水塔水位控制電路

1、 目 錄第一章. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書····················2第二章. 摘要··························

2、····3第三章. 系統(tǒng)組成圖························4第四章. 主要單元電路設(shè)計(jì)··················

3、;51.電源電路·································52.水位監(jiān)測(cè)電路和范圍控制電路·············

4、··63.水泵開關(guān)電路和顯示電路···················84.集成電路管腳圖·························

5、··9第五章. 電路原理圖························10第六章. 器件清單····················&#

6、183;·····11第七章 總結(jié)······························12參考文獻(xiàn) ············

7、;················13第一章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目 簡(jiǎn)易水塔水位控制電路專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào) 200706050134 姓名 蘇卓主要內(nèi)容、基本要求、主要產(chǎn)考資料等：主要內(nèi)容1.閱讀相關(guān)科技文獻(xiàn)。2.學(xué)習(xí)protel軟件的使用。3.學(xué)會(huì)整理和總結(jié)設(shè)計(jì)文檔報(bào)告。4.學(xué)習(xí)如何查找器件手冊(cè)及相關(guān)參數(shù)。技術(shù)要求1.電路能夠通過控制兩個(gè)水泵實(shí)現(xiàn)對(duì)水位的控制。假定水位范圍是s1s2(s1<s2)，s為實(shí)際水位。當(dāng)s&l

8、t;s1時(shí)，兩個(gè)水泵都放水；當(dāng)s1<s<s2時(shí)，僅一個(gè)水泵放水；當(dāng)s>s2時(shí)，兩個(gè)水泵都關(guān)閉。2.電路在s1、s2處不能出現(xiàn) 跳閘現(xiàn)象，即水泵不能在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)在放水和關(guān)閉的狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。3.電路能夠顯示出水泵的狀態(tài)。4.電路能夠手動(dòng)調(diào)節(jié)水位控制的范圍，即可以調(diào)節(jié)s1、s2的大小。 主要參考資料1何小艇，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)出版社，2001，62李銀華，電子線路設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京航空航天大學(xué)出版社，20053，康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社，20034王澄非，電路與數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)實(shí)踐，山東大學(xué)出版社，1999，10 5姚福安，電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐，山東科技技術(shù)出版社，2001

9、，10 完 成 期 限：2009年6月24日 指導(dǎo)老師簽章： 業(yè)負(fù)責(zé)人簽章： 2009年6月17日第二章 摘要本次課程設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的水塔水位控制電路，該系統(tǒng)具有水位上下限手動(dòng)控制、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)指示等功能.使用過程中，可以手動(dòng)選擇一組上、下限的水位組合，低于下限兩個(gè)電機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)；水位在上、下限之間，一個(gè)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；高于上限，兩個(gè)電機(jī)都停止運(yùn)轉(zhuǎn)，電路還設(shè)計(jì)了防止上、下限出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象的功能。 隨著科技的發(fā)展人們對(duì)水位控制的需求越來越多，它不僅要具有控制水位的功能，而且要能自動(dòng)控制，從而能解放人力，在不需要人為控制的同時(shí)它還要能夠調(diào)節(jié)控制水位的范圍，我設(shè)計(jì)的這個(gè)電路由電源電路，水位監(jiān)測(cè)電路，水位范圍

10、測(cè)量電路，水泵開關(guān)電路和顯示電路組成。它采用了二極管、三極管、穩(wěn)壓管、繼電器、三端穩(wěn)壓電路等多種電子元件來實(shí)現(xiàn)以下為各部分電路及元件原理。關(guān)鍵字：水塔水位、手動(dòng)控制、三端穩(wěn)壓集成電路、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)指示第三章 系統(tǒng)組成框圖電源電路水位檢測(cè)電路水位范圍測(cè)量電路水泵開關(guān)電路顯示電路如圖為簡(jiǎn)易水塔水位控制電路系統(tǒng)組成圖，他由電源電路，水位檢測(cè)器，水位范圍測(cè)量電路，水泵開關(guān)電路和顯示電路組成。各部分電路的組成及其用途如下：水位檢測(cè)電路：利用水的導(dǎo)電性檢測(cè)水位變化，同時(shí)形成回路，形成電信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)水位的控制。水位范圍檢測(cè)電路：利用比較器原理實(shí)現(xiàn)水位范圍的確定，同時(shí)利用遲滯比較器的遲滯性來避免跳閘現(xiàn)象水泵開關(guān)電路

