Водоснабжение и водоотвод является неотъемлемой частью быта и производства. Практически каждый, кто занимался фермерским хозяйством или благоустройством быта, хоть раз сталкивался с проблемой поддержания уровня воды в той или иной емкости. Некоторые делают это вручную, открывая и закрывая задвижки, но намного проще и эффективнее использовать для этих целей автоматический датчик уровня воды.

Типы датчиков уровня

В зависимости от поставленных задач для контроля за уровнем жидкости используются контактные и бесконтактные датчики. Первые, как можно догадаться из их названия, имеют контакт с жидкостью, вторые получают информацию дистанционно, используя косвенные методы измерения – прозрачность среды, ее емкость, электропроводность, плотность и пр. По принципу действия же все датчики можно разделить на основных 5 типов:

1. Поплавковый.
2. Электродный.
3. Гидростатический.
4. Емкостный.
5. Радарный.

Первые три можно отнести к приборам контактного типа, поскольку они непосредственно взаимодействуют с рабочей средой (жидкостью), четвертый и пятый – бесконтактные.

Поплавковые сенсоры

Пожалуй, самые простые по конструкции. Представляют собой поплавковую систему, которая находится на поверхности жидкости. По мере изменения уровня поплавок движется, тем или иным образом замыкая контакты механизма контроля. Чем больше контактов находится по пути движения поплавка, тем точнее показания сигнализатора:

Принцип работы поплавкового датчика уровня воды в баке

Из рисунка видно, что показания индикатора такого устройства дискретны, а количество значений уровня зависит от числа выключателей. На приведенной схеме их два – верхний и нижний. Этого, как правило, вполне достаточно для автоматического поддержания уровня в заданном диапазоне.

Существуют поплавковые приборы и для непрерывного дистанционного контроля. В них поплавок управляет движком реостата, а уровень вычисляется исходя из текущего сопротивления. Такие устройства до недавнего времени широко использовались, к примеру, для измерения количества бензина в топливных баках автомобилей:

Устройство реостатного уровнемера, где:

• 1 – проволочный реостат;
• 2 – ползунок реостата, механически связанный с поплавком.

Электродные датчики уровня

Устройства этого типа используют электрическую проводимость жидкости и являются дискретными. Датчик представляет собой несколько электродов различной длины, погруженных в воду. В зависимости от уровня в жидкости оказывается то или иное количество электродов.

Трехэлектродная система датчиков уровня жидкости в резервуаре

На рисунке, приведенном выше, два правых датчика погружены в воду, а значит, между ними присутствует сопротивление воды – насос остановлен. Как только уровень опустится, средний датчик окажется сухим, а сопротивление цепи увеличится. Автоматика запустит насос подкачки. Когда емкость окажется заполненной, самый короткий электрод попадет в воду, его сопротивление относительно общего электрода уменьшится и автоматика остановит насос.

Вполне понятно, что количество контрольных точек несложно увеличить, добавив в конструкцию дополнительные электроды и соответствующие каналы контроля, к примеру, для аварийной сигнализации переполнения или пересыхания.

Гидростатическая система контроля

Здесь датчик представляет собой открытую трубку, в которой установлен сенсор давления того или иного типа. При увеличении уровня изменяется высота водяного столба в трубке, а значит, и давление на сенсор:

Принцип работы гидростатической системы контроля уровня жидкости

Такие системы обладают непрерывной характеристикой и могут использоваться не только для автоматического управления, но и для дистанционного контроля уровня.

Емкостный метод измерения

Принцип работы емкостного датчика с металлической (слева) и диэлектрической ванной

По сходному принципу работают и индукционные указатели, но в них роль сенсора исполняет катушка, индуктивность которой изменяется в зависимости от присутствия жидкости. Основным недостатком подобных устройств является то, что они годятся только для контроля за веществами (жидкости, сыпучие материалы и пр.), имеющими достаточно высокую магнитную проницаемость. В быту индуктивные сенсоры практически не используются.

