriebszeit in Abhängigkeit vom Volumen des Vorlagebehälters.
Um die Pumpe bei gefülltem Behälter unter Berücksichtigung der Netzstromversorgung automatisch abzuschalten, werden aus Sicherheitsgründen keine Füllstandssensoren, sondern eine Laufzeitsteuerung eingesetzt (Pumpenleistung ca. 3 l/min). Mit einem Zeitrelais auf zwei Mikroschaltungen DD1 und DD2 können Sie Zeitintervalle berechnen – von 15 Minuten bis 2 Stunden. Um die Netzspannung galvanisch vom elektronischen Schaltkreis des Gerätes zu trennen, erfolgt der Befehl zum Ausschalten der Pumpe über den Optokoppler VU1. Als Schlüssel dient ein Verstärker auf Basis des Feldeffekttransistors VT1. Der Rechteckimpulsgenerator besteht aus zwei 2OR-NOT-Elementen der DD1-Mikroschaltung (DD1.1 und DD1.3). Die Generatorfrequenz wird durch die Näherungsformel bestimmt: f=0.44/RC; wobei f die Frequenz (in Kilohertz) ist; R ist der Gesamtwiderstand der Widerstände R1+R2 (in Kiloohm); C – Kapazität des Kondensators C3 (in Mikrofarad). Die minimale Frequenz des Generators beträgt 0,2 Hz, die maximale 4,4 Hz (ohne Widerstand R1). Die Generatorfrequenz ist unabhängig von Temperatur und Versorgungsspannung (im Bereich von 4 bis 15 V). Das Tastverhältnis der Impulse beträgt zwei. Das Element DD1.2 dient zum Zurücksetzen des Zählers DD2 im Automatikbetrieb. Beim Einschalten wird der Kondensator C2 entladen, an den Eingängen 8 wird ein Low-Pegel erhalten , der den Zähler DD9 am Eingang R zurücksetzt. Nach dem Laden des Kondensators C1.2 über den Widerstand R10 erscheint an den Eingängen von DD1.2 ein hoher Pegel, das Element schaltet und der niedrige Pegel an seinem Ausgang ermöglicht den Betrieb des Zählers DD2. Der DD2-Chip enthält einen asynchronen 14-Bit-Zähler. Der Zähler wird mit jeder negativen Taktflanke erhöht. Das Ausgangssignal wird vom Ausgang 013 (Pin 3 von DD2) abgenommen, obwohl jeder Ausgang von Q9 bis 013 verwendet werden kann, indem Änderungen am Betrieb des Generators vorgenommen werden. Bei einer Pulsfrequenz von 1,066 Hz erscheint eine Minute nach der Nullung eine „1“ an Pin 6 von DD2. Der Multivibrator an DD1.1 und DD1.3 stoppt, nachdem am Ausgang Q13 ein High-Pegel erscheint. Der Punktestand kann jederzeit durch Drücken der SB1-Taste zurückgesetzt werden. Die Kontokontrollanzeige erfolgt über die HL1-LED. Alle 8 Impulse leuchtet die LED auf, aber die nächsten 8 Impulse leuchten nicht. Die Dauer der Multivibratorimpulse wird durch den variablen Widerstand R1 eingestellt. Der Drehzahlregler des Pumpenelektromotors ist der DA1-Mikroschaltungs-Phasenleistungsregler. Es besteht aus zwei Thyristoren, einem Steuergerät und einem Thermoschutzgerät. Bei Überlastung und Überhitzung begrenzt die Mikroschaltung die Leistung in der Last. Die Pumpendrehzahl wird recht stufenlos geregelt, wenn die Spannung am Elektromotor zwischen 80 und 240 V liegt. Der niedrige Pegel von Ausgang 3 von DD2 während des Zählens überbrückt die Spannung des Teilers R5-R6, sodass der Feldeffekttransistor VT1 geschlossen ist. Im Drain-Kreis des Transistors fließt kein Strom, die LED des Optokopplers VU1 leuchtet nicht, daher ist der Kollektor-Emitter-Kreis des internen Transistors des Optokopplers hochohmig und umgeht den Widerstand R9 nicht. Der Phasenregler DA1 ist geöffnet und der Pumpenmotor läuft mit voller Leistung. Am Ende der Zählung erscheint an Pin 3 von DD2 ein hoher Pegel, der den Transistor VT5 über den Widerstand R1 öffnet. Die Optokoppler-LED schaltet sich ein und öffnet den internen Transistor, der die Pins 3 und 6 des DA1-Chips umgeht. Der Regler DA1 wird ausgeschaltet und die Last wird abhängig von der Kapazität des Kondensators C7 für eine gewisse Zeit allmählich stromlos. Auch nach dem Drücken der SB1-Taste schaltet sich die Pumpe sanft ein, was die Mechanik vor vorzeitigem Ausfall schützt. Die Pumpengeschwindigkeit wird durch den variablen Widerstand R9 reguliert. Es gibt praktisch keine Anpassungen in der Schaltung. Bei eingeschalteter Spannung funktioniert das Gerät nicht (die Pumpe dreht sich nicht, die HL1-LED leuchtet nicht). Die Arbeit beginnt mit dem Drücken der SB1-Taste „Reset“. Nach kurzem Drücken von SB1 leuchtet die LED auf und der Pumpenmotor beginnt sich zu drehen. Ein laufender Multivibrator soll am Ausgang 4 DD1.3 Impulse mit einer Dauer von 1 s erzeugen. Die Stromversorgung des Geräts erfolgt aus dem Netz über einen transformatorlosen Stromkreis mit einem Löschkondensator C5 über einen Gleichrichter mit Dioden VD2. VD3 und ein parametrischer Stabilisator an der Zenerdiode VD1. Stromverbrauch - nicht mehr als 2 mA. Die Versorgungsspannung der Mikroschaltungen sollte 15 V nicht überschreiten. Die Schaltung ist auf einer Platine mit den Abmessungen 115 x 45 mm aufgebaut (Abb. 2).
Das Gehäuse ist nicht viel größer als die Abmessungen der Platine. LED HL1. Auf der Frontplatte des Gerätes sind Taster SB1, Drehzahlregler R9 und Netzschalter SA1 mit Sicherung FU1 verbaut. Für den Anschluss der Pumpe steht eine spezielle Steckdose zur Verfügung, die sich an einem beliebigen Ort befindet. Beim Aufbau empfiehlt es sich, den Stromkreis aus Sicherheitsgründen über eine Laborquelle oder einen separaten Adapter (12 V/0,1 A) mit Strom zu versorgen. Literatur
Autoren: V. Konovalov, A. Vanteev, Irkutsk.
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