低成本水塔水位控制器設(shè)計(jì)

1、2011年度本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）低成本水塔水位控制器設(shè)計(jì)院 系： 專 業(yè)： 年 級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 導(dǎo)師及職稱： 2011年6月2011 annual graduation thesis (project) of the college undergraduate the design of low cost water level controller in towersdepartment: engineering collegemajor: electrical engineering and automationgrade: 2007students name: zhang

2、chenghuistudent no.: 200703050106tutor: lecturer yang yongfujune, 2011畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）授權(quán)使用說明本論文（設(shè)計(jì)）作者完全了解紅河學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計(jì)）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計(jì)）的電子

3、版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯委員會(huì)(答辯小組)成員名單姓名職稱單位備注主席（組長）摘 要不論當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)如何飛速發(fā)展，水在人們正常生活和生產(chǎn)中依然起著不可替代的重要作用。一旦斷水，輕則給人們生活帶來極大的不便，重則可能造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故及損失，因此人們對(duì)供水系統(tǒng)就提出了更高的要求，即及時(shí)、準(zhǔn)確、安全、充足的供水。傳統(tǒng)水塔供水是直接采用水泵，供水過程中只能通過認(rèn)為判斷水塔水位及水井水位，人

4、為控制水泵何時(shí)工作，何時(shí)停止，這樣的供水過程，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，安全性難以保障，因此必須對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制的改造，從而實(shí)現(xiàn)提供足夠的水量、平穩(wěn)的水壓。本文中的水塔水位控制器就是基于以上現(xiàn)實(shí)因素而設(shè)計(jì)的。本設(shè)計(jì)采用555時(shí)基電路實(shí)現(xiàn)了水塔水位的自動(dòng)控制，是一種成本低、高實(shí)用價(jià)值的水塔水位控制器。它能自動(dòng)完成上水、停水的循環(huán)，保證液面高度處于較理想的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了高低電壓的分離操作。它結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，可以有效的減少損失，是適用于家庭和工廠用水的理想供水設(shè)備。關(guān)鍵詞：555時(shí)基電路；水位控制；低成本abstractno matter how the economy rapid, w

5、ater in social life and production plays an important role. once there have no water, it will give people life inconvenient, even may cause serious accidents and loss of production for water supply system, and puts forward a higher demand, meet timely, accurate, safe enough water supply. if still us

6、e manual mode, labor intensity and low working efficiency, which must be carried out to ensure the automatic control system so as to realize the transformation, provide enough water, this water level controller is designed according to the above problems.the design uses 555 timer, achieve automatic

7、control of water towers, this design is a low cost, high practical value of the water tower water level controller. it can automatically complete the pumped, water cycle, to ensure that the liquid level in the ideal range, its simple structure, low manufacturing cost, can effectively reduce losses,

8、is applicable to a variety of high-level ideal for liquid storage facilities. key words: 555 timer；water level control；low cost目 錄前言11.備選方案21.1 方案一21.1.1 設(shè)計(jì)電路圖21.1.2 工作原理21.2 方案二31.2.1 設(shè)計(jì)方框圖31.2.2 設(shè)計(jì)電路圖31.2.3 工作原理42.方案選擇及原理說明42.1 方案選擇42.2 工作原理42.2.1 水塔水位控制電路工作原理42.2.2 水井水位控制電路工作原理42.3 主要元件說明及工作原理42.

9、3.1 555定時(shí)器42.3.2 電磁繼電器63.主要單元組成及功能73.1 信號(hào)產(chǎn)生單元73.2 信號(hào)處理單元73.3 信號(hào)響應(yīng)單元84.實(shí)物制作與元件檢測84.1 pcb電路板設(shè)計(jì)84.1.1 元件布局規(guī)則84.1.2 元件布線規(guī)則94.2 元件檢測94.2.1 電磁繼電器的檢測94.2.2 二極管的檢測95.元件焊接與實(shí)物調(diào)試115.1 元件焊接115.2 實(shí)物調(diào)試115.2.1 水塔水位控制調(diào)試115.2.2 水井水位控制調(diào)試116.設(shè)計(jì)總結(jié)20參考文獻(xiàn)13致謝14附錄一：水位控制器整體電路原理圖15附錄二：protel繪制 pcb電路板圖16附錄三：元件列表17附錄四：水位控制器設(shè)計(jì)