Радарный контроль

Основное достоинство этого метода – отсутствие контакта с рабочей средой. Причем сенсоры могут отстоять от жидкости, уровень которой необходимо контролировать, достаточно далеко – метры. Это позволяет использовать датчики радарного типа для контроля за исключительно агрессивной, ядовитой или горячей жидкостями. О принципе работы таких датчиков говорит само их название – радарные. Прибор состоит из передатчика и приемника, собранных в одном корпусе. Первый излучает тот или иной тип сигнала, другой принимает отраженный и подсчитывает время задержки между отправленным и принятым импульсами.

Принцип работы ультразвукового сигнализатора уровня радарного типа

Сигналом в зависимости от поставленных задач может служить свет, звук, радиоизлучение. Точность таких сенсоров достаточно велика – миллиметры. Единственным, пожалуй, недостатком можно считать сложность радарного оборудования контроля и достаточно высокую его стоимость.

Самодельные регуляторы уровня жидкости

Благодаря тому, что некоторые из датчиков исключительно просты по конструкции, создать реле уровня воды своими руками совсем несложно . Работая совместно с водяными насосами, такие приборы позволят полностью автоматизировать процесс подкачки воды, к примеру, в дачную водонапорную башню или автономную систему капельного полива.

Поплавковый автомат управления насосом

Для реализации этой идеи используется самодельный герконовый датчик уровня воды с поплавком. Он не требует дорогостоящих и дефицитных комплектующих, прост в повторении и достаточно надежен. Прежде всего, стоит рассмотреть конструкцию самого сенсора:

Конструкция двухуровневого поплавкового датчика воды в баке

Он состоит из собственно поплавка 2, который закреплен на подвижном штоке 3. Поплавок находится на поверхности воды и в зависимости от ее уровня движется вместе со штоком и закрепленным на нем постоянным магнитом 5 вверх / вниз в направляющих 4 и 5. В нижнем положении, когда уровень жидкости минимален, магнит замыкает геркон 8, а в верхнем (бак полон) – геркон 7. Длина штока и расстояние между направляющими выбирается исходя из высоты водяного бака.

Осталось собрать устройство, которое будет автоматически включать и выключать насос подкачки в зависимости от состояния контактов. Схема его выглядит следующим образом:

Схема управления водяным насосом

Предположим, что бак полностью заполнен, поплавок находится в верхнем положении. Геркон SF2 замкнут, транзистор VT1 закрыт, реле К1 и К2 отключены. Водяной насос, подключенный к разъему ХS1, обесточен. По мере расхода воды поплавок, а вместе с ним и магнит будут опускаться, геркон SF1 разомкнется, но схема останется в прежнем состоянии.

Как только уровень воды упадет ниже критического, замкнется геркон SF1. Транзистор VT1 откроется, реле К1 сработает и встанет на самоблокировку контактами К1.1. Одновременно контакты К1.2 этого же реле подадут питание на пускатель К2, включающий насос. Началась подкачка воды.

По мере увеличения уровня поплавок начнет подниматься , контакт SF1 разомкнется, но заблокированный контактами К1.1 транзистор останется открытым. Как только емкость наполнится, замкнется контакт SF2 и принудительно закроет транзистор. Оба реле отпустят, насос отключится, а схема перейдет в ждущий режим.

При повторении схемы на месте К1 можно использовать любое маломощное электромагнитное реле на напряжение срабатывания 22-24 В, к примеру, РЭС-9 (РС4.524.200). В качестве К2 подойдет РМУ (РС4.523.330) или любое другое на напряжение срабатывания 24 В, контакты которого выдерживают пусковой ток водяного насоса. Герконы пойдут любые, работающие на замыкание или переключение.

Реле уровня с электродными датчиками

При всем своем достоинстве и простоте, предыдущая конструкция уровнемера для емкостей имеет и существенный недостаток – механические узлы, работающие в воде и требующие постоянного обслуживания. Этот недостаток отсутствует у электродной конструкции автомата. Она намного надежнее механической, не требует никакого обслуживания, а схема ненамного сложнее предыдущей.

