истемі прогнозування затоплень і підтоплень, нами пропонується наступна схема, представлена ??на малюнку 3.1
Малюнок 3.1 - Приблизна схема датчика рівня води.
Дана схема являє собою ємнісний датчик зі світловою сигналізацією рівнів води.
Схема складається з трьох вузлів, кожен з яких включає в себе:
Резистори 390, 10 і 1 Ком Світлодіод Транзистор У початковому вигляді, як це зазначено на малюнку 3.1, схема включає три вузла і, відповідно, три світлодіоди для сигналізації при досягненні рідиною трьох рівнів: нижче допустимого, допустимого, граничного.
У контексті розв'язуваної задачі, нас буде цікавити тільки гранично допустимий рівень. В результаті, схема набуде вигляду, вказаний на малюнку 3.2
Малюнок 3.2 - Оптимізована схема датчика рівня води.
Оптимізована схема, згідно малюнку 3.2 включає в себе один транзистор і один світлодіод для сигналізації про стан датчика. Загальний принцип дії схеми полягає в наступному: вода замикає контакти Р і 1, електрика через транзистор потрапляє на світлодіод.
Малюнок 3.3 - Фрагмент схеми. Паралельне включення резистора.
Фрагмент схеми, показаний на малюнку 3.3 - це, згідно з рекомендаціями [12], необхідна умова стійкої і тривалої роботи світлодіодів. Невиконання даної вимоги призведе до виходу світлодіодів з ладу. Можливе подальше удосконалення схеми - включення замість пари світлодіод - резистор, мікросхеми із завантаженою в неї програмою обробки сигналу від чутливого елемента датчика. Також виникає необхідність передачі сигналів на автоматизоване робоче місце (АРМ) оператора системи прогнозування. Дану задачу можна виконати за допомогою GSM модуля або GSM модему, який підключається в схему послідовно з мікросхемою і виконує функції передачі даних на АРМ оператора.
3.2 Спосіб передбачуваного використання
Основний метод використання приладу - виявлення рідини і сигналізація про даний факт, при перевищенні рідиною певного рівня.
Основний варіант використання приладу - закріплення на опорах мостів поблизу або безпосередньо в населених пунктах.
Для закріплення на опорах мостів необхідно при проектуванні топології схеми закладати місця під технологічні отвори. При непромисловому способі виготовлення схеми датчика, шляхом травлення за допомогою хлорного заліза, необхідно пам'ятати про те, щоб не було замикання схеми на корпус і кріпильні елементи, в результаті неакуратної розмітки доріжок друкованої плати.
При підвищенні рівня води до граничних значень, контакти датчика замикаються водою. Внаслідок замикання електричного кола, струм проходить через транзистор, який посилює напругу і подає струм на пару світлодіод-резистор. Світлодіод загоряється, сигналізуючи про наявність води.
Також можливий контроль двох станів гранично допустимого і критичного. Для цього загальна схема приладу приймає наступний вигляд:
Малюнок 3.4 - Схема датчика з двома станами
При удосконаленнях, зазначених у пункті 3.1, дану схему також можливо використовувати для передачі сигналів на АРМ оператора. Колірна сигналізація в програмному забезпеченні АРМ може бути наступна: жовтий колір - при досягненні гранично допустимого рівня, червоний колір - критичний рівень. При досягненні критичного рівня також можливе застосування на АРМ оператора та звукової сигналізації, для залучення уваги персоналу.
Програмне забезпечення АРМ оператора має бути пов'язане з базою даних для накопичення даних про рівень води і складання оперативного прогнозу розвитку затоплення та підтоплення територій, а також майбутніх прогнозів затоплення та підтоплення територій.
Також для збільшення терміну служби датчика і його надійності, нами пропонується зібрати датчик в пластиковому корпусі. Висновки ж чутливого елемента залишити за межами корпусу, щоб забезпечити їх контакт з водою для контролю її рівня.
Висновок
У процесі написання даної курсової роботи були розглянуті різні конструкції датчиків, визначено їх переваги і недоліки. Також був проведений обгрунтований вибір конструкції датчика, найбільш придатною для вирішення завдання контролю затоплення та підтоплення територій. У результаті найбільш оптимальною для вирішення завдання контролю рівня води була обрана емкостная конструкція датчика води. Дана конструкція має меншою кількістю недоліків в порівнянні з іншими і проста у виготовленні, що в результаті зажадає менше часу на виготовлення дослідного зразка датчика і його практичну перевірку. Ще один перспективний тип датчиків, який був розглянутий в роботі - ультразвукові. Однак, їх збірка ...
