Современная электроника №5/2026

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 52 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 5 / 2026 Все детали измерителя установлены на печатной плате размером 65×55 мм из односторонне фольгированного сте­ клотекстолита толщиной 1,5 мм, чер­ тёж платы приведён на рис. 3, расста­ новка деталей на рис. 4, фото на рис. 5. Собственно рисунок печатных прово­ дников занимает площадь 55×55 мм, что позволяет повернуть его на 90° для более удобной установки в корпусе. Для подключения источника пита­ ния и датчика в плату впаяны шты­ ревые контакты диаметром 1 мм. На стороне печатных проводников вытравлены позиционные обозна­ чения большинства элементов, что облегчает сборку и настройку изме­ рителя. Микросхемы установлены в соот­ ветствующие панельки, а светодиод­ ный индикатор – в два отрезка гнёзд­ ных линеек [8], впаянных в печатную плату. Для подключения источника питания, в качестве которого исполь­ зуется стандартное зарядное устрой­ ство смартфона, использован разъём TypeC [9]. Измеритель собран в пластмассо­ вом корпусе с габаритными размера­ ми 100×60×25 мм. Общий вид измери­ теля приведён на рис. 6. Для изготовления датчика исполь­ зованы полосы шириной 120 мм из фольги для кулинарной выпечки и длиной, соответствующей высоте боч­ ки. Для подключения использованы узкие полоски медной фольги, кото­ рые завёрнуты в концы полос фоль­ ги датчиков, к этим полоскам при­ паяны проводники к измерителю. Полосы закреплены на поверхности бочки при помощи липкой упаковоч­ ной плёнки. Если расстояние между бочкой и платой преобразователя больше двух метров, для уменьшения влияния ёмкостной связи между про­ водниками можно увеличить ёмкость датчика за счёт использования полос фольги вдвое большей ширины, при этом необходимо будет уменьшить сопротивление резисторов R7 и R8 в два раза. Настройка измерителя неслож­ на. Удобно использовать вместо дат­ чика конденсатор с ёмкостью, соот­ ветствующей почти полной бочке. Необходимо подключить его ко вхо­ ду измерителя и, изменяя сопротив­ ление резистора R7 от максимально­ го значения в сторону уменьшения, добиться погасания светодиода, соот­ ветствующего максимальному уров­ ню. Далее, регулируя его в противо­ положную сторону, снова зажечь этот светодиод. Затем при подключении ёмкости, соответствующей пустой бочке, вращением движка резисто­ ра R17 добиться зажигания светоди­ ода, соответствующего минимально­ му уровню. В связи с тем, что регулировки вза­ имосвязаны, рекомендуется повто­ рить вышеописанные операции. Если ёмкость датчика при полной бочке значительно отличается от 270 пФ, необходимо обратно пропорциональ­ но ей изменить суммарное сопротив­ ление резисторов R7 и R8. Осциллограммы работы изготов­ ленного измерителя, приведённые на рис. 7, повторяют кривые на рис. 2, небольшое отличие заключается в том, что разрядка ёмкости датчика происходит не до нуля, а до падения напряжения на диоде VD2, составля­ ющего 0,6–0,7 В. Для питания измерителя не обяза­ тельно использовать источник 5 В, поскольку компараторы микросхемы LM393N и драйвер LM3914N1 не кри­ тичны к напряжению питания, а при изменении напряжения питания и сигнал, и пороги драйвера изменяют­ ся пропорционально. Можно, напри­ мер, использовать стабилизирован­ ный адаптер на 9 или 12 В. Если индикатор впаять в плату со стороны печатных проводников (так сделано в [3]), при минимальных уров­ нях воды будут включаться синие све­ тодиоды, при максимальных – крас­ ные. При первом включении измерителя обнаружилось, что зелёные светоди­ оды индикатора светятся значитель­ но ярче, чем светодиоды других цве­ тов, это заметно на фото рис. 6. Для снижения яркости параллельно им были подключены резисторы КИМ­ 0,05 сопротивлением 1,3 кОм. Для возможной установки резисторов поверхностного монтажа на чертеже проводников печатной платы (рис. 3) добавлены соответствующие контакт­ ные площадки. Если желательно осуществлять индикацию уровня не в виде столби­ ка, а в виде одного светящегося свето­ диода, необходимо отсоединить вход С/Т (вывод 9) микросхем DА2 и DА3 от плюса питания. Далее, вывод 9 микро­ схемы DА2 подключить к её же выво­ ду 11, а вывод 9 DА3 к выводу 1 DА2. Также необходимо между выводом 11 DА3 и плюсом питания установить резистор 20 кОм. Рис. 3. Печатная плата измерителя Рис. 4. Расстановка деталей на плате