Здесь в качестве датчиков используются три электрода, выполненные из любого токопроводящего нержавеющего материала. Все электроды электрически изолированы друг от друга и от корпуса емкости. Конструкция сенсора хорошо видна на рисунке, приведенном ниже:

Конструкция трехэлектродного сенсора, где:

• S1 – общий электрод (всегда в воде)
• S2 – сенсор минимума (бак пуст);
• S3 – сенсор максимального уровня (бак полон);

Схема же управления насосом будет выглядеть следующим образом:

Схема автоматического управления насосом при помощи электродных сенсоров

Если бак полон, то все три электрода находятся в воде и электрическое сопротивление между ними невелико. При этом транзистор VT1 закрыт, VT2 открыт. Реле К1 включено и своими нормально замкнутыми контактами обесточивает насос, а нормально разомкнутыми подключает сенсор S2 параллельно S3. Когда уровень воды начинает падать, оголяется электрод S3, но S2 еще в воде и ничего не происходит.

Вода продолжает расходоваться и, наконец, оголяется электрод S2. Благодаря резистору R1 транзисторы переходят в противоположное состояние. Реле отпускает и запускает насос, одновременно отключая датчик S2. Уровень воды постепенно повышается и сначала замыкает электрод S2 (ничего не происходит – он отключен контактами К1.1), а затем и S3. Транзисторы снова переключаются, реле срабатывает и отключает насос, одновременно подключая сенсор S2 в работу для следующего цикла.

В устройстве можно использовать любое маломощное реле, срабатывающее от 12 В, контакты которого способны выдержать ток пускателя насоса.

При необходимости эту же схему можно применить и для автоматической откачки воды, скажем, из подвала. Для этого дренажный насос нужно подключить не к нормально замкнутым, а к нормально разомкнутым контактам реле К1. Никаких других изменений схема не потребует.

С помощью любимого таймера 555 можно изготовить датчик для воды, для омывайки, тосола и т.д. Стоит отметить, что подобный датчик пригодится как в Вашем автомобиле, так и в бытовых условиях. Схема довольно проста и доступна для повторения. Микросхема получила широкое распространение именно благодаря своей простоте.

Для датчика воды будет использоваться такая схема.

Работа устройства предельно проста. При погружении электродов в жидкость, С1 – конденсатор, зашунтирован. Когда электроды находятся в воздухе, то шунт исчезает, и микросхема начинает работать.

От микросхемы исходят прямоугольные импульсы. С помощью таких импульсов можно управлять при помощи более большей нагрузки. К примеру, можно подавать сигнал на лампочку через транзистор. Такая технология позволяет включить в схему сигнализацию или индикатор. С помощью последнего можно определять наличие воды в баке. Подобный датчик можно установить как в баке, так и в радиаторе. Питание датчика – 12 вольт. Это говорит о том, что с питанием не возникнет вопросов.

Как правило, датчики изготавливают из стеклотекстолита. Но чаще всего используют обычную медь (провода). Для датчика подойдет два одинаковых отрезка провода с сечением 1 миллиметр. Важно заметить, что с проводов нужно счистить лак, который может быть на поверхности металла. Делается это с помощью огня или же наждачной бумаги. Так, длина проводом должна быть до 3,5 сантиметров.

Чтобы провода держались в пробке, их укрепляют силиконом. Потом провода крепятся к самой микросхеме. Провода в крышке можно соединить с микросхемой более тонкими проводниками.

Микросхема может быть навесной – без установочной платы. Когда все будет готово, другой подобной крышкой закрывают полученное устройство. Соединение крышек необходимо герметизировать клеем или другими средствами.

Таким образом, не совершая излишних затрат можно самостоятельно изготовить датчик, который поможет не только в автомобиле, но и в быту. Так, можно избавить себя от частых подъемов на душ для того, чтобы посмотреть уровень воды в баке. Самодельный датчик уровня воды решит проблему. Важно лишь выполнять все работы аккуратно и внимательно, чтобы устройство работало исправно.

Бесперебойное водоснабжение частного дома - задача вполне выполнимая. Для этого необходимо автоматизировать процесс восполнения расходуемой воды в резервуарах. Поскольку большинство качественных автоматов довольно дорогие, а доступные по цене не удовлетворяют требованиям качества, то можно сделать самодельное устройство для регулирования подачи воды глубинным насосом из скважины или колодца.

