úvod
Následující konstrukce je výsledkem zoufalého boje s vodním živlem. Do technické místnosti ve sklepě našeho domu je přivedena voda z vrtané studny. Protože v ulici není zřízena kanalizace, ani náš sklep nemá žádný kanálek, který by na ní byl napojen. Hrozí tedy (a několikrát se stalo), že se při havárii vody začne sklep plnit vodou bez možnosti dalšího odtoku. Jedinou možností je unikající vodu detekovat a odstavit čerpadlo, které je jinak řízeno tlakovým spínačem u expanzomatu.
funkce
Zařízení musí bez povšimnutí spolehlivě pracovat dlouhé roky, proto jsem se snažil o maximálně jednoduchou konstrukci. Vlastní snímač zaplavení je napájen ze zvonkového transformátorku 8V. Střídavé napětí ze svorkovnice X1 je usměrněno diodovým můstkem DB a filtrováno 3ks tantalových kondenzátorů 47uF. Pro detekci zaplavení se využívá poklesu odporu mezi snímacími elektrodami (svorkovnice X2). Tento pokles způsobí uzavření tranzistoru T1 a tím i T2. Na výstupu (svorkovnice X3) potom není žádné napětí. RC článek tvořený R2C4 potlačuje případný rušivý signál indukovaný na snímacím kabelu. Zenerova dioda ZD1 chrání hradlo T1. Na R5 se vytváří úbytek takový, aby relé bylo napájeno svým jmenovitým napětím (5V) a zároveň zajišťuje zkratuvzdornost výstupu. D1 potlačuje napěťovou špičku při rozpínání T2 a tím jej chrání před průrazem.
Obvod je dále vybaven signalizací, kterou tvoří dvojitá LED, ZD2 a R6. ZD2 slouží jako spínací dioda. V případě, že je vše v pořádku, je T2 sepnut. Na R6 je dostatečně vysoké napětí na to, aby díky úbytku na ZD2 nedošlo k sepnutí červené LED. Svítí pouze zelená LED napájená z výstupu (X3). Pokud se T2 uzavře, automaticky zhasne zelená LED a nic již nebrání ve svitu té červené.
deska plošných spojů
Celá elektronika je realizována na jednostranné desce plošných spojů a nemá žádné nastavovací prvky. Musí fungovat na první zapojení. V případě výroby DPS jako dvoustranné, je vrchní rozlitá měď spojena se zemí. DPS je instalována do krabičky z ABS plastu a k DIN liště přimontována pomocí hliníkového držáku.
silová část
Napájení čerpadla spíná stykač. Samopřídrž tvoří jeho pomocné kontakty, START (spínací) a STOP (rozpínací) tlačítko. V sérii se STOP tlačítkem je také spínací kontakt malého relé ovládaného snímačem zaplavení. Když toto relé rozepne, odpadnou i kontakty stykače a přeruší se přívod proudu do čerpadla. Za stykačem se nachází motorová spoušť chránící motor před nadproudem (zejména z důvodu výpadku fáze). Následují pouze kontakty tlakového spínače a vlastní motor čerpadla.
Zablokování čerpadla způsobí i ztráta napájení (konkrétně fáze L1) a po jeho obnovení je potřeba zařízení spustit stiskem tlačítka START. Tlačítko se musí podržet přibližně 1,5s než naběhne elektronika a sepne relé. Poznámka k motorové spoušti – její proud se nastavuje na jmenovitý proud motoru (čerpadlo Noria ADA4-80-16N3 bere 3,8A) nebo menší. Během provozu jsem naměřil proud 3,4A. Spoušť jsem tedy nastavil na 3,5A.
snímací elektrody
Snímací elektrody jsou realizovány pomocí 4 nerezových šroubů M8 přišroubovaných k plastové desce o rozměrech 500x160mm (viz obrázek). Každému pólu přísluší dvojice šroubů. Šrouby jsou navíc pod hlavou provrtány a je jimi protažen nerezový drát. Tímto je zvětšena kontrolovaná plocha a zároveň není zařízení tolik citlivé na běžnou vlhkost (např. kondenzát na dlažbě), protože nerezové dráty neleží přímo na zemi.
indikace
Lokální signalizaci stavu vyhodnocovacího modulu indikuje již popsaná dvoubarevná LED. Vnější signalizaci na instalační krabici zajišťují čtyři doutnavky. Tři zelené jsou zapojeny na výstupu motorové spouště mezi každou fázi a N vodič. Červená doutnavka je připojena z fáze L1 na svorku A1 cívky stykače.
- Mohou nastat následující stavy:
- nic nesvítí – zařízení je odpojeno od sítě nebo je sepnutý stykač a zároveň rozepnutá motorová spoušť
- svítí pouze červená – zařízení je napájeno, ale stykač není sepnut
- svítí všechny zelené a nesvítí červená – stykač i spoušť sepnuty, vše v pořádku
- svítí méně než 3 zelené a nesvítí červená – výpadek fáze, ale ještě nevybavila motorová spoušť
závěr
Ochrana je v provozu od půlky záři 2021 a zatím funguje bez problémů. Občas, když jdu přes technickou místnost do dílny, nasliněnými prsty propojím snímací elektrody a ověřím tím její funkčnost.
Je zde však určitý prostor ke zlepšení. V případě, když přestane spínat stykač nebo motorová spoušť, nezbývá nic jiného než vadný prvek dočasně přemostit (pokud se jej nepodaří vyměnit ihned). Vhodnější by bylo přemostění provést nějakým 3f otočným přepínačem – přímo propojit vstup s výstupem. Nicméně, takto by bylo možné ochranu nechtěně vyřadit z provozu – např. z důvodu zapomenutí.
| označení | hodnota | poznámka |
| R1 | 10M | vel.0207 |
| R2 | 330k | vel.0207 |
| R3 | 10k | vel.0207 |
| R4 | 2k2 | vel.0207 |
| R5 | 47R/2W | vel.0411 |
| R6 | 470R | vel.0207 |
| C1, C2, C3 | 47u/25V | tantalový |
| C4 | 100n | keramický |
| DB | W06M | |
| D1 | 1N4148 | |
| ZD1 | BZX83V013 | |
| ZD2 | BZX83V004.7 | |
| LED | L-115WEGW | 3mm, spol.anoda |
| T1 | BS170 | |
| T2 | BD140-16 | |
| X1, X2, X3 | AK500/2DS-5.0-V-GREY | |
| relé | Finder 34.51.7.005.0000 | |
| patice pro relé | Finder 93.01.7.024 | |
| stykač | Schneider LC1K0610P7 | |
| motorová spoušť | Schneider GZ1E08 | |
| krabice | Gewiss GW44208 | |
| spínací tlačítko | EATON M22-D-G, M22-K10, M22-A | zelené |
| rozpínací tlačítko | EATON M22-D-R, M22-K01, M22-A | červené |
| 3x doutnavka | R762G | zelená |
| 1x doutnavka | R762R | červená |
| DIN lišta | 2x 20cm | perforovaná |
| průchodky na kabely | dle kabelů | |
| krabička | Z70 ABS (KP50) | |
| držák DIN | Mean Well DRP-03 |
Článek byl otištěn v Praktické elektronice 3/2022 na str.20-21