Pompes à eau automatiques : fonctionnement et importance

Le principal avantage de ce circuit de commande de niveau de pompe à eau automatique est qu'il contrôle la pompe sans intervention de l'utilisateur. Le cœur de ce circuit de pilotage est le circuit intégré NE 555 ; ici, nous avons manipulé un bascule à l'intérieur du timer 555.

Les pompes à eau automatiques ont une construction similaire à une pompe classique, mais avec quelques modifications et accessoires. Leur conception comprend deux capteurs de niveau d'eau, l'un en haut, l'autre en bas. Le fonctionnement est presque similaire à une pompe automatique de type multivibrateur bistable.

Comment fonctionnent les régulateurs de niveau de pompe à eau automatiques ?

On connaît la propriété du timer 555 : sa sortie est HAUTE quand la tension sur la broche 2 (broche de déclenchement) est inférieure à 1/3 Vcc. On peut aussi réinitialiser le CI en appliquant une basse tension sur la broche 4 (broche de reset).

Dans ce montage, 3 fils sont immergés dans le réservoir. Définissons deux niveaux : bas (low) et haut (upper). Un fil/sonde vient de Vcc. La sonde du niveau bas est connectée à la broche de déclenchement du 555. La tension sur la broche 2 est Vcc quand elle est couverte d'eau.

Quand le niveau d'eau baisse, la broche 2 est déconnectée (intacte) de l'eau, la tension sur la broche de déclenchement chute sous Vcc. Alors la sortie du 555 devient haute. La sortie 555 alimente le transistor BC548, qui excite la bobine du relais et démarre l'ensemble pompe.

Quand le niveau monte, la sonde du niveau haut est couverte d'eau et le transistor s'allume. Sa tension collecteur atteint Vce (sat) = 0,2. Basse tension sur la broche 4 réinitialise le CI. Sortie 555 = 0V. La pompe s'arrête automatiquement. Pour une démo simple, on peut utiliser un moteur DC directement sur la sortie 555 au lieu d'un relais.

Pour une mise en œuvre pratique, il faut un relais. Le calibre du relais dépend de la charge (moteur). Un relais 32A convient aux applications domestiques.

Ce circuit de commande automatique contrôle le moteur de la pompe. La pompe démarre automatiquement quand l'eau dans le réservoir supérieur (OHT) descend sous la limite basse. Elle s'arrête quand le réservoir est plein.

Construit autour d'une seule puce NAND (CD4011), le circuit est simple, compact et économique. Il fonctionne en 12V DC et consomme très peu. Le circuit se divise en deux : circuit de pilotage et circuit indicateur.

Circuit de pilotage de pompe à eau automatique

Considérons deux sondes de référence « A » et « B » dans le réservoir, « A » étant la sonde limite basse, « B » la limite haute. Une alimentation 12V DC est envoyée à la sonde C, qui limite la quantité minimale d'eau toujours maintenue dans le réservoir.

La limite basse « A » est connectée à la base d'un transistor T1 (BC547) dont le collecteur est sur 12V et l'émetteur sur RL1. Relais RL1 connecté à la broche 13 de la porte NAND N3.

De même, la sonde limite haute « B » est connectée à la base de T2 (BC547), collecteur sur 12V, émetteur sur broches 1 et 2 de la porte NAND N1 et masse via résistance R3.

La sortie broche 4 de NAND N2 connectée à broche 12 de NAND N3. Sortie N3 connectée à entrée broche 6 de N2 et base de T3 via R4. Le moteur est commandé par relais RL2 connecté à l'émetteur de T3.

Principe de fonctionnement du circuit automatique

Si le réservoir est rempli sous la sonde A, T1 et T2 sont non conductifs, sortie N3 devient haute. Cette sortie alimente RL2 qui entraîne le moteur et pompe l'eau dans le réservoir.

Quand le réservoir est plein au-dessus de A mais sous B, l'eau fournit la tension de base pour piloter T1, RL1 s'active pour maintenir broche 13 de N3 haute. Mais l'eau ne fournit pas la tension de base à T2, donc non conducteur, et la logique autour de N1 et N2 sort une basse tension sur broche 12 de N3. L'effet net : sortie N3 reste haute, le moteur continue de pomper.

Quand le réservoir est plein jusqu'à la sonde B, l'eau continue d'alimenter T1 et RL1 maintient broche 13 haute. En même temps, l'eau fournit la tension de base à T2, et la logique autour de N1 et N2 envoie haute sur broche 12 de N3. L'effet net : sortie broche 11 de N3 chute, le moteur s'arrête. Voilà comment faire un contrôle automatique de pompe à eau, rapide et facile.