Обычно вода из скважины поступает в накопитель, из которого через подключенные краны она используется по назначению. По мере расходования жидкости автоматически должен включаться насос до наполнения ёмкости и своевременно отключать его, предотвращая переполнение или разрыв.

Для этой цели можно использовать герконы, которые представляют собой герметический контакт, управляемый магнитом. Такие контакты обычно применяются в теле- и радиоаппаратуре. Они надежны и долговечны. Герконы имеют обычно три переключающихся контакта. Но можно использовать и экземпляры с двумя выводами, просто нужно приобретать два различных геркона - имеющими нормально - замкнутые и нормально - разомкнутые контакты.

Пускатель насоса устанавливается в удобном месте помещения. На его вход подводится напряжение от сети, а на выходной контакт подключается электрический насос. Внутри резервуара к его крышке закрепляется пластиковая трубка, внутри которой помещается цилиндрический поплавок с закрепленным на нем магнитиком. В качестве поплавка можно использовать кусок пенопласта. По мере накопления воды в резервуаре, поплавок поднимается вверх, а при понижении уровня воды опускается.

На пластиковой трубке закрепляются герконы - верхний, размыкающий сеть, на максимальном уровне воды, нижний, замыкающий, на минимальном уровне. При наборе воды, магнитик на поплавке поднимается до уровня верхнего геркона. Под влиянием магнитного поля геркон срабатывает, отключая насос от сети - набор воды прекращается. При расходе воды, магнитик опускается до нижнего геркона, и тот замыкает цепь - насос включается и качает воду из скважины до необходимого уровня. Благодаря надежности герконов, система автоматического регулирования работы погружного насоса работает безотказно.

Сборка автомата управления глубинным насосом в помещениях с низким потолком.

Если накопительный резервуар установлен в помещение таким образом, что расстояние от его верней кромки до потолка слишком мало, то установка автомата управления насосом производится другим способом.

Поплавок, опущенный в ёмкость, соединяется шпагатом через систему направляющих шкивов с магнитом. В качестве шкивов можно использовать шпульки от швейной машинки. Пластиковую трубку с магнитиком размещают вне резервуара, в любом удобном месте, но так, чтобы не возникало препятствий для свободного перемещения шпагата. При этом шпагат должен быть слегка натянут, для чего можно добавить маленькие грузики к магниту.

К наружной поверхности трубки прикрепляются герконы на нужной высоте, соответствующей уровню включения и отключения насоса. При этом размыкающий сеть геркон окажется ниже замыкающего.

Управление работой насоса обычным включателем.

В некоторых случаях организация автоматического управления насосом при помощи герконов может оказаться сложной или невозможной. В этом случае существует вариант автоматизации включения и отключения системы с использованием простого настенного выключателя электричества. При своей простоте данный вид управления насосом менее надежен и не долговечен. Многое зависит и от качества самого электровыключателя.

1. В накопительную ёмкость устанавливается поплавок (сантехнический или пенопластовый). К нему прикрепляется неметаллический стержень, который выводится наружу.

2. К внутренним стенкам резервуара крепится направляющая трубка, внутри которой с минимальным сопротивлением будет перемещаться вверх - вниз стержень от поплавка.

3. К стержню прикрепляется магнит, который будет менять положение контактов выключателя на "Вкл." или "Выкл.". При этом магнит должен быть достаточно мощным, чтобы его магнитное поле могло преодолеть силу сопротивления пружины внутри выключателя.

4. На клавише выключателя необходимо надежно закрепить металлическую пластинку или прочную проволоку, концах которой рекомендуется загнуть в виде усов - контактов.

5. Расходная ёмкость и выключатель крепятся на одну стену, причем выключатель располагается выше резервуара.

6. Для подключения насоса к выключателю фазный провод кабеля питания разрезается, и концы подсоединяются к контактам выключателя. Вилка кабеля вставляется в розетку.

Как работает этот тип автомата.