11、：完成控制電路和水泵通放水的轉(zhuǎn)換顯示電路：利用發(fā)光二極管將水泵狀態(tài)顯示出來電源電路：為上述所有電路提供直流電源第四章 主要單元電路設(shè)計(jì)第一節(jié) 電源電路圖1如圖1為電源電路直接可以從電網(wǎng)供電，通過變壓器電路，整流電路，濾波電路，和穩(wěn)壓電路直接將電網(wǎng)中的220v交流電轉(zhuǎn)換成+12v的支流電壓。其各部分功能如下：一、 變壓器：采用常規(guī)的鐵心變壓器，將高壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪?。整流電路：采用二極管橋式電路，任務(wù)是將交流電換成直流電，這主要靠二極管的單向?qū)щ娮饔?，t為電源變壓器，作用是將交流電網(wǎng)電壓變成整流電路要求的電壓價(jià)。其優(yōu)點(diǎn)是輸出電壓高，紋波電壓小，管子所承受的最大反向電壓底。二、 濾波電路：由c1，c2，

12、c3，c4構(gòu)成，用于濾去整流輸出電壓中的紋波，本電路采用電容輸入式，電容具有平波作用。使紋波較小，適用于負(fù)載電壓較高，負(fù)載變動(dòng)不大的電路。三、 穩(wěn)壓電路：采用三端穩(wěn)壓集成電路，有輸入，輸出和接地端，內(nèi)部由啟動(dòng)電路，基準(zhǔn)電壓電路，取樣比較放大電路，調(diào)整電路和保護(hù)電路組成。電路中接入電容用來實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償防止穩(wěn)壓器自激振蕩和抑制電路引入的高頻干擾，另一方面以減少穩(wěn)壓電源輸出端由輸出電源引入的低干擾。第二節(jié) 水位檢測(cè)電路和范圍測(cè)量電路 圖2一、 水位測(cè)量電路：由上限極s2，下限極s1地極構(gòu)成，當(dāng)s<s1時(shí)，相當(dāng)于o與t斷開，此時(shí)t點(diǎn)的電位最高；隨水位的上升當(dāng)s1<s<s2時(shí)，由于水導(dǎo)

13、電使得地極，s1，t與電源構(gòu)成通路，此時(shí)可以通過改變r(jià)0阻值的大小來改變t點(diǎn)電位，即可達(dá)到檢測(cè)水位的目的；當(dāng)水位上升至s>s2時(shí)，則地極，s2，t與電源構(gòu)成通路，此時(shí)t點(diǎn)電位最低為0。其中r9的作用是通過改變阻值的大小可以調(diào)節(jié)v的范圍，即可以調(diào)節(jié)水位控制范圍；通過改變r(jià)0的阻值判斷t點(diǎn)電位的高低達(dá)到檢測(cè)水位的目的。二、 水位范圍測(cè)量電路：(一) 水位范圍測(cè)量電路由兩部分組成,第一部分是由電阻r1，r2和穩(wěn)壓管d1，d2構(gòu)成的參考電壓的電路；第二部分是遲滯比較器構(gòu)成的水位范圍測(cè)量電路。(二) 參考電壓產(chǎn)生電路的功能是產(chǎn)生兩個(gè)穩(wěn)定的電壓，這兩個(gè)電壓代表水位范圍的上限值s2和下限值s1。電路采

14、用電阻和穩(wěn)壓管結(jié)合的方式是由于參考電源殘生電路的輸出端接入穩(wěn)壓管的輸入端，以防止輸出電流導(dǎo)致電源不穩(wěn)定，其中穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電壓為8v，而輸出vref1=+8v，vref2=+4v。(三) 水位范圍測(cè)量電路的功能有兩個(gè)：第一：是確定實(shí)際水位和水位控制范圍的大小關(guān)系： vref1和vref2分別輸入到兩個(gè)運(yùn)算放大器的同相輸入端，vy則輸入到反相輸入端 ，它為y點(diǎn)的電位（vp代表運(yùn)算放大器同相輸入端的電位）l 當(dāng)vt<vp2時(shí)，v1，v2輸出為高電平；l 當(dāng)vp2<vt<p1時(shí)，v1輸出為高電平，v2輸出為低電平； l 當(dāng)vt>vp1 時(shí)，v1和v2輸出都為低電平。其中可以通過