10、成品照片18前言在日常生活中和工業(yè)生產(chǎn)中，水位控制裝置有著廣泛的應(yīng)用，如水塔，樓房水箱等。水位控制裝置的形式有很多種，浮子開關(guān)式、行程開關(guān)式、電節(jié)點(diǎn)式、壓力式、電子式、微機(jī)式等。這些裝置或多或少地存在著一些缺點(diǎn)：浮子開關(guān)式采用機(jī)械結(jié)構(gòu)，維護(hù)起來不方便；微機(jī)式控制裝置，雖然操作方便，但造價(jià)較貴。本設(shè)計(jì)從實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種水位自動(dòng)控制裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、工作可靠、性能價(jià)格比優(yōu)良，而且在不同程度上克服了其他方法的一些缺點(diǎn)，在多種場合下均可采用。具體說本設(shè)計(jì)不用plc，也不用單片機(jī)，用集成電路(555時(shí)基電路)的硬件控制電路便能全部達(dá)到要求，而且還可具有控制靈敏、穩(wěn)定可靠、電路

11、簡單、操作簡便、維護(hù)方便、性價(jià)比高的特點(diǎn)，成品可以直接用于安裝在家庭、工廠、學(xué)校等水塔水位的自動(dòng)上水和關(guān)斷。1.備選方案1.1 方案一1.1.1 設(shè)計(jì)電路圖（見圖一）采用555時(shí)基集成電路組成的水位控制系統(tǒng)的電路圖如圖一所示。電路中555時(shí)基集成電路器ic 1構(gòu)成施密特觸發(fā)器完成整個(gè)水位控制功能。圖一 單片555構(gòu)成的簡易水位控制電路1.1.2 工作原理圖中a, b、c是三個(gè)電極檢測點(diǎn)。當(dāng)水位高于水位線a時(shí)，水泵停機(jī)，停止給水池加水；水位低于水位線b時(shí)，水泵工作，給水池加水。c電極是最低水位檢測點(diǎn)，它連接于電源vdd,當(dāng)水位低于水位線b時(shí)，c與b點(diǎn)不導(dǎo)通，導(dǎo)致ic 1的2, 6腳電位為零，55

12、5時(shí)基集成電路3腳輸出高電平，vt1導(dǎo)通，繼電器吸合，水泵給水池加水。當(dāng)水位到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，由于c，b兩點(diǎn)在水的作用下被短路，使ic1的2、6腳電位大于1/3 vdd，此時(shí)ic1輸出端3腳維持高電平不變，水泵繼續(xù)給水池加水。當(dāng)水位到達(dá)a點(diǎn)時(shí)，c， b， a三點(diǎn)被短路，使ic1的2, 6腳電位等于4/5 vdd，大于2/3 vdd，ici的3腳輸出低電平，vt1截止，繼電器斷開，水泵停止給水池加水。同理，當(dāng)水位下降，但還高于b點(diǎn)，此時(shí)ic1的2, 6腳電位等于1/2 vdd,大于1/3 vdd，水泵仍然停止工作，只有水位低于b點(diǎn)時(shí)，此時(shí)ic1的2, 6腳電位為低電平, vt1導(dǎo)通，繼電器吸合，水泵開

13、始向水池加水。如此循環(huán)往復(fù)使水池中的水位保持在b、a之間。1.2 方案二1.2.1 設(shè)計(jì)方框圖 （見圖二）圖二 方案二設(shè)計(jì)方框圖1.2.2 設(shè)計(jì)電路圖（見圖三）圖三 兩片555構(gòu)成的水位控制電路圖1.2.3 工作原理 本方案由降壓整流電路、555觸發(fā)電路(ic1、ic2)、繼電器控制電路等組成。其中降壓整流電路為整個(gè)控制電路提供12v直流電壓，觸發(fā)電路ic1對(duì)應(yīng)水塔低水位泵水控制電路，觸發(fā)電路ic2對(duì)應(yīng)水井高水位泵水控制電路，通過這些單元的組合實(shí)現(xiàn)水塔水位的控制與檢測。2.方案選擇及原理說明2.1 方案選擇 綜合考慮方案的可實(shí)現(xiàn)性、控制精度、強(qiáng)弱電的分離控制，本次設(shè)計(jì)選擇了方案二。方案二能夠?qū)?/p>

