MONTAJE/ Pluviómetro con Alarma

Autor: Carlos López Beltran

El presente montaje es un componente más de la pequeña estación meteorológica que estoy diseñando por partes, los anteriores componentes ya fueron publicados en los números 13 (Veleta) y 16 (Anemómetro) de la revista, en este caso la tercera pieza de la estación es un pluviómetro con alarma, la utilidad del aparato es evitarnos tener que salir al exterior mientras todavía está lloviendo a ver la medida y poder tener una aproximación luminosa de los L/m2 que se están produciendo en cada momento, para obtener una medida exacta de los litros caídos sí que debemos salir y mirar la escala graduada del pluviómetro (embudo).

He realizado un medidor sencillo y manejable, siendo muy fácil el poder realizar un aparato con una escala más precisa usando el mismo principio de funcionamiento, únicamente añadiendo mas contactos de acero inoxidable y realizando una o más placas como la expuesta aquí, el equipo dispone además de la indicación luminosa, de una alarma sonora, seleccionable en los diferentes niveles de precipitación que nos avisa si la lluvia caída sobrepasa el nivel preseleccionado, según las necesidades de cada momento, para que podamos realizar las acciones pertinentes, peligro de inundación o desbordamiento, gota fría (alta precipitación en un tiempo muy corto), etc, es un medidor útil, para meteorólogos aficionados, agricultores, jardineros y’ todo aquel que esté preocupado por la cantidad de lluvia caída, el mismo principio se puede aplicar a cuanta medición de líquidos conductores queramos realizar.

FUNCIONAMIENTO

El funcionamiento del circuito se basa en la propiedad conductora de comente que posee el agua al aplicarle un voltaje, colocamos un polo (+) en la parte más baja del pluviómetro y 8 polos detectores de nivel de agua en el lateral del vaso, unidos a la base de los transistores TR1 a TR8, dichos transistores trabajan como amplificador de clase A en configuración emisor común, siendo del tipo NPN, estando su emisor directamente conectado a masa, su base conectada directamente a la sonda de entrada (Pluviómetro) sin resistencias limitadoras para evitar pérdidas innecesarias de voltaje y el colector conectado al cátodo (-) de un diodo LED de 5mm rojo en cada caso, el ánodo de dichos diodos se lleva mediante una resistencia R1 a R8 a (+). El conmutador de tres posiciones de selección de función ON, puede alimentar solo a los diodos LED en una de sus posiciones extremas o a los LED y al zumbador a través de D9 (Diodo antiretorno de (+) en la otra posición extrema, siendo la posición central de reposo OFF, a ambos pines de salida de voltaje soldamos sendos diodos DIO y 11 que dan voltaje (+) a R9 soldada en el conector DB 9 Pin 9 y evitan mutuamente el retorno de voltaje a la otra parte del circuito según la función ON que seleccionemos, el circuito de alarma sonora se compone de un conmutador giratorio de 10 posiciones, la resistencia RIO que proporciona voltaje de test al zumbador, el transistor TR9 y un zumbador de 9 V, la resistencia RIO evita un voltaje excesivo en TR9, que provocaría que este se quemase al colocar el conmutador giratorio en la posición 2, (test SOUND), la posición 1 de dicho conmutador es de reposo N/C, OFF, así como el resto de posiciones de la 3 a la 10 corresponden a las diferentes medidas de L/m2 ya que dichas patillas del conmutador están conectadas a la base de los transistores TR1 a TR8 junto con el cable procedente del conector DB9; de la patilla común del conmutador rotatorio sacamos señal a la base del transistor TR9, este a través del colector alimenta al zumbador ante una señal (+) en la base, en ausencia de señal positiva proveniente de la sonda pluviométrica se mantiene en reposo, en el momento que el nivel de agua alcanza la medida que hayamos preseleccionado, TR9 recibe alimentación (+), con lo que empieza a conducir y alimenta el zumbador que emite un leve pitido de aviso mientras se mantenga dicho nivel de agua, R9 reduce el voltaje (+) aplicado a la sonda, minimizando el efecto de electrólisis que se produciría con los 9 V en contacto con el agua (el agua cuece y se oscurece tomando un color marrón después de varias horas aplicando 9V al agua), el consumo del circuito, es menor en el modo ON ALARMA debido al paralelo de entrada de las bases de los dos transistores atacados por la misma señal (+), así como el LED preseleccionado como disparo de alarma se ilumina mas levemente en modo ON ALARMA.

