Surveillance du stockage de l’eau : Quelle quantité d’eau ?

(Suite de la première partie. Ceci conclut l’article.)

Retour aux premiers principes

Ce qui serait vraiment utile, c’est une série de voyants qui indiqueraient le niveau de remplissage du réservoir et, en plus, une alarme sonore en cas de niveau d’eau élevé. Peut-être pourrais-je construire quelque chose de ce genre en utilisant des composants électroniques de base disponibles dans le commerce et mes connaissances plutôt rudimentaires ?

Comme la plupart des lecteurs, je ne suis ni ingénieur, ni électricien. Mon seul atout personnel semble être que j’aime bricoler. J’ai donc sorti le multimètre et une vieille planche à pain et j’ai commencé à expérimenter. Pour faire gagner du temps à ceux qui essaient de résoudre un problème similaire, voici une description de ce que j’ai finalement concocté.

J’ai fini par utiliser cinq transistors NPN (BC547), comme le montre le schéma ci-dessous, la flèche pointant de la base vers l’émetteur.

Les transistors ont trois broches : le collecteur, la base et l’émetteur. Un transistor agit comme un interrupteur à semi-conducteurs qui s’allume lorsqu’une tension positive est appliquée à la base. Pour savoir quelles sont les broches, il faut se référer à la fiche technique des transistors. Les BC547 que j’ai utilisés étaient présentés dans un boîtier TO-92 qui, avec la face plate vers le haut, indique de gauche à droite : collecteur (1), base (2) et émetteur (3).

En créant ma sonde à l’aide d’une tige en fibre de verre, j’ai placé six bandes de cuivre, en bas et à 9 pouces d’intervalle. La bande du bas était reliée à l’alimentation plus (+). À des hauteurs de 9, 18, 27, 36 et 45 pouces, chacune était reliée à la base d’un transistor NPN par l’intermédiaire d’une résistance de 330 ohms.

La tige en fibre de verre elle-même a été récupérée à partir des restes d’un projet de clôture à mailles losangées de 1,80 m de haut. Il s’est avéré que cette longueur était parfaite pour couvrir la profondeur de cette citerne. Des bandes de cuivre ont été créées à l’aide d’un cerclage du type utilisé par les plombiers. Des vis en acier inoxydable ont été utilisées pour fixer chaque bande de cuivre à un connecteur soudé sur chaque fil de niveau – six fils au total.

Chaque émetteur de chacun des quatre transistors NPN est connecté directement à une diode électroluminescente (DEL) verte. Les DEL sont orientées de manière à ce que la barre du symbole soit connectée à l’alimentation négative (-). Sur mes LED, les fils les plus longs étaient les négatifs.

Chaque collecteur NPN est connecté à l’alimentation positive via une résistance de 220 ohms.

Pour l’indicateur de débordement, je n’ai pas toujours voulu quelque chose qui fasse du bruit, j’ai donc placé un interrupteur sur le buzzer de débordement, connecté en parallèle avec une LED rouge non commutée. La LED rouge s’allume toujours lorsque le réservoir est presque plein – l’avertisseur sonore peut être désactivé.

Une autre LED, jaune, indique que l’alimentation électrique est activée. Ainsi, même lorsque le réservoir est vide, un appareil en état de marche affiche toujours le jaune.

J’ai commencé par utiliser un régulateur de courant continu de 9 volts (LM7809) pour alimenter le circuit. Lors de mes tests sur le circuit de la petite citerne, 9 VDC étaient suffisants. Mais j’ai ensuite déterminé par essais et erreurs qu’un régulateur de tension continue de 12 volts (LM7812) était plus approprié pour l’application de la citerne. Le régulateur de tension DC permet à ce dispositif d’être alimenté par mon système de batterie solaire qui fonctionne de 23 à 30 VDC.

La languette du régulateur de tension LM7812 sur la table s’étend vers le haut, les broches vers moi, de gauche à droite, sont l’entrée (1), le négatif/masse (2), et la sortie (3). J’ai alimenté en courant continu la batterie de mon système solaire, 24 vdc nominal (+) sur la broche d’entrée 1, 12 vdc (+) disponible sur la broche de sortie 3 connectée au circuit de niveau d’eau, avec le conducteur négatif de la batterie de 24 volts (-) relié à la broche 2.

La question suivante que je devais résoudre était de savoir quel dissipateur thermique je devais utiliser pour le LM7812. Avec le réservoir plein, j’ai mesuré une consommation maximale de 6,5 watts, ce qui correspond à un courant d’environ un demi-ampère sous 12 volts. La fiche technique du LM7812 indique que le courant maximum est d’environ 2 ampères s’il est suffisamment enfoncé. J’ai donc pensé qu’un dissipateur thermique ne serait pas nécessaire.

Après avoir développé un circuit fonctionnel à l’aide de la planche à pain, il a été assemblé sur une carte perforée de 2 “x2″ qui a été montée sur des supports à l’intérieur d’une boîte utilitaire en plastique de 2″ x 3,5″ x 2,5” conçue pour une prise de courant alternatif, avec des personnalisations de la boîte et de la plaque de couverture. Je dispose de deux interrupteurs miniatures à bascule : l’un pour couper la puissance d’entrée, l’autre pour couper l’alarme sonore.

Les quatre photos suivantes illustrent les essais et l’installation.

