水位控制
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1、电路工作原理
电路采用CD4011四与非门作为处理芯片,原理图如图1。
图1
12V直流电压经VD1,一路经R7点亮发光管LED1,作为电源指示,另一路
作为系统的工作电源。接通电源后,如果水箱中没有水,则两个水位探头经R1、
R2与正电源相连,即为高电位,IC1的4脚输出低电平,经IC1C处理后,10脚
输出高电平,这个高电平一路经R4加在VT1的基极,使VT1饱和导通,继电器
得电吸合,启动水泵抽水;另一路经R8接到IC1的2脚,由于高水位探头也为
高电平,经与非门处理后,IC1的3脚输出为低电平,将IC1C与非门锁住。随
着水泵不断向水箱供水,水箱中的水位逐渐升高,当低水位探头浸到水后IC1
的6脚变为低电平,4脚输出高电平,但此时与非门已被锁住,故而不会影响输
出,水泵继续抽水;随着水位的进一步升高,当水位碰到高水位探头时,IC1的
1脚和6脚都变为低电平,这个变化对IC1的4脚没影响,而3脚却因1脚变为
低电平,输出为高电平,这样IC1的8、9脚都是高电平,10脚便输出低电平,
继电器失电断开,水泵停止抽水,同时这个低电平又经R8加在2脚上,使3脚
保持高电平。直到水位再次低于低水位探头时,又将重前述过程,从而对水箱的
水位实现自动控制。本电路中,设计有故障保护电路,当高水位探针因电极氧化
发生故障时,无法发出停机信号,此时水位继续上升,当WAR端探针浸入水中时,
将强行使水泵停机,以作为保护之用。
2、调试与安装
该电路原理简单,本站提供的元件参数都已调好,只要焊接无误,一般一次
就能成功。焊接步骤:
先焊电源部分 将二极管和相关元件按线路板上所标的位置焊接好,当焊完发光
二极管后,可以对电源部分进行调试。从电源输入端插入稳压电源,看发光二极
管是否点亮,若不亮,仔细查看VD1电否反焊。
再焊输出部分 电源部分正常后,接下来焊继电器和输出三极管。焊好后,再次
通电,用一根导线将正电源和IC1的10脚的位置(此时还没焊上集成电路)碰
一下,如果能听到一声清脆的继电器吸合声,同时可看到工作指示灯点亮,断开
后又能吸到另一声音同时工作指示灯熄灭,表明输出部分也无误。
最后焊处理部分 经过前面两部后,只要焊上IC及相关的电阻就能工作了。
制作完成后的水位控制器装于合子内的位置见图3:
图3
调试:用导线与线路板上的接线端子接好,接上电源,电源指示灯点亮,同时继
电器应吸合,然后用手将低水位探头的引出线与地相连,再将高水位探头与地相
连,此时断电器断开;接着将高水位探头引出线与地断开,然后再将低水位与地
断开,此时继电器再次吸合,反复测试几次,如都是按上述规律变化,则说明电
路工作正常。实验室试验时,可用一个一次性水杯,将水位线按高低不同放入杯
内,然后往杯中加水,就可以模拟整个抽水过程。实际安装时,水位探头选用
φ16-20的不锈钢管,这种材料不易生锈,可靠性较好。将探头伸入水箱中与水
箱盖固定处要注意绝缘处理。安装可选用一种防水接头来完成,把不锈钢管伸入
中间,拧紧就行,φ16-20的不锈钢管配PG21或PG29的防水接头刚好。
用一根两芯屏蔽线作为水位信号的引入线,将屏蔽层与水箱外壳相连,另一头
接线路板的地,两根芯线分别连接线路板上的L和H处,其中L与低水位探头相
接,H与高水位探头相接。注意水位信号线尽量要短,太长有可能会受到外界干
扰,使系统无法正常工作。最后在继电器的输出端子上接上用于控制水泵电源的
引出线,系统就算安装完成了。接线图见下图: