中财网江西师大附中章国富:水箱水位自动控制器的制作
来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/04/27 07:16:20
本文向网友介绍一款水箱水位自动控制器的制作。在一些农村，普遍使用井水作为日常生活用水，与之相配套的还在屋顶装有水箱，通过水泵将井水抽到高处的水箱中储存起来，平时就用水箱中的水，从而达到如同城市中的自来水一样方便的效果。在使用中经常会将水箱中的水用干后才知道水箱中已没水了，此时才去合上水泵电源向水箱中供水，整个过程都需要人工参与，非常麻烦，有时还会一时疏忽而使水箱中的水满溢，弄得整个屋子都是水。利用本文介绍的这款水箱水位自动控制器，能够实现如下功能：水箱中的水位低于预定的水位时，自动启动水泵抽水；而当水箱中的水位达到预定的高水位时，使水泵停止抽水，始终保持水箱中有一定的水，既不会干，也不会溢，非常的实用而且方便。
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R8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3脚输出低电平，经IC1D处理后，11脚输出高电平，这个高电平一路经R5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R7接到IC1的6脚，由于高水位探头也为高电平，经与非门处理后，IC1的4脚输出为低电平，将IC1D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1脚变为低电平，3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2脚和5脚都变为低电平，这个变化对IC1的3脚没影响，而4脚却因5脚变为低电平，输出为高电平，这样IC1的12、13脚都是高电平，11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R7加在6脚上，使4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。
图2是我们设计的PCB板图，可供自制作线路板的网友参考！
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11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。
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。
实地安装：水位探头选用φ16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。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：
水位探头与控制器的接线按上图所示，分别将四根探头通过连线与控制器上的水位接接线柱相对应的端子相接，探头线不能太长，最好控制在1.5米以内，过长的话容易引入无线电干扰信号，而使系统无法正常工作。