1. При расходовании воды из накопительной ёмкости ее уровень понижается, соответственно, магнит на стержне движется вниз. В тот момент, когда он достигает уровня нижнего контактного усика, тот резко притягивается к магниту, переводя выключатель в положение "Вкл.". Насос включается, начинается набор воды.

В одной из статей я увидел предлагаемый одним из дачников вариант схемы автоматического поддержания уровня воды в накопительном баке , который, если честно, меня встревожил. Эта конструкция имеет ряд недостатков: она сложна в изготовлении, требует определенного уровня квалификации при работе с электронными компонентами и достаточно затратна – один трансформатор чего стоит.

Но самый главный ее недостаток – это низкий уровень электробезопасности. В случае пробоя изоляции трансформатора напряжение сети через электроды-датчики попадет в воду и передастся на бак, что может привести к поражению людей электрическим током.

Предлагаю во всех отношениях простой и очень дешевый вариант схемы автоматического поддержания уровня воды (см. рис 1).

Она состоит только из одного реле и двух датчиков. В качестве первого компонента необходимо использовать двухпозиционное реле К1, а в роли второго – герконы G1 (датчик нижнего уровня воды) и G2 (датчик верхнего уровня воды), расположенные на вертикально установленной вне бака направляю щей для постоянного магнита.

Причем датчик G1 должен быть расположен над G2. Расстояние между ними будет соответствовать допускаемому перепаду между верхним и нижним уровнями воды е баке. Датчики срабатывают при воздействии на них постоянного магнита Q, соединенного с поплавком из пенопласта, расположенным внутри бака на своей направляющей. Эта связь может быть выполнена, например, с помощью рыболовной лески через шкив, установленный в верхней части бака.

Эскиз устройства автоматического поддержания уровня воды в накопительном баке представлен на рис 2. Для информации о включенном положении двигателя насоса в схеме имеется светодиодный индикатор HL

Схема работает следующим образом. В исходном состоянии (воды в баке нет и под воздействием магнита замкнут контакт геркона G1) реле К1 необходимо принудительно привести в состояние, при котором будут замкнуты его контакт К1.2Л и соединенные параллельно контакты К1.3, К1.4 К1.5, К1.6, К1.7, К1.8 и К1.9. Двигатель М насоса начнет работать, и в подтверждение этого будет светиться светодиодный индикатор HL.

При наполнении бака водой поплавок поднимается и контакт датчика G1 размыкается.

При наполнении бака до верхнего уровня магнит, двигающийся по направляющей вниз, воздействует на датчик G2, и тогда его контакт замкнется. Реле К1 переключится, его контакты К1-2, К1.3, К1ЛК1.5,К1.6,К1.7,К1Ли К1.9 разомкнутся, а контакт К1.1, наоборот, замкнется. И тогда двигатель насоса остановится и перестанет светиться светодиодный индикатор HL

При понижении уровня воды в баке до нижнего уровня поплавок опускается, и магнит, двигающийся по направляющей вверх, воздействует на датчик G1 и замыкает его контакт. Реле К1 переключится в исходное положение, его контакты К1.2, К1.3, К1.4, К1.5, К1.6, К1.7, К1.8 и К1.9 замкнутся.

Двигатель насоса снова начнет работать (и, соответственно, загорится светодиодный индикатор HL). Эти циклы будут повторяться до тех пор, пока на схему подается напряжение.

На самом деле, уйма времени ушла на объяснение того, как это все работает. На деле же все устройство проще пареной репы, а раз нет в нем никаких сложных узлов, то и работать оно будет безотказно и долго. А теперь о о материалах и технических характеристиках компонентов съемы.