14、現(xiàn)基本控制之外，ic2對(duì)于水井高水位的控制，可以有效防止水泵的空轉(zhuǎn)，加強(qiáng)了安全性與可靠性。2.2 工作原理 2.2.1 水塔水位控制電路工作原理當(dāng)水塔內(nèi)的水位探極a高于塔內(nèi)的水位線時(shí)，ic1(555)腳為“地”電位，使ic1發(fā)生置位，腳輸出的高電平使繼電器j1吸合，觸點(diǎn)k1閉合，抽水電機(jī)因得電而運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行抽水；當(dāng)水位上升至探極c時(shí)，相應(yīng)ic1復(fù)位，輸出的低電平使j1釋放，觸點(diǎn)k1斷開，抽水機(jī)斷電停轉(zhuǎn)，從而對(duì)水塔水位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。2.2.2 水井水位控制電路工作原理置于水井中的探極d、e，正常情況下應(yīng)在水面以下一定深度處，使ic2(555)因腳為高電平而復(fù)位，腳輸出的低電平使j2吸合，觸點(diǎn)k2閉

15、合。當(dāng)因連續(xù)抽水而使d、e探極高于水面時(shí)，ic2因腳為低電平而發(fā)生置位，腳輸出的高電平使j2釋放，觸點(diǎn)k2斷開，電機(jī)斷電停轉(zhuǎn)，從而避免電機(jī)空轉(zhuǎn)，同時(shí)對(duì)水井水位進(jìn)行檢測。2.3 主要元件說明及工作原理2.3.1 555定時(shí)器555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它的電源電壓范圍寬，可在 4.5v16v 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200ma，因而其輸出可與 ttl、cmos 或者模擬電路電平兼容，圖四是555內(nèi)部框圖及引腳排列1。圖四 555定時(shí)器內(nèi)部框圖及引腳排列電路工作原理：555定時(shí)器內(nèi)部電路方框圖如上圖

16、所示。它含有兩個(gè)電壓比較器，一個(gè)基本rs觸發(fā)器，一個(gè)放電開關(guān)管t，比較器的參考電壓由三只 5k的電阻器構(gòu)成的分壓器提供。a1與a2的輸出端控制rs觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)自6腳，即高電平觸發(fā)輸入并超過參考電平2/3 vcc時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時(shí)放電開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號(hào)自2腳輸入并低于1/3 vcc時(shí)，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時(shí)放電開關(guān)管截止。是復(fù)位端（4腳），當(dāng)0，555輸出低電平。平時(shí) 端開路或接vcc 。vc是控制電壓端（5腳），平時(shí)輸出2/3 vcc作為比較器a1 的參考電平，當(dāng)5腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而

17、實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的另一種控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè)0.01f的電容器到地端，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定2。t為放電管，當(dāng)t導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳7的電容器提供低阻放電通路。555定時(shí)器主要是與電阻、電容構(gòu)成充放電電路，并由兩個(gè)比較器來檢測電容器上的電壓，以確定輸出電平的高低和放電開關(guān)管的通斷3。2.3.2 電磁繼電器繼電器是具有隔離功能的自動(dòng)開關(guān)元件，在我們設(shè)計(jì)當(dāng)中主要式自動(dòng)控制作用，本設(shè)計(jì)采用+12v的直流電來控制220v的交流電，以達(dá)到控制水泵的目的，因?yàn)檫@里是用弱電來控制強(qiáng)電，所以安裝和使用的過程當(dāng)中我們一定要注意用電安全。電磁繼電器內(nèi)部電路圖（見圖五）圖五 電磁繼

