Подключить машину можно и своими руками. Метод простого подключения посудомоечной машины нами рассмотрен в главе 2.
Практическое подключение к розетке, как и особенности выбора включателей автоматов для мощных нагрузок, каковыми, без сомнения, являются рассматриваемые машины, более подробно описано в специальной литературе. Здесь же я остановлюсь лишь на нескольких значимых моментах, которые обойти нельзя, поскольку они принесут несомненную пользу дачникам и жителям коттеджных поселков. Начнем с подключения стиральной машины на даче, где нет водопровода под давлением.
Продажи стиральных машин в деревнях растут, но вот подключение их может стать «головной болью», поскольку центрального водоснабжения, как правило, там, где развиваются дачные поселки, и на «опустевшем» селе еще нет. Как заставить стиральную машину безупречно работать в «особых» условиях?
Сложность эта вызвана, прежде всего, отсутствием давления в водоснабжающем контуре. Как правило, стиральные машины рассчитаны на работу с давлением входящей воды 0,5-10 бар, и обеспечить такое давление может только нагнетающий насос либо работающая на его основе водонапорная станция (последние можно купить по цене от 5 000 руб.). Обычно в деревнях подключают стиральные машины по известному сценарию: выше стиральной машины устанавливают бочку объемом 50-200 л, из которой с помощью шлангов, кранов и переходников вода поступает в машину самотеком. Но этого давления явно недостаточно.
Вода, минуя встроенные в стиральной машине электромагнитные входные клапаны (2 шт.), фильтр и ниппель, поступает в резервуар настолько медленно (буквально по капле), что ждать начала и окончания стирки придется днями и сутками. Кто же может себе позволить столь непроизводительные траты времени?
Кроме того, «умная» начинка стиральных машин не понимает такого к себе отношения, воспринимает медленное водонакопление как полное отсутствие воды в доме и в результате прекращает стирку[1].
Однако русских дачников трудно испугать этой проблемой, и народные умельцы придумали простой способ – подключить в разрыв заливного шланга стиральной машины водонагнетающий насос.
Причем для этой цели можно применить практически любой тип насоса, будь то погружной нагнетательный, центробежный бытовой либо вибрационный. Все они создадут минимально необходимое для стиральной машины водяное давление во входящем контуре. Здесь предпочтения могут расходиться в том, какой насос выбрать: погружной или вибрационный придется опускать в бочку, центробежный засасывает из шлангов и отдает воду также через шланг.
Цены на насосы также разнятся – от 1100 до 4200 руб. Но это – дело вкуса. Центробежный бытовой насос (рис. 4.2) удобно подключить в разрыв штатного заливного шланга от стиральной машины, стоимость его весьма демократична.
Рис. 4.2. Подключенный центробежный насос марки НБЦ-0,37
Таком образом, народные умельцы включают насос в сеть 220 В через обычный бытовой включатель, например включатель освещения, предполагая, что, когда машина «попросит воды», нужно нажать включатель, и вода под необходимым давлением, достаточным для стиральной машины, поступит в барабан и резервуар.
Но тут возникают два интересных вопроса. Как узнать, когда она «попросит воды», ведь включать насос (будь он каким угодно сверхнадежным) при закрытом выходном отверстии нельзя – приведет к неминуемой поломке сразу или чуть позже?
А именно ситуацию «забитого» выходного отверстия будет имитировать закрытый входной клапан стиральной машины, когда она не нуждается в воде.
Bторой вопрос еще более актуален: поскольку обычная стиральная машина (в ценовом диапазоне до 15 000 руб.) несколько раз «требует» воду в режиме стирки, а потом, в зависимости от установленного режима, не менее 2 раз полоскает белье (при этом также заливая воду частями), не придется ли хозяйке часами неотступно «пасти» свою стиральную машину, чтобы в нужный момент «подпитать» ее водицей?
К сожалению, придется. По опросам жителей в сельской местности, так делают многие, кто не имеет в хозяйстве водонапорных станций (имитирующих обычный городской водопровод).
А между тем есть простой и, казалось бы, доступный для любого жителя выход из ситуации, которым с удовольствием поделюсь с читателями-дачниками.
Почти все стиральные машины (далее – СМ, хотя та же информация по аналогии касается и посудомоечных машин), вне зависимости от фирм-изготовителей и лейблов, имеют одинаковый принцип работы.
У всех на входе стоят один или несколько электромагнитных клапанов, питающихся переменным напряжением осветительной сети 220 В через электронную систему управления и коммутации (рис. 4.3).
Столь хитрые слова не должны пугать обывателя, поскольку переделка стиральной машины в данной части «проще пареной репы».
