摘要：本實驗的水塔水位控制器是由整流電路、555觸發(fā)電路（NE55）、繼電器控制電路等組成。中職學(xué)生易讀懂電路的原理，動手操作性強，成品可用于安裝在家庭、學(xué)校等水塔水位的自動上水和關(guān)斷。

1設(shè)計思路

根據(jù)設(shè)計要求，電路由降壓整流電路、555觸發(fā)電路（NE55）、繼電器控制電路等組成。其中降壓整流電路為整個控制電路提供直流電壓，觸發(fā)電路NE555根據(jù)其觸發(fā)特性對水塔水位進行控制。

2.1.1控制電路

由NE555，繼電器構(gòu)成主要控制電路。NE555為8腳時基集成電路，各腳主要功能：

1地CGND2觸發(fā)3輸出4復(fù)位5控制電壓6門限（閩值7放電8電源電壓Vcc

2.2.2繼電器

繼電器是一種線圈的小電流控制觸電的大電流的裝置。

2.3保護電路選用

該部分電路選用熱繼電器，接觸器。

2.3.1熱繼電器

熱繼電器是由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當(dāng)形變達(dá)到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實現(xiàn)電路的過載保護。

2.3.2交流接觸器

當(dāng)接觸器電磁線圈不通電時，彈簧的反作用力和銜鐵芯的自重使主觸點保持?jǐn)嚅_位置。當(dāng)電磁線圈通過控制回路接通控制電壓（一般為額定電壓時，電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心，帶動主觸點閉合，接通電路，輔助接點隨之動作。

3.1設(shè)計原理圖

說明：D1-D6：IN4002 R1-R3：470Q

U1：1000uF U2：0.01uF RW1-RW3：100KQ  J是熱繼電器J1是JRX-13F-1小功率小型繼電器

3.2工作原理

3.2.1電源部分

電源電路為水位控制器電路的基礎(chǔ)部分。接通電源后，經(jīng)變壓整流，在負(fù)載R上得到直流電壓V。

3.2.2控制部分

控制電路為水塔水位控制器電路的主體部分，降壓整流電路為此部分電路提供穩(wěn)定直流電壓后，NE555開始工作。當(dāng)水塔內(nèi)的水位探極A、B、C低于水位線時，為高電位。調(diào)節(jié)RW1-RW3，使A點和B點的電位最大接近于2/3Vcc與1/3Vcc。當(dāng)B、C高于塔內(nèi)的水位線時，即已低于反向閩值電壓V-，NE555②腳為“地”電位，使NE555發(fā)生置位，③腳輸出的高電平使發(fā)光二極管工作并且使繼電器J1吸合，觸點J1閉合，接觸器C吸合，觸點C1閉合，抽水電機從而因得電而運轉(zhuǎn)，進行抽水；當(dāng)水位上升至探極B點，而又未到A點時，它們的分壓值在1/3Vcc與2/3Vcc之間，狀態(tài)不變。當(dāng)水位繼續(xù)上升至A點時，A點電位接近電源電壓Vcc，超過了正向閩值電壓V+，相應(yīng)NE555復(fù)位，輸出的低電平使J1釋放，觸點J1斷開，接觸器C釋放，觸點Cl斷開，抽水機斷電停轉(zhuǎn)，從而對水位實現(xiàn)自動控制。

3.2.3保護部分

保護電路為水塔水位控制器電路不可缺少的一部分，當(dāng)繼電器J1吸合后，熱繼電器J通電，電流使線圈發(fā)熱，金屬片發(fā)生形變吸合。交流接觸器亦隨之通電，產(chǎn)生電磁力，電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心，帶動主觸點閉合，此時電路接通，驅(qū)動抽水機轉(zhuǎn)動，一旦功率大于額定功率，繼電器J線圈發(fā)熱，使金屬片形變到一定的程度時，金屬片自動彈開，電路斷開。隨之接觸器C電磁力消失，觸電斷開。起保護抽水機作用。

3.3電路特點

本電路是采用NE555時基集成電路制作的簡易水位自動控制器，其特點是電路簡潔，工作可靠，能夠基本實現(xiàn)設(shè)計要求，水位低則加水，水位高則自動停止。電路安全系數(shù)較高，雖實用性欠佳，沒有嚴(yán)格考慮制作成本，但中職學(xué)生易讀懂電路的原理，動手操作易掌握，成品還可直接用于安裝在家庭、工廠、學(xué)校等水塔水位的自動上水和關(guān)斷。

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