Pluviometro con alarma componentes sonda circuito

Esquema eléctrico

MONTAJE DEL CIRCUITOPluviometro con alarma componentes sonda componentes visualizador

El montaje del circuito es muy simple, al basarse en resistencias y transistores, no dando opciones a errores en las soldaduras de los mismos, únicamente debemos tener cuidado de no calentar en exceso los transistores, el resto de componentes, diodos LED, zumbador y conmutador, no se hallan en la placa, estando situados en el panel de la caja, por lo que deberemos realizar las correspondientes conexiones mediante cabléenlos entre la placa y dichos componentes siendo la tarea más laboriosa de todo el montaje, no debemos olvidar conectar la resistencia R9 de limitación del corriente a la base del transistor del zumbador, RIO de limitación de comente al pin 9 (+) de salida del conector DB9 y los diodos DIO y 11 que dan voltaje de salida a dicho pin evitando retornos de voltaje al circuito, la carátula de la caja, está realizada en formato EXCELL debido a lo sencillo que resulta utilizar los casilleros de dicha hoja de cálculo así como sus diferentes colores, los dibujos pertenecen a un archivo de CLIPS-ARTS de los muchos que se regalan con las revistas de informática, está realizado con una impresora común de color, en papel adhesivo blanco que se encuentra fácilmente en papelerías técnicas y para evitar que se ensucie se ha forrado con plástico adhesivo transparente, del utilizado para forrar libros.

PUESTA EN MARCHA Y AJUSTEPluviometro con alarma componentes sonda características técnicas

Pulsamos el conmutador de dos posiciones, a su posición ON con lo que aplicamos voltaje al circuito, sin utilizar la función de alarma; dicho circuito ya debe empezar a detectar, si hay agua en el pluviómetro, por lo que deben iluminarse los diodos LED correspondientes a dicho nivel de agua, permaneciendo apagados en el panel todos los LED correspondientes a los contactos que no estén bañados por el agua, al vaciar el agua del pluviómetro, todos los LED deben apagarse ante la falta de continuidad eléctrica, la siguiente prueba es cambiar el conmutador a la posición ON ALARMA, giramos el conmutador giratorio en sentido horario partiendo de la derecha y el primer punto es el de Test de sonido, por lo que el zumbador debe emitir un pitido continuo, el siguiente punto ya corresponde a la escala de medida, por lo que dejaremos el conmutador en el nivel que deseemos, por ejemplo 25 L/m2, vamos añadiendo agua al pluviómetro y los diodos LED correspondientes a la medida aplicada se irán iluminando progresivamente, hasta que el nivel de agua alcance el 25, momento en que comenzará a iluminarse dicho LED y comenzará a sonar el zumbador de alarma, dicho sonido perdurará mien­tras el contacto correspondiente al 25 esté en contacto con el agua, por lo que deberemos seleccionar un punto de alarma mayor con el conmutador, para seguir en la función aviso de alarma o cambiar el conmutador giratorio a la posición OFF, si la alarma ya ha realizado su función y solo necesitamos visualización luminosa.

CONSTRUCCIÓN DEL VASO PLUVIOMETRICO

El detector se basa en un pluviómetro comercial de plástico muy barato, unas 450 Pts y que se puede encontrar fácilmente en ferreterías, tiendas de plantas y jardinería o en tiendas de aparatos meteorológicos, dicho pluviómetro viene serigrafiado con una escala milimetrada de precipitaciones, en L/m2; se traza una línea paralela a esta escala y marcamos los puntos que queramos medir correspondientes a la escala, con una broca fina de 2 a 3 mm realizamos los taladros en los puntos marcados y colocamos por el interior del pluviómetro unos tornillos pequeños de acero inoxidable que harán la función de contactos, he elegido el acero inoxidable por su resistencia al oxido y al desgaste por el agua, dichos tornillos se sujetan con cinta aislante por el interior y se pegan con pegamento cianolit de secado rápido por la parte exterior, una vez fijos se coloca el cableado correspondiente a cada tornillo, enrrollando fuertemente unos 2,5 Cm de cable al tomillo, es imposible soldar cobre con acero inoxidable, lo que le dará una buena continuidad. Una vez acabado el cableado se hace una especie de molde de cinta aislante a lo largo de los tornillos para poder verter el pegamento de dos componentes sin que chorree, dicho pegamento le dará aislamiento y dureza al conjunto, sujetando fuertemente el cable, posteriormente antes de que endurezca completamente el pegamento se retira la cinta aislante con cuidado y se retocan los cantos del pegamento con un cutter para evitar cantos cortantes, en la parte interior del vaso, se recubren los contactos sin aislarlos para que pueda subir el agua sin problemas con un trozo de ángulo de plástico para evitar que al caer el agua de lluvia chorree sobre los contactos o salpique a varios a la vez, falseando la medida en el panel, la parte alta de este ángulo se cubrirá con un pedazo de plástico a modo de pequeño tejado sin taponar la salida de agua.

Debido a la cal que posee el agua y al efecto de electrólisis (el agua cuece) producido por el terminal (+) en contacto con el agua, los contactos de medida de L/m2 tienden a atraer la cal, por lo que después de varios usos para continuar con una buena conductividad, se deben limpiar con algún liquido limpiador antical para cocinas, por ejemplo “Viacal” que vuelve a dejar los contactos brillantes y no ataca el acero.

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