Рис. 4.3. Впускной электромагнитный клапан стиральной машины
Чтобы улучшить прохождение воды, нужно вынуть резиновую прокладку в створе входного разъема стиральной машины (показана на рис. 4.4). После этого пропускная способность клапанов улучшится.
Далее нужно снять верхнюю крышку стиральной машины[2], для этого открутив 2–3 (в зависимости от типа СМ или ПМ) самореза на задней стенке у верхней крышки.
Верхняя крышка (после открученных саморезов) вынимается поступательным горизонтальным движением «от себя» (если смотреть на дверцу люка). Недалеко от места подвода входного шланга рядом стоят два (как в рассматриваемой СМ) электромагнитных клапана (рис. 4.3). К ним через разъемы подведены провода.
Когда машина требует залить воду, на клапаны поступает переменное напряжение 200–220 В. Они открываются и пропускают воду в резервуар и барабан.
К электромагнитным клапанам идут четыре провода (по два на каждый). Подключив параллельно контактам клапанов клеммник (на рис. 4.4) и подсоединив пару проводов, их выводят за пределы корпуса машины.
Рис. 4.4. Вид на машину со снятой крышкой и подключенный электрический клеммник
Теперь к этим проводам (назовем их условно А и В) подключают нехитрую электрическую схему, представленную на рис. 4.5.
По сути, схема устройства представляет собой выпрямитель (источник постоянного тока) с выходным напряжением 12–15 В. Любое напряжение в этом диапазоне допустимо.
На выходе источника постоянного тока устанавливают слаботочное электромагнитное реле К1.
Контакты этого реле включают в разрыв цепи питания насоса. Теперь, как вы уже сами догадались, при включении входных клапанов стиральной машины включатся реле К1 и нагнетательный насос.
Рис. 4.5. Электрическая схема доработки стиральной машины
Когда клапаны в стиральной машине выключатся, насос автоматически отключится. Такая связка будет работать циклично сколь угодно долго. И стоять возле стиральной машины не придется.
Подключать напрямую насос к контактам электромагнитных клапанов стиральной машины нельзя – «сгорит» электрика СМ из-за большого тока потребления насоса.
4.2.1. О деталях
На электрической схеме (рис. 4.5) показаны понижающий трансформатор Т1 с выходным переменным напряжением на вторичной обмотке 8-10 В, выпрямитель на диодах VD1-VD4. Оксидный конденсатор С1 (типа К50-29 или аналогичный) введен в схему для сглаживания пульсаций по питанию.
Слаботочное электромагнитное реле К1 применено автомобильное, типа 3747-06, рассчитанное на напряжение срабатывания 12 В. Однако можно применить и другое реле, например WJ118-1C, Omron G2R-112P-V, TRU-5VDC-SB-SL, TTI-TRD-9VDC-FB-CL, Relpol RM85-2011-35-1012, Pasi BV2091 SRUH-SH-112DM, FRS1 °C-03 или аналогичные. Важно, чтобы контакты реле обеспечивали безопасную коммутацию нагрузки с током не менее 3 А.
На электрической схеме также показан пьезоэлектрический капсюль со встроенным звуковым генератором (обозначен НА1), подключенный параллельно исполнительному реле светодиод HL1, включенный последовательно с ограничительным резистором R1. Эти элементы, соответственно, обеспечивают звуковую и световую индикацию включения насоса (и входных клапанов машины).
Если такая индикация (или ее часть) не нужна, соответствующие элементы попросту из схемы удаляют.
Звуковой капсюль НА1 может быть любым, рассчитанным на напряжение 9-15 В, например, FMQ2715D, FXP1205 (однотональное звучание), KPI4332-12 (прерывистое звучание), KPS4518 (двухтональная сирена) или аналогичный.
Выпрямитель, изображенный на схеме, может быть любым, лишь бы он обеспечивал выходной постоянный ток более 70 мА при постоянном выходном напряжении 12–15 В. Это может быть промышленный выпрямитель или блок питания, например, для радиоприемника или даже выжигательного аппарата. Адаптеры для сотовых телефонов здесь использовать бесполезно, так как выходной ток будет недостаточным для питания реле.
Вот таким простым способом можно автоматизировать работу практически любой стиральной машины-автома-та в деревне и жить, как в городе. И не надо искать мастера-установщика, который возьмет с вас деньги.
4.2.2. Кажущиеся минусы
Потребуется открыть верхнюю крышку стиральной машины и подключиться параллельно электромагнитным клапанам, установив электрический клеммник. Если стиральная машина на гарантии, вскрытием крышки вы можете ее лишиться. Тут уж каждый выбирает сам: или «помучиться», пока не кончится гарантия, или применять для этих целей уже старую стиральную машину, или действовать в соответствии с вышеприведенными рекомендациями и жить комфортно.
