帶保護(hù)裝置的水塔自動(dòng)進(jìn)水裝置

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1、電子線路課程設(shè)計(jì)（1 論文（設(shè)計(jì)題目：帶保護(hù)裝置的水塔自動(dòng)進(jìn)水裝置 系別:物理與電子工程系 專業(yè):電子信息工程 年級(jí):2008級(jí) 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 時(shí)間:2010年6月29日 目錄 摘要（1 關(guān)鍵詞（1 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求（1 二、 方案設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)進(jìn)水裝置，當(dāng)水位低時(shí)自動(dòng)進(jìn)水，水滿時(shí)及時(shí)斷電，水位過低時(shí)也斷電保護(hù)。由 于其他方案設(shè)計(jì)出來的水塔無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)水，也沒有滿水自停的功能，造成水資源 浪費(fèi)，或進(jìn)水不及時(shí)。 關(guān)鍵詞:帶保護(hù)裝置水塔NE555 一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 任務(wù):設(shè)計(jì)制作一個(gè)帶保護(hù)裝置的水塔自動(dòng)進(jìn)水裝置 要求:有水滿、進(jìn)水、水量不足指示，當(dāng)水位低時(shí)要自動(dòng)進(jìn)水，滿時(shí)要及時(shí)斷電， 水位過低時(shí)也要斷電保護(hù) 、方案設(shè)計(jì)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(hào)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(dòng)進(jìn)水：當(dāng)水位下降低于C點(diǎn)時(shí),C點(diǎn)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(dòng)水塔抽水，水位逐漸上升。 中間保持：當(dāng)水位上升到A點(diǎn)到B點(diǎn)之間時(shí),470的電阻被串接入電路，此時(shí)P點(diǎn) 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(diǎn)時(shí)，由于水電阻較小,P點(diǎn)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(gè)方案中的繼電器J是實(shí)行部分,NE555是控制部分，既可以使水塔自動(dòng) 進(jìn)水，又達(dá)到保護(hù)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(dòng)進(jìn)水，不會(huì)產(chǎn)生水 滿的情況 自動(dòng)進(jìn)水：當(dāng)水位下降低于C點(diǎn)時(shí),C點(diǎn)懸空。IC的2腳低于1/3VCC,其③腳輸 出高電平，水塔被啟動(dòng)，水位逐漸上升。 中間保持：當(dāng)水位上升到A點(diǎn)到B點(diǎn)之間時(shí),470電阻被串接入電路,此時(shí)P點(diǎn)電 位控制在1/2VCC左右,觸發(fā)器保持原來的狀態(tài)不變。因?yàn)榇藭r(shí)電路不工作 ，所以水位 一直保持在A點(diǎn)與B點(diǎn)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(shí)可以自動(dòng)進(jìn) 水，當(dāng)水位上升到一定位置時(shí)，電路就不工作，從而保持在一定的水位。這個(gè)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(dòng)進(jìn)水，但

5、從設(shè)計(jì)簡易程度、 元器件的選擇以及價(jià)格方面考慮，第二種方案比較簡單，元器件較少，價(jià)格比較合理。 所以我選擇第二種設(shè)計(jì)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(diǎn)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(dòng)，或其它原因造成電 路中各點(diǎn)電壓變動(dòng)時(shí)，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(diǎn)到 B點(diǎn)之間時(shí)，470電阻被串接入電路，此時(shí)P點(diǎn)電位控制在1/2Vcc左右,觸發(fā)器 保持原來的狀態(tài)不變。因?yàn)榇藭r(shí)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(diǎn)與B點(diǎn)之間，不再上

6、升。NE555集成電路除了作 定時(shí)延時(shí)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(jì)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(hào)源、電源變換、 頻率變換、脈沖 調(diào)制等。本設(shè)計(jì)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(jià)格低廉的 特點(diǎn)。2、 PCB制版圖3、元件清單水塔自動(dòng)進(jìn)水 序號(hào)名稱1 2 3 4 5 6 7 8 9管10三極管IC（單片11機(jī)）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(hào)及參數(shù)470 22k 3.3K 0.1u 220uF/25V 4.7uF/25V 470uF/25V IN4007 數(shù)量（個(gè) 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(shí)現(xiàn)其功 能。焊接好 電路再測試時(shí)，電路未能實(shí)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)水的功能。 分析：可 能是因?yàn)榈谝淮魏附拥碾娐凡粔驀?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(jì)，讓我很好的鍛煉了理論與實(shí)際聯(lián)系，與具體 項(xiàng)目、課題相 結(jié)合開發(fā)、設(shè)計(jì)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(shí)應(yīng)用于實(shí) 際，又讓我懂得了在實(shí)踐中遇到的問題怎樣 用理論去解決。在本次設(shè)計(jì)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(jìn)步。從中我學(xué)會(huì)了應(yīng)該多實(shí)踐，多動(dòng)手，而不僅僅是學(xué) 習(xí)理論知 識(shí)，我相信通過這次的課程設(shè)計(jì)， 在下一階段

9、的學(xué)習(xí)中我會(huì)更加努力。 同時(shí)，通過本次論文的設(shè)計(jì)，鞏固了我學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識(shí)，從中可以 自我測驗(yàn)， 認(rèn)識(shí)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(shí)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(jì)的三位老師，特別是韋老師，本設(shè)計(jì)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(shí)、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(lì)我奮發(fā)向上。在此，對(duì)老師在 設(shè)計(jì)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(lì)。