水位控制电路设计报告2.docVIP

水位控制电路设计一、设计要求1、控制器能准确测量出水箱内的水位；2、当池中水位低于设定点时水泵自动抽水； 3、当水位到达设定点时水泵自动停止。二、设计目的 实现当池中水位低于设定点时水泵自动抽水，当水位到达设定点时水泵自动停止。三、技术指标设五个水位分别为：最低水位、水箱1/3处，水箱1/2处、水箱3/4处、最高水位。五个发光二极管分别对应以上不同的水位。在水箱中插入一根绝缘棒，在绝缘棒对应位置上按上五个电极，拉出五根导线连在发光二极管上，并提供电源。若水位满过探头电极，利用不纯净水导电这一性质，电路导通，对应的发光二极管亮。利用水位是否满过电极控制水泵工作，实现自动供水功能。设水箱1/2处为水位下限点A，设水箱最高水位为上限B，当水位高于B点时，利用设计电路使水泵不导通，当水位低于B点时，水泵通过设计电路导通工作。导通关断工作可利用继电器、三极管等元件进行。四、设计方案方案一、本电路用一块555时基电路和少量外围元件，依靠电平变化来触发翻转使J吸合或释放控制电机工作。当水位低于B点时，Ic(555)②、⑥脚电压小于1／3Vcc③脚为高电平，J吸合抽水机工作。当水位升至a点时，②、⑥脚为高电平，③脚为低电平，J释放抽水停止，在此由R1使水位保持在A、B两点之间。重要部位就是A、B两接点。为了防止氧化，我用炭棒作接点材料。要使这两点悬空离池边3～10cm，c点用螺栓固定在水泵或水管任一部位。方案二、在水箱绝缘棒最低水位处设一个C点，C点连接电源。当水位低于A点或者在A、B之间的时候，利用与非门、三极管和继电器接通水泵，当水位处于B点时，A、B进入与非门，与非门输出为高电平，通过继电器导通水泵。方案二容易成功，我们选择了方案二五、单元设计电路与参数计算一、电路与参数计算图1是控制器电路图，在水箱中有两只检测探头A和B，其中A是下限水位探头，B是上限水位探头，12V直流电源接到探头C，它是水箱中储存水的最低水位。下限水位探头A连接到晶体管T1(BC547)的基极，其集电极连到12V电源，发射极连到继电器RL1，继电器RL l接入与非门N3第○13脚。同样，上限水位探头B接到晶体管T2的基极(BC547)，其集电极连到12V电源，发射极经电阻R3接地，并接入与非门N1第①、②脚，与非门N2的输出第④脚和与非门N3的第○12脚相连，N3第①脚输出端接到N2第⑥脚输入端，并经电阻R4与晶体管T3的基极相连，与晶体管T3发射极相连的继电器RL2用来驱动电动机M。当水箱向水位在探头A以下，晶体管T1与T2均不导通，N3输出高电平，晶体管T3导通，使继电器RL2有电流通过而动作，因而电动机工作，开始将水抽入水箱。当水箱的水位在探头A以上、探头B以下时，水箱中的水给晶体管T1提供了基极电压，使T1导通，继电器RLl得电吸合N3第○13 脚为高电平，由于晶体管T2并无基极电压，而处于截止状态，N1第①、②脚输入为低电平，第③脚输出则为高电平，而N2第⑥脚输入端仍为高电平，因而N2第④脚输出则为低电平，最终N3第11脚输出为高电平，电动机继续将水抽入水箱。当水箱的水位超过上限水位B时，晶体管T1仍得到基极电压，继电器RLl吸合。N3第○13脚仍为高电平，同时，水箱中的水也给晶体管T2提供基极电压使其导通，Nl第①、②脚输入端为高电平，第③脚输出端为低电平，N2第④脚输出端为高电平，N3第○11脚第终输出低电平，使T3截止，电动机停止抽水。 若水位下降低于探头B但高于探头A，水箱中的水依然供给晶体管T1的基极电压，继电器RLl继续吸合，使N3第○13脚仍为高电平，但晶体管T2不导通，N1第①、②脚输入端为低电平，其第③脚输出端为高电平，N2第⑥脚为低电平，则N2第④脚输出为高电平，最终N3第○11脚输出端继续保持低电平，电动机仍停止工作。若水位降到探头A以下，晶体管T1与T2均不导通，与非门N3输出高电平，驱动继电器RL2，电动机又开始将水抽入水箱。 图2为指示器／监控器电路图，共有五个发光二极管，如果发光二极管全部亮，表示水箱中的水已充满。12V电源送到水箱底部的水中，晶体管(T3～T7)只要得到基极电压，就会导通并点亮相应的发光二极管(LED5~LEDl)。当水箱中的水到达最低水位C时，晶体管T7导通，LEDl点亮；当水位上升到水箱的1／4时，晶体管T6导通，LEDl与LED2点亮；当水位升到水箱的一半时，晶体管T5导通，则LEDl、LED2和LED3点亮；当水位升到水箱的3／4时，晶体管T4导通，则LEDl～LED4均点亮；当水箱的水充满，晶体管T3导通，五个发光二极管全亮。因此从发光二极管点亮的状态，就能知道水箱中的水位发光二极管与水箱中的水位对应关系如附表所示。其中电源为直流12V，保护电阻一律选用1K 。六、原理图元件清单1、总原理