4.3. Дистанционное управление электронасосом (насосной станцией)
Дистанционное электронное управление исполнительными устройствами – перспективное направление в радиотехнике, и, кроме того, оно становится все более доступным.
Рассмотрим реальную практическую ситуацию, когда требуется автоматизировать подачу воды в дачный дом (баню, хлев и прочие строения приусадебного участка) с помощью дистанционного управления. Условия задачи, которая будет эффективно решена: дом находится на расстоянии 120–150 м от источника воды (деревенского колодца).
Включение и отключение погружного водяного насоса, установленного в колодце, осуществляется по радиоканалу.
В основе устройства – приобретенный в магазине стройтоваров (в Санкт-Петербурге) беспроводной радиозвонок с символической стоимостью 192 руб. Непосредственно замечу, что готовое устройство управления насосной станцией (без проводов) можно приобрести в Москве по цене более 3000 руб. Выводы делайте сами.
ДЛЯ СПРАВКИ
Насосная станция отличается от погружного насоса автоматическим контролем давления в водяном контуре, резервным накопительным баком и подачей воды в контур, когда это давление уменьшается (открывают кран в доме), а также – некоторые модели – и подогревом воды.
Беспроводной звонок промышленного изготовления может иметь различный внешний вид (рис. 4.6), но в его составе обязательными элементами являются передатчик и приемник радиосигнала.
Рис. 4.6. Внешний вид различных моделей беспроводных звонков
Как правило, такие беспроводные звонки (например, с указанием на корпусе фирмы-производителя Paget Trading Ltd) работают на частоте 433 МГц, что не привносит помех в радиоэфир из-за малой дальности действия передатчика (его ограниченной мощности).
Заявленная в паспортных данных дальность действия данного радиозвонка составляет 50 м, однако на практике и эти сведения не являются верными. Если заявленная производителем дальность, например, 80 м, ее реальная дистанция будет около 30.
Хотя с увеличением заявленной дальности радиозвонков пропорционально возрастает их розничная цена, например, беспроводной звонок с радиусом работы 100 м (в реалии 35 м) стоит уже более 1 100 руб.
По сути все равно, какой звонок усовершенствовать, развивая его дальность, поэтому рассмотрим самые «бюджетные» и простые варианты.
Первым делом после приобретения нужно вскрыть корпус радиопередатчика, потому что увеличивать дальность будем именно на нем.
Антенну приемника трогать не будем, поскольку на частоте радиосигнала 433 МГц увеличение ее длины не приводит к увеличению дистанции работы связки передатчик-приемник.
На рис. 4.7 представлены (две разные по внешнему виду модели, но одинаковые по схемотехнике) приемники радиосигналов со снятой крышкой.
Рис. 4.7. Приемники радиосигналов со снятой корпусной крышкой
Как видно из рис. 4.7, схема одна, а ее исполнение на печатной плате разное, в частности на рисунке слева представлен вариант, собранный из дискретных элементов, а на рис. справа – на элементах в SMD-корпусах для поверхностного монтажа.
На рис. 4.8 представлена электрическая схема приемника беспроводного звонка.
Рис. 4.8. Электрическая схема приемника радиозвонка
4.3.1. Принцип работы устройства
Описание принципа работы поможет тем читателям, кто захочет сделать из рекомендуемых готовых устройств – радиозвонков новое дистанционное управление своим водопроводным насосом на любимой даче.
Вывод 2 микросхемы с обозначением (на печатной плате) U1 имеет активный высокий уровень при поступлении радиосигнала с приемника (когда на нем нажата кнопка). Выводы 1 и 8 U1, наоборот, высокий уровень – в состоянии покоя, а низкий логический уровень – при поступлении сигнала управления.
Эти два сигнала можно использовать для управления устройствами нагрузки с помощью несложной приставки.
Для того чтобы дистанционное устройство включения насоса работало эффективно – при первом нажатии на кнопку передатчика подключало насос к сети 220 В, а при повторном нажатии – отключало его, потребуется собрать несложное устройство доработки и подключить его к готовой схеме (плате) приемника промышленного беспроводного звонка.
На рис. 4.9 представлена электрическая схема устройства согласования и доработки приемника беспроводного звонка с исполнительным узлом.
Параллельно лампе накаливания EL1 подключают погружной насос (на схеме не показан) с соответствующим армированным шлангом, тянущимся к дому от колодца.
