简易水塔水位控制课程设计

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1、目录 1 概述 1 1.1 方案的提出 1 2 系统总体方案设计 . 2 2.1 系统的组成框图 . 2 2.2 各单元电路的工作原理 . 2 2.2.1 电源电路 . 2 2.2.2 水位监测和水位范围测量电路 . 3 3 主要元器件的工作原理及参数 7 3.1 元器件的工作原理及参数 . 7 3.1.1 变压器. 7 3.1.2 桥式整流电路 . 7 3.1.3 三端稳压器 . 8 3.1.4 继电器 . 8 3.1.5 555 定时器 8 结论与展望 . 10 参考文献 . 11 附录 1 电路原理总图 . 12 附录 2 元器件清单 . 13 1 1 概述 1.1 方案的提出 该方案电

2、源电路采用电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压 电路将电网中的 220V 交流电转换成直流 5V 电压。稳压电路由三端稳压器实现， 用它来组成稳压电源只需很少的外围元件，电路非常简单，且安全可靠。水位测量 和水位监测电路主要有电阻型水压传感器和迟滞比较器组成。 电阻型水压传感器是 最典型也是最简单的一种压力传感器。迟滞比较器不仅可以测量水位的范围，还可 以防止跳闸现象的出现，并且通过可变电阻实现了手动调节水位范围的功能。水泵 开关电路和显示电路主要由电流放大电路和继电器组成， 是一种比较典型的和简单 的电路。用发光二极管构成显示电路更容易观察水泵工作情况。 综上所述，此方案电路图

3、构成简单易懂，元器件的价格便宜，性能较稳定，操 作简单，且有经济前景。 2 2 系统总体方案设计 2.1 系统的组成框图 图 2-1 建议水塔水位控制电路的总体框图 水位自动控制组成款图 2-1 所示，由电源电路给各个电路提供直流电源，通过检 测电路对水塔水位及范围的测量， 产生不同的电位通过由 555 定时器组成的单稳可重 复触发电路控制电路， 控制继电器的工作状态， 从而实现对水泵工作状态的自动控制， 并由红绿发光二极管显示水泵的工作状态。 2.2 各单元电路的工作原理 该电路能够检测出水塔的水位，并且能够在不同的水位下通过两个水泵控制。当 SS1 时，两个水泵都放水，红灯亮，当 S1SS

4、2 时，两个水泵都关闭，并且通过调节触头的深度可以改变水位 S1， S2 的范围，该电路还能通过发光二极管显示水泵放水的各种状态。 2.2.1 电源电路 3 图 2-2 电源电路 电源电路的设计采用的方法如图 2-2 所示电路，直接从电网供电，通过变压器电 路、 整流电路、 滤波电路和稳压电路将电网中的 220V 交流电转换成+5V 的支流电压。 电路中变压器采用常规的铁心变压器，整流电路采用二极管桥式整流电路，C1、C2、 C3 和 C4 完成滤波功能， 稳压电路采用三端集成电路来实现。 稳压管采用 MC7805CP 可以清除电网波动及负载变化的影响，保持输出电压 5V 的稳定。 2.2.2 水位监测和水位范围测量电路 水位检测原理如图 2-3 所示：S1、S2 分别为水塔的两个水位(S1S2)，且设 S 为 实际水位。S1、S2 是水位探头，一般可用二芯电源线制作，上端分别接上拉电阻， 当触头悬空时，保证为高电平，若触头碰到水或者浸泡在水中即为低电平。水位控制 电路根据探头 S1、S2 是否浸入水中作为输入信号，由控制电路分析处理后，控制水 泵的工作。 其工作状态可分为以下几种