了解水塔水位自动控制器

摘要：本实验的水塔水位控制器是由整流电路、555触发电路（NE55）、继电器控制电路等组成。中职学生易读懂电路的原理，动手操作性强，成品可用于安装在家庭、学校等水塔水位的自动上水和关断。

1设计思路

根据设计要求，电路由降压整流电路、555触发电路（NE55）、继电器控制电路等组成。其中降压整流电路为整个控制电路提供直流电压，触发电路NE555根据其触发特性对水塔水位进行控制。

2.1.1控制电路

由NE555，继电器构成主要控制电路。NE555为8脚时基集成电路，各脚主要功能：

1地CGND2触发3输出4复位5控制电压6门限（闽值7放电8电源电压Vcc

2.2.2继电器

继电器是一种线圈的小电流控制触电的大电流的装置。

2.3保护电路选用

该部分电路选用热继电器，接触器。

2.3.1热继电器

热继电器是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电路的过载保护。

2.3.2交流接触器

当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点保持断开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压（一般为额定电压时，电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触点闭合，接通电路，辅助接点随之动作。

3.1设计原理图

说明：D1-D6：IN4002 R1-R3：470Q

U1：1000uF U2：0.01uF RW1-RW3：100KQ  J是热继电器J1是JRX-13F-1小功率小型继电器

3.2工作原理

3.2.1电源部分

电源电路为水位控制器电路的基础部分。接通电源后，经变压整流，在负载R上得到直流电压V。

3.2.2控制部分

控制电路为水塔水位控制器电路的主体部分，降压整流电路为此部分电路提供稳定直流电压后，NE555开始工作。当水塔内的水位探极A、B、C低于水位线时，为高电位。调节RW1-RW3，使A点和B点的电位最大接近于2/3Vcc与1/3Vcc。当B、C高于塔内的水位线时，即已低于反向闽值电压V-，NE555②脚为“地”电位，使NE555发生置位，③脚输出的高电平使发光二极管工作并且使继电器J1吸合，触点J1闭合，接触器C吸合，触点C1闭合，抽水电机从而因得电而运转，进行抽水；当水位上升至探极B点，而又未到A点时，它们的分压值在1/3Vcc与2/3Vcc之间，状态不变。当水位继续上升至A点时，A点电位接近电源电压Vcc，超过了正向闽值电压V+，相应NE555复位，输出的低电平使J1释放，触点J1断开，接触器C释放，触点Cl断开，抽水机断电停转，从而对水位实现自动控制。

3.2.3保护部分

保护电路为水塔水位控制器电路不可缺少的一部分，当继电器J1吸合后，热继电器J通电，电流使线圈发热，金属片发生形变吸合。交流接触器亦随之通电，产生电磁力，电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触点闭合，此时电路接通，驱动抽水机转动，一旦功率大于额定功率，继电器J线圈发热，使金属片形变到一定的程度时，金属片自动弹开，电路断开。随之接触器C电磁力消失，触电断开。起保护抽水机作用。

3.3电路特点

本电路是采用NE555时基集成电路制作的简易水位自动控制器，其特点是电路简洁，工作可靠，能够基本实现设计要求，水位低则加水，水位高则自动停止。电路安全系数较高，虽实用性欠佳，没有严格考虑制作成本，但中职学生易读懂电路的原理，动手操作易掌握，成品还可直接用于安装在家庭、工厂、学校等水塔水位的自动上水和关断。

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