Лампа EL1 является дополнительным световым индикатором работы насоса, благодаря ей можно дистанционно убедиться в том, что команда от передатчика получена, дистанционное устройство сработало и насос включился.
Насос погружают в колодец на высоту не более 6 м, что вполне достаточно для деревенских колодцев.
Рис. 4.9. Электрическая схема устройства согласования и доработки приемника с исполнительным узлом
4.3.2. Усовершенствование приемного узла
Вход устройства (рис. 4.9) подключается к базовой печатной плате радиозвонка неэкранированными проводами типа МГТФ-0,4 (или аналогичными), при этом подключается общий провод (к минусу питания) и вход элемента микросхемы DD1.1 (К1561ТМ2), к выводу 2 микроcхемы CD4069BD (в некоторых моделях D4069UBC) обозначена на печатной плате U1. Отечественные аналоги данных микросхем КР1561ЛН4 и К561ЛН5.
При поступлении радиосигнала – импульса от передатчика (его длительность около 2 с функционально обеспечивается передатчиком-брелком независимо от продолжительности воздействия на кнопку подачи сигнала в нем), на выводе 2 микросхемы CD4069BD (U1) уровень сигнала изменяется с низкого на высокий. Выводы 6 и 7 микросхемы U2 (обозначение на печатной плате), которая является генератором мелодий, подключены к маломощной динамической головке.
Таким образом, для того, чтобы во время передачи сигнала по радиоканалу не включался мелодичный звонок, достаточно разорвать печатный проводник от вывода 7 U2 до динамического капсюля. Или отпаять один из проводников, ведущих к нему.
4.3.3. Особенности доработки
Основой схемы на рис. 4.9 является триггер на одном элементе популярной микросхемы К561ТМ2.
Не вдаваясь в подробности ее работы (об этом написано много в радиотехнической литературе), отмечу только самое главное для моего читателя-дачника: в этой микросхеме – два D-триггера, каждый из которых содержит по 2 входа асинхронного управления S и R.
Триггер переключается по положительному перепаду на тактовом входе С (вывод 3 DD1.1).
При этом логический уровень, присутствующий на входе D, передается на прямой выход Q. При высоком логическом уровне на входе сброса R триггер обнуляется.
Напряжение питания может находится в пределах 5–9 В (об эксперименте по увеличению напряжения питания приемного узла – ниже).
Теперь, зная работу микросхемы DD1, можно понять общий принцип работы приставки.
При включении питания в первый момент времени на вход R DD1.1 благодаря разряженному конденсатору С2 поступает высокий логический уровень, который обнуляет триггер – на прямом выходе Q устанавливается низкий уровень напряжения. Транзистор VT1 закрыт, реле К1 обесточено, лампа EL1 не горит, нагнетающий воду насос не работает.
Примерно через треть секунды (это обусловлено емкостью оксидного конденсатора С2 и сопротивлением резистора R1) первый зарядится почти до напряжения питания, и уровень на входе R (вывод 4 DD1.1) переменится на низкий.
Теперь триггер готов к приему сигналов по тактовому входу С, имеющему, как следует из схемы, низкий исходный уровень.
Когда с передатчика поступает в эфир радиосигнал и принимается приемным устройством, на вход С микросхемы DD1.1 от схемы дистанционного звонка поступает высокий уровень напряжения.
Вследствие этого триггер перебрасывается в другое устойчивое состояние – теперь на его прямом выходе Q высокий уровень напряжения. Транзистор VT1 включает реле К1, а его контакты, в свою очередь, замыкают электрическую цепь питания осветительной лампы EL1 и погружного насоса.
В таком состоянии триггер находится сколь угодно долго, до следующего положительного фронта импульса на входе С, при поступлении которого (следующего нажатия клавиши на пульте-передатчике) триггер переходит в исходное состояние, осветительная лампа EL1 обесточивается, насос выключается.
Цепь С2R1 обеспечивает сброс триггера микросхемы DD1 в исходный режим ожидания при включении питания. Оксидный конденсатор С1 выполняет функцию фильтрующего элемента по питанию.
Диод VD1 препятствует броскам обратного напряжения при включении/выключении реле.
Суммарная мощность коммутируемой нагрузки зависит от параметров электромагнитного реле К1 и в нашем случае ограничивается 350 Вт.
Из-за небольшого количества дискретных элементов приставки все они монтируются на участке перфорированной платы размером 30Ч40 мм и вместе с соединительными проводами помещаются в штатный корпус приемника дистанционного звонка в отсек для автономных элементов питания. Для уменьшения воздействия электрических помех желательно, чтобы провода, соединяющие устройство с источником питания и идущие от реле К1 к насосу, имели сечение не менее 2,5 мм2 и стремились к минимальной длине.