15、判斷vt、vref1、vref2的電位高低來確定水位的高低及范圍大小。第二： 本電路通過遲滯比較器代替單門限比較器來防止跳閘現(xiàn)象的出現(xiàn)第三節(jié) 水泵開關(guān)電路和顯示電路圖3（一）如圖虛線左側(cè)電路所示，水泵開關(guān)電路是由三極管電路和繼電器電路構(gòu)成，電路的輸入如圖。l 當(dāng)s <s1時(shí)，v1、v2輸出為低電平，三極管截止，水泵兩水泵開始放水；l 當(dāng)s1<s<s2時(shí),v1輸出為高電平，v2輸出為低電平，t1導(dǎo)通，t2截止，有一水泵放水；l 當(dāng)s>s2 時(shí),v1、v2輸出都為高電平，t1，t2都導(dǎo)通，兩水泵停止放水。繼電器電路：繼電器是自動(dòng)控制電器執(zhí)行和控制的元件，它是將小電流，小功率

16、的轉(zhuǎn)化為大電流，大功率的開關(guān)元件。 由于水泵發(fā)電機(jī)中要通過大電流，產(chǎn)生大功率致使支流 電源無法提供，因此需用交流供電，故電路中開關(guān)必須采用繼電器電路三極管電路： 它構(gòu)成的電流放大電路是一種比較典型的和簡(jiǎn)單的電路。r10，r11為限流電阻，防止輸入電流過大燒毀三極管，三極管為共集電極電路。當(dāng)輸入電壓為高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通飽和，可以將輸入電流放大；當(dāng)輸入電壓為低電平時(shí)，三極管截止，無電流通過。繼電器連接三極管發(fā)射極，當(dāng)有電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，開關(guān)吸合，對(duì)應(yīng)水泵開始放水；當(dāng)無電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，開關(guān)斷開對(duì)應(yīng)水泵停止放水，同時(shí)在繼電器兩端并聯(lián)二極管進(jìn)行保護(hù)（二） 顯示電路：如虛線右方電路所示，通過發(fā)光二極管亮滅來顯示是

17、否電路通路，水泵是否工作。由于繼電器的驅(qū)動(dòng)電流過大，需要加入限流電阻第四節(jié) 集成電路管腳圖三端集成穩(wěn)壓器外形和典型應(yīng)用電路腳為電壓輸入瑞，腳為公共接地端，腳為電壓輸出端。集成穩(wěn)壓器正常工作時(shí)，在腳應(yīng)輸出與其穩(wěn)壓值相同的電壓，供給負(fù)載使用。第五章 原理電路圖第六章 器件清單符號(hào)類別數(shù)目r0， r9可變電阻1r1，r4，r5，r6，r8，r10，r1110千歐7r3，r7，r12，r131千歐4d1，d2穩(wěn)壓管2d3，d4二極管in41482d5，d6led2t1，t2三極管90132j1，j2繼電器jqx4f12v2ttrans11c14701c2，c40.12c3471dbridge11u1，

18、u2lm3242u3mc78l12cp1m1，m2 水泵發(fā)電機(jī) 2 第七章 總結(jié)經(jīng)歷了一個(gè)多星期的課程設(shè)計(jì)終于圓滿的畫上了句號(hào)。因?yàn)橐郧皼]有做過類似的設(shè)計(jì)，有許多的地方不是很符合要求，等做過這次課程設(shè)計(jì)之后對(duì)以后的類似的課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)論文都有很大得幫助。在最初拿到題目的時(shí)候感到有些無所適從，不知道從哪下手。但是經(jīng)過查閱一些資料和看一些相關(guān)的例子，思路逐漸的清晰起來，雖然在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)了很多的困難，但是通過自己的努力解決了一部分，剩下的也通過和同學(xué)討論和請(qǐng)教老師一一解決了。雖然其中走了很多的彎路，但是我在這一周的時(shí)間里是充實(shí)的，在這一周里使我對(duì)電工和電子課程有了更深一步的了解和掌握。不僅豐富了課本的理論知識(shí)，而且鍛煉了自己的能力。這次的課程設(shè)計(jì)，是一次理論與實(shí)踐的結(jié)合，也可以說讓我們平時(shí)的積累得到了一次施展，讓我加深了對(duì)電子技術(shù)的理解，明白了所學(xué)知識(shí)的重要性和自己理論知識(shí)的欠缺，增加了自己對(duì)所學(xué)課程的興趣。將理論和實(shí)踐相結(jié)合使自己的能力有了很大的提高。 課程設(shè)計(jì)是本科生教學(xué)不可缺少的部分，通過本課程設(shè)計(jì)的練習(xí)過程，使我牢固的掌握