18、電器內(nèi)部電路圖電磁繼電器的工作原理：電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的4。3.主要單元組成及功能3.1 信號(hào)產(chǎn)生單元信號(hào)產(chǎn)生單元主要由ic1和ic2兩片ne555芯片的引腳引出的探極和水塔與水井（水杯模擬）組成。該單元的目的是產(chǎn)生有效的

19、輸入信號(hào)。主要原理是利用水的弱導(dǎo)電性。水屬于弱導(dǎo)電質(zhì)，即使這樣也可以通過水來傳遞微弱的電信號(hào)。鑒于此原理，將該部分設(shè)計(jì)成由水面的上升與下降來控制電信號(hào)的接通與斷開：當(dāng)水位上升時(shí)斷開電信號(hào)；當(dāng)水位下降時(shí)接通電信號(hào)。按此析，只要在水塔里放上用來傳遞電信號(hào)的探極，則水位上升到探極位置時(shí)斷開電信號(hào)；水位低于探極位置時(shí)接通電信號(hào)。把電信號(hào)接通時(shí)設(shè)為有效信號(hào)即當(dāng)作控制信號(hào)。在水塔的不同位置放置幾個(gè)探極時(shí)就可以根據(jù)水位的高低接通某些探極和斷開某些探極。因此只要知道每個(gè)探極的具體位置，在根據(jù)其輸出電信號(hào)的情況就能大致確定水位的位置，將探極輸出的電信號(hào)當(dāng)作輸入信號(hào)經(jīng)過處理后成為電路的控制信號(hào)。設(shè)計(jì)該單元主要在于

20、探極個(gè)數(shù)的選擇與探極放置位置的選擇。因?yàn)樘綐O的個(gè)數(shù)直接關(guān)系到水位檢測的精確度，探極個(gè)數(shù)越多檢測點(diǎn)也就越多檢測水位就越準(zhǔn)確。但如果探極太多就會(huì)給其他電單元的設(shè)計(jì)帶來麻煩，綜合上述考慮我選擇了如下探極分配探極：ic1分別由ne555p的8、2、6口引出a(低水位)、b（中水位）、c（高水位）探極；ic2由2、8口引出d、e探極，作為水泵空轉(zhuǎn)水位下限。3.2 信號(hào)處理單元信號(hào)處理單元主要由ic1和ic2 兩片ne555p芯片、電磁繼電器以及和它們所連接的控制電路組成。該單元主要是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，然后輸出控制信號(hào)給繼電器和顯示燈。因?yàn)樗膶?dǎo)電性十微弱，由公共端通過探極的電信號(hào)會(huì)很小，所以為了加大導(dǎo)

21、電性，在水中加入了食鹽。ic1通過對(duì)水塔（水杯模擬）中探極所傳遞來的高低電平信號(hào)來控制繼電器j1。具體控制過程如下：當(dāng)探極a（低水位）高于水位線時(shí)，ic1的2腳為低電平，使ic1發(fā)生置位，3腳輸出的高電平使繼電器j1吸合，觸點(diǎn)k1閉合，水泵因得電而運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行抽水；當(dāng)水位上升至探極c（高水位）時(shí)，相應(yīng)ic1復(fù)位，3腳輸出的低電平使繼電器j1釋放，觸點(diǎn)k1斷開，水泵因斷電而停止工作，不再繼續(xù)抽水。ic2通過對(duì)水井（水杯模擬）中探極所傳遞來的高低電平信號(hào)來控制繼電器j2。具體控制過程如下：置于水井中的探極d 、e，正常情況下應(yīng)在水面以下一定深度處，使ic2因2腳為高電平而復(fù)位，3腳輸出的低電平使繼電

