Индикатор уровня воды

Несложный индикатор уровня на микроконтроллере ATtiny13A разработанный для контроля уровня воды в расширительном баке системы отопления частного (загородного) дома.

Несмотря на обилие подобных схемотехнических решений в данном устройстве микроконтроллер используется намеренно — стоит копейки и есть у каждого радиолюбителя и в каждом магазине радиодеталей. Чего не скажешь о теряющей популярность КМОП «логике» и пр. «рассыпухе». Дело в том, что авторы подобных схем зачастую просто «выкручиваются из ситуации», когда нужно во что бы то ни стало сделать индикатор уровня из того, что под рукой. Таким образом, интернет завален схемами подобных устройств на различных «диковинных» микросхемах и специализированных транзисторах, которые имеются только у того, кто их (схемы) придумал. Именно с такой ситуацией в свое время столкнулся я сам, когда не нашел нужные микросхемы для повторения схемы с интересующим меня функционалом. Поэтому пришлось самостоятельно разработать схему на самом «народном» микроконтроллере.

Особенности устройства и краткие характеристики:

  • Дешевый и доступный микроконтроллер ATtiny13A в DIP-корпусе;
  • Индикация 3-уровней воды 2-мя светодиодами;
  • Измерение 3-уровней воды 2-мя электродами;
  • Звуковое сопровождение индикации «высокого» уровня;
  • Низкий уровень (внимание) — мигает красный светодиод:
  • Средний уровень (норма) — горит зеленый светодиод;
  • Высокий уровень (авария) мигает красный светодиод и сопровождается звуковым сигналом;
  • Высокая чувствительность устройства позволяет использовать его для контроля даже грязной воды, влажности почвы и пара;
  • Потребляемый ток не более тока потребляемого примененным светодиодом (т.е. около 20мА);
  • Напряжение питания 3-30В;
  • Текущий уровень воды индицируется соответствующим светодиодом (другие не горят);
  • Защита от переполюсовки.

Схема. Классическая для подключения такого типа МК. Вывод RESET и входы электродов HI и MID принципиально «подтянуты» к плюсу питания — внутренние подтягивающие резисторы не годятся для практического использования, ими можно пользоваться только на этапе разработки. Защита от переполюсовки сделана на диоде включенном последовательно с «питанием». Помимо основного входа «питания» (через стабилизатор напряжения) имеется вход 5V для питания устройства от 5-вольтового блока питания, например «зарядника» от сот. телефона. Пищалка-зуммер 5-вольтовая, включается транзистором, поэтому может быть любой.

Настройка схемы не требуется, устройство начинает работать сразу после прошивки МК. При необходимости уменьшить («загрубить») чувствительность входов нужно уменьшить сопротивление подтягивающих резисторов входов электродов HI и MID. В одном случае, из-за обильного парообразования в расширительном баке, мне пришлось уменьшить сопротивление этих резисторов до 4.7кОм.

Низкий уровень индицируется когда ни один электрод не касается воды. Подразумевается, что рашир. бак металлический и «общий» провод прикручивается непосредственно к баку. Иначе (как на фото ниже) потребуется 3 электрода. Когда электрод MID касается воды индикация переключается в реж. «норма». Так будет до тех пор пока электрод MID в воде или пока воды не коснется еще и электрод HI — тогда индицируется высокий уровень.

Плата. Односторонняя, разведена в DipTrace 3.0. Все компоненты для поверхностного монтажа. Светодиоды и зуммер припаиваются с торца платы — для удобства вывода индикации из корпуса готового устройства. Платы готовых устройств покрыты тонированным цапон-лаком. Шелкография на верхней стороне платы выполнена ЛУТ, как, впрочем,  и вся плата.

Прошивка. Исходник на Бейсике в BASCOM-е. Скомпилированный HEX прилагается. «Фьюзы» по «умолчанию» на 4.8МГц, кроме отключения «деления на 8».

Конструкция. Устройство получилось надежным и востребованным — изготовлено мной нескольким моим знакомым, Ниже фото готовых плат и вариант исполнения готового устройства. Электродами может быть что угодно — спицы, пластины, вытравленные на стеклотекстолите проводники и даже автомобильные свечи накаливания вкрученные в стенку бака.