帶保護裝置的水塔自動進水裝置

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1、電子線路課程設(shè)計（1 論文（設(shè)計題目：帶保護裝置的水塔自動進水裝置 系別:物理與電子工程系 專業(yè):電子信息工程 年級:2008級 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 時間:2010年6月29日 目錄 摘要（1 關(guān)鍵詞（1 一、 設(shè)計任務(wù)與要求（1 二、 方案設(shè)計與論證（1 方案一 （1 方案二（2 三、 總原電路及元器件清單（3 1?總原理圖（3 2.PCB制板圖（4 3?元件清單（5 四、安裝與調(diào)試（6 1. 電路安裝（6 2. 電路調(diào)試（6 五、 性能測試與分析（6 六、 結(jié)論與心得（6 七、 參考文獻(xiàn)（7 八、 致謝（7 摘要:本設(shè)計主要通過使用N

2、E555、穩(wěn)壓二極管、三極管等元件組成的簡易水 塔自動進水裝置，當(dāng)水位低時自動進水，水滿時及時斷電，水位過低時也斷電保護。由 于其他方案設(shè)計出來的水塔無法實現(xiàn)自動進水，也沒有滿水自停的功能，造成水資源 浪費，或進水不及時。 關(guān)鍵詞:帶保護裝置水塔NE555 一、設(shè)計任務(wù)與要求 任務(wù):設(shè)計制作一個帶保護裝置的水塔自動進水裝置 要求:有水滿、進水、水量不足指示，當(dāng)水位低時要自動進水，滿時要及時斷電， 水位過低時也要斷電保護 、方案設(shè)計與論證 方案一:通過使用繼電器J來控制水塔的電源，電容C1是為了消除信號線上的干 擾,NE555接成施密特觸發(fā)電路，利用它的回差特性達(dá)到保持的目的。 自

3、動進水：當(dāng)水位下降低于C點時,C點懸空。IC的2腳低于1/3VCC,其3腳輸 出高電平，繼電器得電吸合，啟動水塔抽水，水位逐漸上升。 中間保持：當(dāng)水位上升到A點到B點之間時,470的電阻被串接入電路，此時P點 電位控制在1/2Vcc左右，觸發(fā)器保持原來的狀態(tài)不變。 水滿自停：當(dāng)水位上升至A點時，由于水電阻較小,P點電位高于2/3Vcc,IC的3 腳輸出低電平，繼電器斷電，水塔停止抽水。 論證:這個方案中的繼電器J是實行部分,NE555是控制部分，既可以使水塔自動 進水，又達(dá)到保護水塔的功能，但由于繼電器工作不穩(wěn)定，使現(xiàn)象不明顯。 方案二:通過NE555接成施密特觸發(fā)電路，就可以使水塔自

4、動進水，不會產(chǎn)生水 滿的情況 自動進水：當(dāng)水位下降低于C點時,C點懸空。IC的2腳低于1/3VCC,其③腳輸 出高電平，水塔被啟動，水位逐漸上升。 中間保持：當(dāng)水位上升到A點到B點之間時,470電阻被串接入電路,此時P點電 位控制在1/2VCC左右,觸發(fā)器保持原來的狀態(tài)不變。因為此時電路不工作 ，所以水位 一直保持在A點與B點之間，不再上升。 論證:電路主要是NE555通過控制輸出高低電平使水塔在低水位時可以自動進 水，當(dāng)水位上升到一定位置時，電路就不工作，從而保持在一定的水位。這個方案簡單 易懂，沒有使用繼電器,容易控制電路。 方案確定:以上兩種方案的基本功能一樣，都可以自動進水，但

5、從設(shè)計簡易程度、 元器件的選擇以及價格方面考慮，第二種方案比較簡單，元器件較少，價格比較合理。 所以我選擇第二種設(shè)計方案。 三、總原電路及元器件清單 1、總原理圖 穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓二極管的特點就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持 不變。這樣，當(dāng)把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動，或其它原因造成電 路中各點電壓變動時，負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變。水塔的水位上升到 A點到 B點之間時，470電阻被串接入電路，此時P點電位控制在1/2Vcc左右,觸發(fā)器 保持原來的狀態(tài)不變。因為此時電路不工作，穩(wěn)壓二極管 D1兩端的電壓基本 不變，所以水位一直保持在 A點與B點之間，不再上