22、器j2吸合，觸點(diǎn)k2閉合，保持水泵的通電工作狀態(tài)。當(dāng)因連續(xù)抽水而使d、e探極高于水面時(shí)，ic2因2腳為低電平而發(fā)生置位，3腳輸出的高電平使繼電器j2釋放，相應(yīng)的觸點(diǎn)k2斷開，水泵斷電停止抽水，防止水泵的空轉(zhuǎn)。3.3 信號(hào)響應(yīng)單元信號(hào)響應(yīng)單元由水泵和高低水位指示燈組成。上電之前水塔中a（低水位）探極低于水位線，b（中水位）、c（高水位）探極高于水位線，此時(shí)綠燈亮，顯示水塔中為低水位。上電后水泵正常工作，當(dāng)因?yàn)檫B續(xù)抽水使得水位上升到c（高水位）探極之上，水泵停轉(zhuǎn)，此時(shí)紅燈亮，顯示水塔中為高水位。4.實(shí)物制作與元件檢測4.1 pcb電路板設(shè)計(jì) 先用protel dxp 2004軟件設(shè)計(jì)電路原理圖，檢

23、查無誤后轉(zhuǎn)化成pcb板圖，然后根據(jù)電路板的實(shí)際情況和布線規(guī)則進(jìn)行布線，最后電解制作出電路板。由于開始的時(shí)候?qū)rotel軟件不是很了解，所以花了大約一個(gè)星期的時(shí)間來學(xué)習(xí)該軟件的基本應(yīng)用，為之后電路板的設(shè)計(jì)與制作打下了基礎(chǔ)，下邊是我學(xué)習(xí)過程中了解到的元件布局和布線的規(guī)則，制作電路板的時(shí)候必須遵從這些規(guī)則才能制作出符合要求的pcb電路板。4.1.1 元件布局規(guī)則(1) 按電路模塊進(jìn)行布局，實(shí)現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路稱為模塊，電路模塊中的元件應(yīng)采用就近集中原則，同時(shí)數(shù)字電路和模擬電路分開。(2) 定位孔、標(biāo)準(zhǔn)孔等非安裝孔周圍1.27mm內(nèi)不得貼裝元件，螺釘?shù)劝惭b孔周圍3.5mm內(nèi)不得貼原器件。(3) 臥

24、裝電阻、電感、電解電容等元件的下方避免布過孔，以免波峰焊后過孔與元件殼體短路。(4) 元器件的外側(cè)距板邊的距離為5mm。(5) 貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于2mm。(6) 金屬殼體元件與金屬件不能與其他殼體相碰，不能緊貼印制線、焊盤，其間距應(yīng)大于2mm；定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其他方孔外側(cè)距板邊的尺寸應(yīng)大于3mm。(7) 發(fā)熱元件不能緊鄰導(dǎo)線和熱敏元件；高熱器件要均勻分布。(8) 電源插座要盡量布置在印制板的四周，電源插座與其相連的匯流條接線端應(yīng)布置在同側(cè)。(9) 所有ic元件單邊對(duì)齊，有極性元件極性標(biāo)示明確，同一印制板上極性標(biāo)示不得多于兩個(gè)，出現(xiàn)兩個(gè)方向時(shí)，兩個(gè)方

25、向互相垂直。4.1.2 元件布線規(guī)則(1) 畫定布線區(qū)域距pcb板邊1mm的區(qū)域內(nèi)，以及安裝孔周圍1mm內(nèi)，禁止布線。(2) 電源線應(yīng)盡可能的寬，不應(yīng)低于18mil；模擬信號(hào)線寬不應(yīng)低于12mil；cpu入出線不應(yīng)低于10mil；線間距不應(yīng)低于10mil。(3) 正常過孔的焊盤不應(yīng)低于30mil；孔徑不低于14mil。(4) 雙列直插：焊盤60mil；孔徑40mil。(5) 注意電源線與地線應(yīng)盡可能呈放射狀，以及信號(hào)線不能出現(xiàn)回環(huán)走線。54.2 元件檢測4.2.1 電磁繼電器的檢測本次設(shè)計(jì)實(shí)物制作中用的是jqx-14ff 12v四腳直流電磁繼電器，由于protel軟件中沒有這個(gè)型號(hào)繼電器的封裝

