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二线水位控制装置

时间:2014-04-06 00:38来源:电子科技协会 作者:李逢昶 点击:
555时基集成电路是一种电路结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能集成电路。下面将介绍应用555时基集成电路芯片设计的水池制动控制系统的工作原理及制作方华,该系统具有工作性能可靠、经济实用、状态指示直观的特点。

一、摘要:
555时基集成电路是一种电路结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能集成电路。下面将介绍应用555时基集成电路芯片设计的水池制动控制系统的工作原理及制作方华,该系统具有工作性能可靠、经济实用、状态指示直观的特点。

 

 

二、引言:
水塔作为储水设施,广泛应用与农村家庭、工厂、城镇以及市区高层的储水及整压,许多单位还在使用水池水塔供水方式,即用水泵从地面水池向水塔或高位水箱抽水,然后再向用户供水。
笔者利用一块555时基集成芯片为核心部件设计水池水塔自动抽水控制系统,该系统具有电路简单、性能稳定可靠、经济实用、状态指示直观的特点。
三、实验目的:
通过三根探头针自动检测容器内水位,如水位低于最低点(C点)电机自动抽水;如水位在最高点和最低点之间(B点),电机保持不变;如水位高于最高点(A点),电机自动停止抽水。

1、继电器的分类
继电器的分类方法较多,可以按作用原理、外形尺寸、保护特征、触点负载、产品用途等分类。
一、按作用原理分
1.1电磁继电器
在输入电路内电流的作用下,由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器。
它包括直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电器,节能功率继电器。
(1)直流电磁继电器:输入电路中的控制电流为直流的电磁继电器。
(2)交流电磁继电器:输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器。

 


2、电机的分类
(1)采用步进电机。步进电机的一个显著特点就是具有快速启停能力,如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值,就能够立即使步进电机启动或反转。另一个显著特点是转换精度高,正转反转控制灵活。
(2)采用普通直流电机。直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑、方便,调整范围广;过载能力强,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速启动、制动和反转;能满足各种不同的特殊运行要求。
3、IC选用NE55或LM555、561555型等时基集成电路。VT1用8050或9013

 

 

 


1、 此电路是采用13V输出三极管串联型稳压电路供电
(1) 稳压原理
当输出电压或负载发生变化时,若引起输出电压Vo上升,导致取样电压Vb2增加,则V2管的Vb2增大,集电极电流Ic2增加,使集电极电位下降,故V1管的Vbe1减小,Ic1减小(相当于c、e极之间的电压增大),管压降增大使输出电压Vo减小,从而保持Vo基本不变。
(2) 串联稳压的稳压过程

 

 

 

2、 电路的组成
水池水塔自动抽水控制系统的电路组成如下图所示,图中NE555时基集成电路芯片为系统电路的核心元件。NE555时基集成电路为数字—模拟混合集成电路,可产生精确的时间延迟和振荡,只要改变NE555集成电路的外部附加元件,就可以构成各种各样的应用电路。其中多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器是三种典型的应用电路。在自动抽水控制系统电路图中一块NE555时基集成电路芯片NE555接成施密特触发电路。A、B、C分别是高水位的高、中、低位三根导线水位检测电极。水池水塔自动抽水控制系统整体控制要求是:水池水满并且水塔水位处于低位时水泵电机启动抽水,如水池缺水或水塔水满时水泵点击停止工作。

 

3、 电路工作原理
2.1 继电器J是用来控制水泵的电源,电容C1是为了消除信号线上的干扰NE555接成施密特触发电路,利用其回差特性而达到保持的目的。
2.2 自动抽水:当水位下降低于C点,C点悬空。NE555的2脚低于1/3Vcc,其3脚输出高电平,继电器得电吸和,启动水泵抽水,水位逐渐上升。
2.3 中间保持:当水位上升到A点到B点之间时,电阻R4被串入电路,此时P点电位控制在1/2Vcc左右,出发器,保原来的状态不变。


4、 抽水过程中,水池水位下降的情况
在水泵抽水的时候,如水池水位下降,有以下两种情况:
3.1水池水位低于B点高于C点的情况
此时,B点处于悬空状态,B点的电位数值在(1/3—2/3)V之间,根基施密特触发器的回差特性,IC的3脚保持高点平的状态不变,则水泵电机继续维持抽水工作状态。
3.2 水池水位低于C点的情况
此时,A、B 都处于悬空状态,B点的电位U>2/3Vcc经过延时后IC的电位等于B点的电位,则IC的3脚输出为低电平,水泵电机停止抽水。防止水泵在无水的情况下继续工作而损坏电机。


5、实际电路焊接
5.1、焊接的基本步骤
1)、烙铁头上先熔化少量的焊锡和松香,将烙铁头和焊锡丝同时对准焊点。
2)、在烙铁头上的助焊剂尚未挥发完时,将烙铁头和焊锡丝同时接触焊点,开始熔化焊锡。
3)、当焊锡浸润整个焊点后,同时移开烙铁头和焊锡丝。焊接过程一般以2~3s为宜。焊接集成电路时,要严格控制焊料和助焊剂的用量。为了避免因电烙铁绝缘不良或内部发热源对外壳感应电压而损坏集成电路,实际应用中常采用拔下电烙铁的电源插头趁热焊接的方法。
5.2、出现的问题
焊脚太大或太小,电路出现连接的时连接的现象
焊出来的板子出现虚焊,电路有时无法导通。
5.3、解决的方法
焊接前,应对元器件引脚或电路板的焊接部位进行处理,一般有“刮”、“镀”、“测”三个步骤:
“刮”:就是在焊接前做好焊接部位的清洁工作。一般采用的工具是小刀和细砂纸,对集成电路的引脚、印制电路板进行清理,去除其上的污垢,清理完后一般还需要往待拆元器件上涂上助焊剂。

6、电路的调试
6.1、出现的问题
探头不能准确检测水位
输出电压不稳定
6.2、解决方法
微调电位器,使输出电压达到13V即可。

 


四、结束语及附录

4.1、结束语
该系统设计先进、实用、合理,主要具有以下几方面有点;1)能按照使用者的要求,自动控制水池水塔中水位的高低噶、根据预先设定的水位自动启动水泵抽水,达到一定的水位后,自动关闭水泵停止抽水;2)通过低压电来控制继电器,完成对水池水塔供水的自动控制,安全可靠,无需人工监测水池水塔内水位就可长期自动地给水塔充分供水而保证不会溢出塔外,这样不仅让用户省力放心,而且不会造成水电资源的白白浪费,从而为家庭和社会节约人力和资财;3)其结构简单,生产制造成本不高,而且使用寿命长,可靠性高,操作维修方便••••••

 


4.2、附录
继电器 X 1
9013三极管 X1
蓝光二极管 X1
电阻470、1K、22K、3.3K
50K电位器 X1
电容 X3
稳压二极管 X4
直流电机 X1
NE555 X1
导线若干

 

 

 

(责任编辑:李文杰)
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