1. В качестве реле К1 я использовал реле типа РП-9, рассчитанное на 220 В переменного напряжения. Можно поставить и РП-12 (тоже на 220 В), но при большой мощности двигателя насоса в схему придется добавить промежуточный контактор.
2. В качестве датчиков G1 и G2 можно использовать любые герконы, рассчитанные на ток коммутации не менее 100 мА.
3. В качестве индикатора HL подойдут любые индикаторы, например, светодиодные типа СКЛ12 или AD22-22DS на 220 В.
4. В качестве направляющей для магнита можно использовать отрезок пластмассового кабельного канала с прямоугольным профилем 10×15 мм.
5. В качестве поплавка -кусок пенопласта с прямоугольным отверстием 12×17 мм в центре.
6. В качестве направляющей для поплавка можно использовать также отрезок пластмассового кабельного канала с прямоугольным профилем 10×15 мм.
7. В качестве магнитного элемента можно использовать магнит из магнитной мебельной защелки, к которому примагничена и приклеена полоска жести с отверстием для лески.
8. Датчики (герконы) можно прикрепить к направляющей обычным скотчем.
9. В качестве элементов защиты используются предохранители FU1 и FU1 любого типа на ток 5 А.
10. Для обесточивания схемы устройства используется спаренный выключатель с контактами SA1 и SA2.

Схема автоматического поддержания воды в накопительном баке

• Рис 1 (вверху). Принципиальная схема устройства автоматического поддержания уровня воды в накопительном баке.
• Рис 2. Эскиз устройства автоматаческого поддержания уровня воды в накопительном баке.

На дачных и садовых участках часто используются различные водонакопительные емкости, предназначенные для того, что бы вода могла в них согреться перед поливом, насытиться кислородом. Применяют их так же и в случае, когда поступление воды является периодическим или не гарантированным. Например, колодец или скважина имеют очень маленький дебит (т.е. дают очень мало воды за «один раз» и требуется ждать некоторое время, когда она наберется вновь). Или вода подается по централизованной системе в определенное время.

Как бы то ни было, полезно иметь какое то устройство, которое бы автоматически пополняло запас воды в водонапорной башне или емкости, включая подкачивающий насос, когда уровень воды в баке падает ниже критического (или установленного).

Тем, у кого на участке есть централизованный водопровод, находящийся под давлением в момент подачи воды, сделать такой автомат чрезвычайно просто. Достаточно поставить в емкость сантехническую арматуру, такую, что стоит в бачке унитаза. Ее запирающий клапан с поплавком будет всегда поддерживать бак в полном состоянии.

Можно даже обойтись и простым краном с ручкой. К рукоятке привязывается небольшой рычаг (палка), а на ее конце — 1-2 пластиковых бутылки. Кран надежно укрепляется таким образом, что бы при полностью заполненном баке, он был закрыт, а ПЭТ-бутылки были слегка притоплены. Если произойдет расход воды, то поплавки – бутылки начнут опускаться вниз и немного приоткроют кран. Если в системе есть вода, она начнет поступать в бак. Если воды в системе нет – то кран будет открытым до тех пор, пока вода не появится и не заполнит емкость.

Гораздо сложнее организовать автоматическую подкачку тем, у кого нет водопровода, а вода закачивается из колодца или скважины. Тут необходим какой то автомат, включающий насос. Подобных разработок – очень много. Начиная от поплавковых выключателей, заканчивая электронными датчиками уровня воды. Фирменный поплавковый выключатель – достаточно дорог и отдельно продается редко. Можно сделать его самому (см. статью «Самодельный поплавковый выключатель»), и это под силу достаточно рукастым мастерам. Да и делать его надо очень тщательно — все таки необходима полная гарантия герметизации проводов, находящихся в воде. Электронные устройства — вообще «по-зубам» — единицам. Да и оно обойдется не дешево.

Дачникам же требуется простейшее устройство, которое может собрать любой, что говорится «из консервной банки», и с себестоимостью в бутылку пива. Подобные устройства должны отвечать двум основным требованиям. Первое – У них не должно быть т.н. «дребезга» контактов. А должно быть два устойчивых положения – «включено» и «выключено». Это называется «эффект тумблера». В противном случае, при плавном подводе замыкающего контакта к другим, неизбежен пробой микроскопического воздушного зазора, искрение, обгорание контактов. Возможет даже выход насоса из строя по этой причине. Второе условие — наличие т.н. «петли гистерезиса». Т.е. некоего рабочего временного «зазора» между событиями включения и выключения. Не будешь же отслеживать падение уровня воды в баке на 1 мм. Такими частыми и короткими включениями можно просто убить мотор. Поэтому отлеживают достаточно значительные падения уровня, на несколько десятков сантиметров.