26、，所以就要根據(jù)繼電器的引腳來自己在軟件中設(shè)計(jì)此繼電器的封裝，停止也要區(qū)分線圈和常開觸點(diǎn)的引腳分配，以免焊接時(shí)出錯(cuò)。區(qū)分四個(gè)引腳腳中線圈和常開觸點(diǎn)的方法如下：用萬用表電阻檔分別接觸兩個(gè)引腳，有電阻值為幾百歐姆的兩個(gè)引腳為線圈，除了線圈引腳外的引腳中電阻值為的一對(duì)則為常開觸點(diǎn)。檢查繼電器的好壞與區(qū)分線圈和常開觸點(diǎn)的方法如下：(1) 通過檢測線圈的直流電阻，可判斷繼電器是否正常。其方法是用萬用表的歐姆擋，量程可據(jù)繼電器的標(biāo)稱值，額定電壓越高，阻值也就越大，一般選擇r100k擋或rx1k擋。將兩表筆分別接到線圈的兩引腳，如測得的阻值與標(biāo)稱值基本相同表明線圈良好，如電阻值為，表明線圈開路。(2) 檢測繼

27、電器觸點(diǎn)。接觸電阻用萬用表的r1k擋，表筆分別接常閉觸點(diǎn)的兩引腳，其阻值應(yīng)為o，然后將表筆再接常開觸點(diǎn)的兩引腳，阻值應(yīng)為。然后給繼電器通電，使銜鐵動(dòng)作，將常閉轉(zhuǎn)為開路、將常開轉(zhuǎn)為閉合，再用上述方法進(jìn)行檢測，其阻值正好與初次測量相反，表明觸點(diǎn)良好。64.2.2 二極管的檢測4.2.2.1 整流二極管的檢測本設(shè)計(jì)中的整流橋和連接繼電器的續(xù)流作用的二極管采用的都是in4007整流二極管。整流二極管是由一個(gè)pn結(jié)構(gòu)成的半導(dǎo)體器件，具有單向?qū)щ娞匦?。通過用萬用表檢測其正、反向電阻值，可以判別出二極管的電極，還可估測出二極管是否損壞。 (1) 極性的判別：將萬用表置于 r100k 檔或 r1k 檔，兩表

28、筆分別接二極管的兩個(gè)電極，測出一個(gè)結(jié)果后，對(duì)調(diào)兩表筆，再測出一個(gè)結(jié)果。兩次測量的結(jié)果中，有一次測量出的阻值較大（為反向電阻），一次測量出的阻值較小（為正向電阻）。在阻值較小的一次測量中，黑表筆接的是二極管的正極，紅表筆接的是二極管的負(fù)極8。 (2) 單負(fù)導(dǎo)電性能的檢測及好壞的判斷：通常鍺材料二極管的正向電阻值為1k左右，反向電阻值為300左右。硅材料二極管的電阻值為5 k左右，反向電阻值為（無窮大）9。正向電阻越小越好，反向電阻越大越好。正、反向電阻值相差越懸殊，說明二極管的單向?qū)щ娞匦栽胶?。若測得二極管的正、反向電阻值均接近0 或阻值較小，則說明該二極管內(nèi)部已擊穿短路或漏電損壞。若測得二極管

29、的正、反向電阻值均為無窮大，則說明該二極管已開路損壞。4.2.2.2 發(fā)光二極管的檢測(1) 正、負(fù)極的判別：觀察兩個(gè)引腳的長短，通常為長正短負(fù)。較高靈敏度的發(fā)光二極管，用電阻檔接對(duì)正負(fù)極是，管內(nèi)會(huì)發(fā)微光10。(2)好壞的判斷：用萬用表r10k檔，測量發(fā)光二極管的正、反向電阻值。正常時(shí)，正向電阻值約為1020k，反向電阻值為250k（無窮大）。5.元件焊接與實(shí)物調(diào)試5.1 元件焊接嚴(yán)格遵從制作pcb板的元件布局與布線的規(guī)則，在電路板上的對(duì)應(yīng)焊點(diǎn)鉆孔，然后將對(duì)應(yīng)元件焊接在pcb板上，注意檢測元件的正負(fù)極，不能接反。線與線之間的一定要絕緣，切不可以混電。將準(zhǔn)備好的水杯(模擬水塔和水井)、直流電源、