6、升。NE555集成電路除了作 定時延時控制的功能外，還可用于調(diào) 光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計量檢 測，組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、 雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號源、電源變換、 頻率變換、脈沖 調(diào)制等。本設(shè)計中NE555的主要作用是調(diào)壓，使電路中的電壓保 持在一定的范圍內(nèi)，而且NE555有工作可靠、使用方便、價格低廉的 特點。2、 PCB制版圖3、元件清單水塔自動進水 序號名稱1 2 3 4 5 6 7 8 9管10三極管IC（單片11機）穩(wěn)壓二極12管穩(wěn)壓 二極13管9V 4.5V NE555 PNP/9013電阻 電阻 電阻 電容 電解電容 電解電容 電解 電容 二極管 發(fā)光二極 型

7、號及參數(shù)470 22k 3.3K 0.1u 220uF/25V 4.7uF/25V 470uF/25V IN4007 數(shù)量（個 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 元件封裝備注 C1 LED VT DIP-8 紅 ①5 1 D1 1 D2四：安裝于調(diào)試 電路安裝：按照PCB板的元件提示，裝上元件，焊 接電路。 電路調(diào)試：先用面包板按原理圖接電路，經(jīng)過測試，能實現(xiàn)其功 能。焊接好 電路再測試時，電路未能實現(xiàn)其預(yù)期的功能，原因是電路 焊接不好，有短路現(xiàn) 象。后來經(jīng)過老師的指導(dǎo)，再焊接出來的電路可 以實現(xiàn)自動進水的功能。 五、性 能測試與分析 性能測試：第一次焊接的電路沒有得到預(yù)期

8、的結(jié)果，電路無法工 作，后來經(jīng)過老師的指導(dǎo)， 第二次焊接的電路能實現(xiàn)自動進水的功能。 分析：可 能是因為第一次焊接的電路不夠嚴(yán)謹(jǐn)，電路連接不好， 有斷路現(xiàn)象。六、結(jié)論與 心得通過本次的設(shè)計，讓我很好的鍛煉了理論與實際聯(lián)系，與具體 項目、課題相 結(jié)合開發(fā)、設(shè)計產(chǎn)品的能力。既讓我懂得了怎樣把模電 數(shù)電的理論知識應(yīng)用于實 際，又讓我懂得了在實踐中遇到的問題怎樣 用理論去解決。在本次設(shè)計過程中， 我遇到最大的問題是焊接電路不 嚴(yán)謹(jǐn)，有斷路現(xiàn)象。但經(jīng)過老師悉心指導(dǎo)，再次 焊接的電路有了很大 的進步。從中我學(xué)會了應(yīng)該多實踐，多動手，而不僅僅是學(xué) 習(xí)理論知 識，我相信通過這次的課程設(shè)計， 在下一階段

9、的學(xué)習(xí)中我會更加努力。 同時，通過本次論文的設(shè)計，鞏固了我學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識，從中可以 自我測驗， 認(rèn)識到自己哪方面有欠缺和不足，以便日后在學(xué)習(xí)中得以 提高。七、參考文獻(xiàn) ［1］華成英，童詩白?《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》 （第四版）2006年1月，第23 頁，第28頁。［2］康華光?《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（數(shù)字部分第五版）2005年7月， 414第頁。八、致謝 經(jīng)過這段時間的準(zhǔn)備，在論文完成之際，首先要感謝指導(dǎo)我 們做課程設(shè)計的三位老師，特別是韋老師，本設(shè)計的順利完成與老師的 諄諄教導(dǎo) 和悉心啟迪是分不開的。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵深的專業(yè) 知識、孜孜不倦的敬 業(yè)精神，給我留下了深刻的印象，并且將不斷激 勵我奮發(fā)向上。在此，對老師在 設(shè)計過程中給予的指導(dǎo)和建議，我深 表感謝，感謝老師給予的幫助以及同學(xué)給予 的鼓勵。