Вот поэтому даже самодельные подобные устройства, отвечающие этим требованиям достаточно сложны и дороги в итоге. К счастью, мне удалось разработать устройство такого автоматического включателя насоса, стоимостью рублей 50, и которое может сделать действительно каждый дачник за полчаса.

Фактически оно представляет собой подвижный замыкающий элемент (контакт), перемещающийся по вертикали в зависимости от уровня воды. Его секрет заключается в наличие на нем магнита! Магнит можно использовать самый простой — от магнитной защелки.

Устройство самого выключателя понятно из эскиза. Два контакта выключателя представляют собой полукольца из стали. Можно распилить на две половинки массивную стальную шайбу М16-М20, лучше усиленную. Их приклеивают эпоксидной смолой или привинчивают винтами с потайной головкой к диэлектрической подложки. К ним же подводят и провода от сети и электронасоса. В подложке сверлят отверстие между этих «подковок», через которое будет ходить вверх-вниз направляющая штанга поплавка. Она так же должна быть из непроводящего материала, желательно не впитывающего влагу.

На торце штанги укрепляют саморезом замыкающий контакт. Это металлическая круглая пластина из луженой жести, меди, дюраля, алюминия, но достаточно тонкая. Размер ее должен быть такой, что бы гарантированно закрывать оба полукольца сразу, замыкая собой электрическую цепь. Сверху на пластине укрепляют магнит (клеем, эпоксидной смолой, скобой…)

Штанга пропускается через направляющую трубу, закрепленную на стенке накопительного бака, а снизу на ней закреплен поплавок. Поплавок должен иметь длинную, вытянутую форму и закрепляться на штанге вертикально.

В основу работы этого автоматического выключателя лежит тот факт, что сила выталкивания поплавка из воды (сила Архимеда) имеет линейную зависимость от глубины погружения поплавка. Т.е. она нарастает или убывает по линейному закону. А сила магнитного притяжения убывает (прибывает) по квадратичному закону! Обратно пропорционально квадрату расстояния меду магнитом и тем, к чему он притягивается.

Уравновесить эти силы между собой практически невозможно. Достаточно все «сдвинуть» на один микрон, на 1 нанометр — и тут же происходит лавинообразное развитее событий и победа одной из сил. Никакое промежуточное положение невозможно.

Работает выключатель так. Когда бак полон, поплавок плавает на самом верху воды, погружен настолько, что бы компенсировать вес штанги и магнита. Магнит находится достаточно высоко над площадкой с контактами. По мере расходования воды, поплавок (и штанга и магнит, естественно) опускаются все ниже. В конце концов на некотором удалении магнита от «подковок» начинает проявляться и сила притяжения магнита к ним. И когда она становится больше, чем сила Архимеда, действующая на поплавок, магнит очень резко ускоряется и мгновенно и надежно прилипает к подковкам контактов. Контакты, естественно, при этом замыкаются. Насос включается на вода начинает поступать в емкость.

По мере роста ее уровня, поплавок оказывается погруженным в воду все больше и больше. И выталкивающая сила Архимеда так же растет. Но она недостаточно сильна, что бы оторвать магнит от подковок. Но когда она превысит этот порог отрыва, магнит все же отлипнет. И не просто отлипнет — отскочит пулей! Кстати, надо будет поставить какой то демпфер (пружину или губку) внизу направляющей трубки.

Как вы понимаете, эффект тумблера абсолютный, а петля гистерезиса зависит от силы притяжения магнита, формы и размеров поплавка. Поэтому тут вам предстоит поэкспериментировать, подбирая поплавок под нужные вам параметры.

Разумеется, поскольку выключатель работает с напряжением 220 вольт, необходимо предпринять все меры к тому, что бы исключить контакт выключателя с водой. Емкость желательно закрыть, На поплавок надеть какую – либо пружину или над выключателем разместить какой либо ограничитель «прыжка» штанги вверх при размыкании. Выключатель закрыть от попадания атмосферных осадков.

Задать вопросы по этому выключатели и обсудить другие вопросы по водной автоматике и системам автоматического полива можно на форуме.