30、實(shí)驗(yàn)用12v直流水泵與pcb電路板進(jìn)行連接組合，然后將探極引線連入水塔和水井（水杯模擬）中的相應(yīng)位置，最后進(jìn)行實(shí)物調(diào)試。5.2 實(shí)物調(diào)試5.2.1 水塔水位控制調(diào)試用實(shí)驗(yàn)室的直流電源調(diào)整為12v，然后接在pcb板上的對(duì)電源排針上，慢慢加大電流直到可以驅(qū)動(dòng)水泵為止。在水杯中模擬水塔低水位，使探極a（低水位）位于水位線之下，此時(shí)綠色指示燈亮；上電后水泵工作抽水，直到水位上升到探極c（高水位）處，看水泵能否實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停止抽水同時(shí)紅色指示燈亮。經(jīng)調(diào)試后可以實(shí)現(xiàn)以上基本功能，低水位綠燈亮，水泵自動(dòng)抽水；到達(dá)高水位時(shí)則紅色指示燈亮，水泵停止抽水。5.2.2 水井水位控制調(diào)試 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)于水井的檢測調(diào)試，事先

31、將此杯中的d 、e探極向上提出一小段，使得杯子中的水抽出部分后，會(huì)使d 、e探極高出水位線，從而看水泵是否能停轉(zhuǎn)。經(jīng)調(diào)試水泵正常工作，水井水位下降，當(dāng)d 、e探極高出水位線后可以實(shí)現(xiàn)水泵自動(dòng)斷電，停止抽水，能有效的防止水泵的空轉(zhuǎn)。6.設(shè)計(jì)總結(jié)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我受益匪淺，我學(xué)會(huì)以前沒有用過的制作pcb板的protel軟件，還有數(shù)電和電路分析的必備知識(shí)，使我所學(xué)的理論有了付諸于實(shí)踐的機(jī)會(huì)。雖然在制作實(shí)物的過程中遇到了很多的麻煩，也很多次都不能成功實(shí)現(xiàn)基本的功能，也曾因?yàn)殡妷汉碗娏鳑]有控制好而燒壞了繼電器但是最后功夫不負(fù)有心人，終于實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制水位的功能。通過我在設(shè)計(jì)中遇到的困難我了解到在日常學(xué)習(xí)

32、中要做到以下幾點(diǎn)：其一，我們必須掌握一些必備的常識(shí)，比如，二極管和繼電器引腳的判定、555定時(shí)器的基本原理等。其二，我們必須用科學(xué)的態(tài)度對(duì)待我們在實(shí)驗(yàn)中所遇到的問題，不隨便改寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。其三，自己平時(shí)要多動(dòng)手、多動(dòng)腦，這樣當(dāng)問題來臨時(shí)你就不會(huì)手忙腳亂。該多畫就多畫些，以便能增加你對(duì)該軟件的熟練度。 其四，要注意安全，不要輕易地嘗試不安全接法。在做設(shè)計(jì)時(shí)必須講求產(chǎn)品的實(shí)用性及美觀性。這段時(shí)間的水位控制器的設(shè)計(jì)使我增長了許多的知識(shí)，讓我知道了做好一件事是并不是想象中那么簡單，不是光學(xué)會(huì)理論就可以做好想做的事情的，事實(shí)不是想象中那樣的完美，在理論付諸于實(shí)踐的時(shí)候會(huì)有很多意想不到的問題，但是我在這段時(shí)間里學(xué)會(huì)了堅(jiān)持，只有堅(jiān)持不懈才能夠成功。參考文獻(xiàn)1 毛期儉 .數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用.人民郵電出版社，2005.122 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分.高等教育出版社，2006.013 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社出版，2008.14 呂硯山.圖解繼電器與順序控制器.科學(xué)出版社，2008.15 秦業(yè). protel實(shí)戰(zhàn)詳解與技巧.北京：機(jī)