Howto 12V Pumpensteuerung

[spicer]

Wir nutzen die hohe Empfindlichkeit auf offene Eingänge (bzw extrem hohe Eingangsimpedanz) der CMOS Reihe, um mit einem CD4011B eine Pumpensteuerung zu bauen.
Die Schaltung ist einfach aber sehr zuverlässig.
Anstelle der Pumpe (in meinem Fall 12V=, 5A) kann natürlich auch ein Schütz angesteuert werden um zBsp 3x400V zu schalten.
Mit swo simuliere ich die obere Elektrode
Mit swu simuliere ich die untere Elektrode
Die Elektroden sind ganz einfach am Ende abisolierte Drähte (3 Stück für "oben", "unten" und Masse), welche ins Behältnis hängen.
Falls die Elektroden im unteren Behälter (bei der Pumpe) angebracht sind, das Gate des MOS-FET M1 einfach am Ausgang von NAND-Tor U1 anschliessen (Jumper anders setzen >> siehe nächsten Post).
C1 und C2 sind lediglich, um die offenen CMOS Eingänge zu schützen. Die Kapazität ist da weniger wichtig. Es können Elkos bis 1µF eingesetzt werden.
Anstelle des IRFZ44N kann natürlich auch ein anderer N-Kanal Power Mosfet verwendet werden.
Der CD4011B (oder BE oder ähnlich) funktioniert mit Spannungen von 3-15V.

PS:
Der IRFZ44N ist in der standard.mos Library zum integrieren ins LTspice zufinden ( MOSFET Library zum integrieren in LTspice ).
Die IRFZ44N Lib mit .inc irfz44n.lib Direktive in den Schaltplan integrieren (zu finden hier: IRFZ44N - N-Kanal Power MOSFET ).
Ich habe den Flipflop bewusst "selbst" gebaut, da die gebrauchten NAND-Tors alle in einem IC sind und somit auch nur ein IC benötigt wird.

 

[spicer]

Habe die Schaltung nun layoutet, gefräst, bestückt und getestet.
Mit dem Jumper kann man die Funktion umkehren (wenn die Pumpe einschalten soll, wenn das Niveau tief ist).
Ein Kühlkörper am IRFZ44N schadet natürlich nicht Das PCB bietet dafür genügend Platz.


Habe auch das T3001 File angehängt.

 

[spicer]

Habe die darstellung etwas verbessert.

 

[bena]

Hallo Spicer, ohne Frage, die Idee mit den CMOS Gattern ist super. Nur mit deinen Elektroden habe ich bedenken. Da liegt ja Gleichspannung an, das bildet im Wasser ein galvanisches Element. Ev. würde das mit Kohlestiften aus Batterien gehen, aber mit Metall ist das keine Dauerlösunng. Vor Jahren hatte ich das Probllem. Meine Elektroden bestanden aus Fahrradspeichen. Sogar in feuchter Luft haben die sich mit der Zeit zerlegt. Bin dann drauf gekommen, dass dieser Effekt sich bei Wechselspannung aufhebt. Mit den Wechselspannungs-Elektroden hat die Schaltunng über Jahre sicher funktioniert. Hatte nur noch eine Handzeichnung, hab das mal schnell lesbar gemacht. Die Einweggleichrichtung ist für die gemeinsame Masse notwendig. Gruß Bernd

 

[spicer]

Hallo Spicer, ohne Frage, die Idee mit den CMOS Gattern ist super. Nur mit deinen Elektroden habe ich bedenken. Da liegt ja Gleichspannung an, das bildet im Wasser ein galvanisches Element. Ev. würde das mit Kohlestiften aus Batterien gehen, aber mit Metall ist das keine Dauerlösunng. Vor Jahren hatte ich das Probllem. Meine Elektroden bestanden aus Fahrradspeichen. Sogar in feuchter Luft haben die sich mit der Zeit zerlegt. Bin dann drauf gekommen, dass dieser Effekt sich bei Wechselspannung aufhebt. Mit den Wechselspannungs-Elektroden hat die Schaltunng über Jahre sicher funktioniert. Hatte nur noch eine Handzeichnung, hab das mal schnell lesbar gemacht. Die Einweggleichrichtung ist für die gemeinsame Masse notwendig. Gruß Bernd

Einen Langzeittest über Jahre hab ich natürlich nicht gemacht.
Man könnte ja auch dünne Chromstahlstangen verwenden.
Grundsätzlich liegt ja Masse an den Elektroden. Ein galvanisches Element entsteht da schon, aber der Stromfluss ist dermassen gering, dass die Zersetzung wohl Jahrzehnte benötigt, um Schaden zu verursachen.
Mit AC zu Arbeiten finde ich eine gute Idee.

 

[Hencobike]

Habe hier ein Beispiel für Sensorik mit Wechselspannung.

 

[bena]

Hallo Spicer, du hast schon recht, der Strom ist sehr gering, Du hattest aber von abisolierten Kabeln gesprochen, durch Luftfeuchtigkeit waren die bei mir sofort grün und haben nicht mehr funktioniert. Mit AC war das schon wesentlich besser. Richtig gut (über 10 Jahre) war das mit den Fahrradspeichen in eine Lüsterklemme gesteckt. Die ganze Klemme hab ich mit Silicon abgedichtet. So hatte ich über Jahre Zuverlässigkeit. Im Prinzip wäre deine Schaltung ja auch für AC Sensorstangen geeignet. Es kommt eben immer auf die Anwendung an, und wieviel es kosten darf. Für Kunststofftanks favorisiere ich Kapazitivsensoren aussen. Für Brunnenschächte ist ein Schallsensor wartungsfrei. Gruß Bernd