4.3.4. О деталях
Постоянные резисторы МЛТ-0,25 (MF-25). Оксидные конденсаторы типа К50-26 на рабочее напряжение не менее 16 В. Остальные неполярные конденсаторы типа КМ-6Б. Микросхему DD1 (К561ТМ2) можно заменить
К561ТМ1 без ущерба для эффективности работы узла, но в этом случае придется изменить схему, так как выводы у этих микросхем имеют разное назначение.
Подробную информацию о таком варианте замены можно уточнить в справочниках по современным микросхемам КМОП.
Транзистор VT1 – полевой, с большим входным сопротивлением. Это позволяет минимизировать ток утечки в состоянии ожидания радиосигнала и практически не оказывает влияния на выход триггера, несмотря на ограничивающий резистор R2 с малым сопротивлением.
Реле К1 можно заменить на РЭС43 (исполнение РС4.569.201) или другое, рассчитанное на напряжение срабатывания 4–4,5 В и ток 10–50 мА.
Устанавливать в устройство реле с током включения более 100 мА нежелательно, так как управляющий работой реле транзистор VT1 имеет ограничение по мощности.
Вместо КП540А можно применить полевой транзистор любой из серии КП540 или его зарубежные аналоги BUZ11, IRF510, IRF521.
Cветодиод HL1 – любой, с его помощью удобно контролировать срабатывание реле и замыкание исполнительных контактов. При необходимости элементы HL1, R3 из схемы можно исключить без последствий. Дополнительный (в ручном режиме) включатель насоса на схеме показан под наименованием SA1.
В базовом варианте предусмотрено автономное питание – 2 пальчиковых элемента по 1,5 В каждый. Но лучше всего осуществлять стационарное питание от стабилизированного источника питания с напряжением 5 В.
Стабилизация питающего напряжения выбирается такая, чтобы отклонение не превышало ±5 %. Таким источником может быть, например, стабилизатор на микросхеме КР142ЕН5А.
Ток потребления передатчика в активном режиме 35 мА.
Ток потребления от источника питания приемного узла в постоянном режиме не превышает 10 мА в режиме ожидания и увеличивается до 50 мА при включении указанного в схеме реле. При других типах реле ток потребления может иметь другое значение.
ВНИМАНИЕ, ВАЖНО!
Повышать напряжение питания приемного узла не стоит (проверено экспериментом повышение напряжения до 12 В), поскольку дальность от этого нововведения не увеличится. Оптимальное напряжение питания приемника 5–9 В.
4.3.5. «Внешняя» доработка передатчика беспроводного звонка
Передатчик, внешне представляющий собой корпус в виде брелока для ключей размером со стандартный спичечный коробок в доработке не нуждается. Чтобы не менять даже раз в год аккумуляторную батарею (такую же, какая установлена в большинстве передатчиков-брелоков охранной сигнализации для автомобилей – 12 В, 23АE, фирма-производитель GP Ultra или аналогичная), питание передатчика осуществляют с помощью любого промышленного сетевого адаптера с выходным стабилизированным напряжением 12 В и током не менее 0,5 А, например, типа ТB-182-C.
Вид на печатную плату передатчика беспроводного звонка представлен на рис. 4.10.
Антенна передатчика достойна детального описания. Для увеличения дальности работы к контакту антенны на печатной плате с мощью отрезка провода МГТФ-0,8 (или аналогичного) подсоединяют методом пайки телескопическую штыревую антенну для радиоприемников (которую можно приобрести в магазинах).
Рис. 4.10. Вид на печатную плату передатчика беспроводного звонка
Или, в крайнем случае – что несоизмеримо хуже, использовать в качестве антенны аналогичный штатному многожильный провод длиной 35–40 см, «распушив» (как лепестки цветка) на конце тонкие проводники (диаметр расходящихся лепестков 6–8 см).
Рис. 4.11. Фото модернизированного передающего узла беспроводного звонка с телескопической антенной
Наибольшая дальность работы с телескопической антенной (на практике) будет в том случае, когда «телескоп» выдвинут на середину, то есть на 35–40 см. Фото модернизированного передающего узла беспроводного звонка представлено на рис. 4.11.
После рекомендованной доработки антенны в устройстве передатчика удалась уверенная дальность работы до 200 м в прямой видимости, и можно дистанционно управлять электронасосом или другой активной нагрузкой. Выбор активной нагрузки (за пределами данной книги по дачной сантехнике) ограничивается параметрами исполнительного реле и фантазией читателя.