Индикатор мутности воды


Степень мутность это хороший показатель качества воды, поскольку она показывает насколько чистая или нет вода. Теоретически, переносимые водой частицы размером более 2 микрон, как раз и являются основными виновниками замутненности. Вот проект простого индикатора мутности воды, который можно изготовить с использованием набора общедоступных недорогих электронных радиодеталей.

Схема и описание

Эту небольшую схему можно использовать для обнаружения мутности жидкостей с низкой вязкостью и низкой коррозионной активностью, таких как вода в реках и озерах. Как видно по схеме, конструкция основана на фотоэлектрическом датчике мутности AZDM01 от ASAIR.


AZDM01 представляет собой аналоговый фотоэлектрический датчик, который может работать от источника питания 5 В. Он использует ИК луч света с длиной волны 940 нм. Инфракрасный луч света, передаваемый встроенным световым датчиком, проходит через целевую жидкость и принимается светоприемником внутри датчика. Затем интенсивность света преобразуется в аналоговый выходной сигнал для оценки замутненности жидкости. Далее приведено обозначение контактов датчика AZDM01.

Оставшаяся схема основана на одном операционном усилителе LM358, которая представляет собой сдвоенный ОУ с однополярным питанием. Операционный усилитель здесь настроен как инвертирующий компаратор напряжения. Компаратор представляет собой устройство с двумя входными контактами, инвертирующим и неинвертирующим, а также выходом, который обычно колеблется от шины к шине. Но обычный операционный усилитель имеет аналоговый выход, который обычно находится не рядом с шинами питания, а где-то между ними, хотя в данном простом устройстве это не имеет большого значения.

Интересное на схемафоруме:
Операционные усилители для высоковольтных схем

В этой конфигурации, когда входное напряжение (контакт 2) меньше порогового напряжения (контакт 3), выход (контакт 1) операционного усилителя перемещается на положительную шину (+5 В). Аналогично, когда входной сигнал превышает пороговое напряжение, он перемещается на отрицательную шину (0 В). Резисторный делитель R3-R4 и напряжение питания устанавливают пороговое напряжение.

Что касается принципа работы схемы, то выходное напряжение датчика мутности, появляющееся на нагрузочном резисторе 2,2 кОм (R2), немного выше заданного значения, зеленый индикатор (LED1) указывает на наличие чистой воды, а красный индикатор (LED2) загорается, когда датчик мутности обнаруживает мутную воду. Резистор сопротивлением 100 Ом (R1) добавлен в качестве дополнительной меры безопасности для ограничения тока, проходящего через датчик света внутри датчика мутности AZDM01. Обратите внимание, что внутри датчика мутности для той же цели имеется встроенный резистор сопротивлением 510 Ом.

Сборка и тестирование

Сначала соберите основную электронику на макете, чтобы начать простой тест и убедиться, что все работает как положено. Затем погрузите датчик мутности в пресную воду и убедитесь, что загорелся зеленый индикатор. Далее погрузите в грязную воду и посмотрите, загорится красный индикатор или нет.

В данном случае использовалась небольшая прозрачная трубка, наполненная непрозрачной жидкостью, для имитации теста на мутность. А через некоторое время был успешно проведен тест на озере. Наконец, если прототип работает правильно, схему индикатора мутности воды можно перенести на печатную плату. Для защиты всей электроники также надо использовать подходящий корпус.

Интересное на схемафоруме:
JTAG/SWD адаптер программаторов

Кстати, здесь используется статический порог, но его можно изменить на динамический, заменив делитель потенциала подстроечным резистором или потенциометром на 100 кОм. Кроме того, неиспользуемый операционный усилитель (IC1B) может быть подключен как буфер с единичным коэффициентом усиления – повторитель напряжения и, таким образом, подавать аналоговый выход датчика мутности (AN_OP) непосредственно на микроконтроллер, такой как Arduino Uno или Raspberry Pi.