Figure 1 : Test in situ du capteur avant l’assemblage final.

J’ai utilisé des connecteurs APP (Anderson Power Pole) en six couleurs pour le signal, plus deux couleurs pour l’alimentation. Les APP permettent d’entrer et de sortir facilement le circuit expérimental.

Au sommet de la citerne, j’ai vissé une boîte de service octogonale Crouse-Hinds, en utilisant un mamelon court de 1/2″ NPT.

Figure 2 : évent dans la citerne adapté au mamelon 1/2NPT.

Le câble à six conducteurs résistant aux intempéries qui relie le circuit installé à l’intérieur et le boîtier Crouse-Hinds dans la citerne a été fixé à l’aide d’un connecteur à compression résistant aux intempéries. Un évent grillagé sur mesure a été fixé de l’autre côté du boîtier, car nous devons nous assurer que nous ne créons pas de pression ou de vide dans la citerne. La tige de censure en fibre de verre passe par le mamelon et se raccorde au câble résistant aux intempéries par l’intermédiaire des connecteurs APP à code couleur.

Figure 3 : Boîte électrique octogonale moulée sous pression Crouse-Hinds vissée en place.

Tous les composants, à l’exception des connecteurs APP, étaient facilement disponibles dans les magasins locaux d’électricité et d’électronique. Les connecteurs Anderson Power Pole ont été gracieusement offerts par un radioamateur local.

Figure 4 : citerne pleine montrée par quatre DEL vertes allumées.

Dépannage

Au départ, le circuit présentait une instabilité étrange, en ce sens que l’avertisseur sonore de débordement s’allumait en même temps que des diodes lumineuses à froid. Après un certain temps, les LEDs sont devenues plus faibles et le buzzer est devenu inaudible. J’ai tenté de remédier à cette instabilité en ajoutant un condensateur de 100 microfarads sur l’entrée du LM7812, et un autre sur la sortie, comme le montre le schéma ci-dessous. Après quatre heures de tests initiaux, la température du régulateur de tension a été mesurée à 85F et stable.

Figure 5 : Schéma du circuit de surveillance du niveau d’eau actuellement utilisé.

Après plusieurs mois de fonctionnement, le circuit a fonctionné de manière fiable, à l’exception de l’avertisseur sonore. Alors que ce dernier a fonctionné normalement pendant les premiers mois, ces dernières semaines, il a à peine émis un grincement. Comme je suis passé à d’autres projets, je n’ai pas cherché à résoudre ce problème.

Conclusion

J’attire à nouveau votre attention sur la citation suivante Manuel de défense civilequi est apparu au début de cet article, dans la partie 1. L’eau est essentielle à la vie. Il s’agit d’un élément fondamental de la “préparation”. Nous devons prendre cela au sérieux.

Dans cet article, nous avons fourni des données de référence basées sur notre expérience après une coupure soudaine de l’eau. Nous avons également mis au point une méthode de contrôle de la consommation d’eau. Le schéma simple ci-dessous a été fourni pour vous aider à démarrer.

Nous utilisons exclusivement l’eau de la citerne depuis février 2024. Nous avons finalement installé le système de mesure du niveau d’eau en juin. Au moment où nous écrivons ces lignes, nous l’avons utilisé avec succès.

Quelle est la linéarité du système de mesure de l’eau ? La capacité nominale déclarée de la citerne est de 1 150 gallons. La citerne n’est pas un cylindre parfait. Empiriquement, l’expérience a montré qu’il y a environ 200 gallons entre le vide et chaque marqueur LED vert. Le dernier voyant rouge en haut de la citerne indique qu’il y a 200 gallons supplémentaires, soit un réservoir plein. Il reste un peu d’espace en haut de la citerne.

Nous sommes maintenant en mesure de connaître l’état du stockage de l’eau en temps réel. Le circuit du niveau d’eau et la pompe de la citerne sont tous deux alimentés par notre système d’alimentation solaire de secours qui fournit le niveau souhaité d’indépendance par rapport au réseau.

En réalité, cette réserve d’eau représente moins de deux mois d’approvisionnement pour nous deux, si nous donnons la priorité à une méthode raisonnable de conservation de l’eau. Il serait plutôt stressant que les circonstances nous obligent à prolonger cette période. D’un autre côté, l’expérience a également montré que sans une conservation rigoureuse de l’eau, nous pouvons facilement épuiser cette quantité en moins d’un mois.

L’été dernier, l’arrivée de notre fille et de sa famille de quatre personnes a fait en sorte que nous avons consommé la majeure partie des 1 150 gallons stockés en l’espace de dix jours. Heureusement, nous avions encore 500 gallons stockés dans les conteneurs IBC du printemps dans le garage. Ces bacs sentaient les vieilles algues de l’été dernier, une odeur et un goût qui n’ont pas tout à fait été éliminés par filtrage. Ce fait malheureux a permis d’économiser l’eau.

L’été dernier, grâce à la citerne, nous avons réussi à devancer la prolifération des algues. La façon dont nous avons réussi à contrôler les algues cet été pourrait faire l’objet d’un autre article.

Le moment de la SHTF ne tombera pas commodément le jour où nous aurons une citerne pleine. En fin de compte, nous avons confiance dans le fait que Dieu a fourni de la pluie en saison à son peuple.