一數(shù)字電路水塔自動供水控制器的制作技能課件

使用教材數(shù)字電路水塔自動水控制器的制作技能電子技術應用技能教學目的（7）學會數(shù)字電路水塔自動供水控制器的面包板調(diào)試、檢測技能（8）學會數(shù)字電路水塔自動供水控制器的整機安裝技能（9）學會數(shù)字電路水塔自動供水控制器的整機調(diào)試技能（10）學會數(shù)字電路水塔自動供水控制器的測量與檢修技能

第一單元

1、數(shù)字電路水塔自動供水控制器特點２、數(shù)字電路水塔自動供水控制器工作原理1．實現(xiàn)自動供水2．雙水泵交替工作3．雙水泵交替運行的時間控制4．水塔水位狀態(tài)指示5．水泵工作狀態(tài)顯示6．設有手動打水和手動停止操作按鈕7．控制系統(tǒng)統(tǒng)一機芯一、數(shù)字電路水塔自動供水控制器性能特點

雙水泵交替工作

1)雙水泵交替工作，能使每一只水泵都有一定的休息時間，在夏季的高溫環(huán)境下，對水泵的降溫散熱特別有好處。

２）能有效地避免水泵在高溫下長時間工作而造成的損壞，確保了控制系統(tǒng)的安全運行。３）如果一只水泵出現(xiàn)故障，也不會影響控制系統(tǒng)對水塔正常供水。同時還能利用一只水泵仍在工作的時間，對故障水泵進行檢修或更換。雙水泵交替運行的時間控制為了使每一只水泵都能得到充分的利用，并且每一只水泵能得到充分的休息，系統(tǒng)將水泵間的交替時間定為20min。這樣，水泵電動機M1進入工作，則水泵M2就開始休息。反之，M2工作時，M1就休息。如果水泵電動機M1工作期間，水塔中的水被加滿，則控制系統(tǒng)令M1暫停工作，并記下時間。待水塔水量下降后，系統(tǒng)會再次令M1繼續(xù)工作，直至M1運行時間達到20min。這樣能使用二只水泵均衡運行。水塔水位狀態(tài)指示滿水位:紅燈亮、無音頻信號低水位:黃燈亮、高音頻信號正常水位:綠燈亮、中音頻信號設有手動打水和手動停止操作按鈕手動打水按鈕手動停止操作按鈕手動控制供水手動控制停止控制系統(tǒng)統(tǒng)一機芯控制系統(tǒng)統(tǒng)一機芯。進整個控制系統(tǒng)的元件組裝在一塊電路板上，外圍元件（傳感器、手動按鈕、電源變壓器的水泵）均從電路板的接線排上與控制電路進行連接。整個控制系統(tǒng)安裝十分方便。統(tǒng)一機芯圖紙及實例SB1SB2SB3SB4二、數(shù)字電路水塔自動供水控制器工作原理如水塔中的水位超過傳感器1，于是（干簧管觸點閉合）傳感器1開始工作而輸出低電位。此時，VD12反向截止不發(fā)光。IC2-e輸入端由原先的高電位變成低電位，使輸出端變成高電位。通過IC2-d的反向作用，使IC2-d輸出端由高電位變成了低電位。而原先VD13由于兩端均為高電位（即IC2-d的輸出端為高電位、IC2-c的輸出端也為高電位）而截止，而此時IC2-d的輸出端已變成了低電位，而IC2-c的輸出端仍為高電位，于是VD13正向?qū)ǘl(fā)光。同時由于傳感器1對IC1的控制作用，使IC1產(chǎn)生500HZ的音頻信號，此時蜂鳴器中發(fā)出的是悅耳的音頻聲。二、數(shù)字電路水塔自動供水控制器工作原理系統(tǒng)中還設置了手動開、?？刂瓢粹o。當按下打水按鈕S1，VT1和VT2同時得到高電位而導通，使繼電器K1、K2同時吸合，電動機M1和M2同時打水。當按下停止按鈕S2，VT1和VT2同時截止，K1、K2同時釋放，M1、M2同時停止運行。手動開、?？刂瓢粹o的設立，方便了系統(tǒng)的調(diào)試、測試和檢修。二、數(shù)字電路水塔自動供水控制器工作原理如水塔中水已打滿，而超過傳感器2后，傳感器2（干簧管觸點閉合）開始工作輸出低電位，經(jīng)低電位從IC2-b輸入，經(jīng)反相后輸出高電位。該高電位輸入給IC2-c輸入端，經(jīng)IC2-c反相后輸出一個低電位，于是VD13反向截止不發(fā)光，而VD14正向?qū)òl(fā)光。同時IC2-c輸出的低電位使IC1的音頻信號發(fā)生器停止工作，也使IC3組成的計時器也暫時停止計時。

IC1的型號為CD4011。它是一塊四二輸入與非門集成電路，其內(nèi)部結構相當于組合了4個二輸入端的與非門，每個二輸入與非門的功能相同。通常用二個輸入與非門就能組成一個音頻振蕩器。

CD4011引腳端功能圖IC1的性能與應用IC1的性能與應用CD4011自激振蕩電路自激振蕩器實驗演示二、數(shù)字電路水塔自動供水控制器工作原理

是一塊六與非門集成電路，在該控制系統(tǒng)中作A/D轉(zhuǎn)換之用。IC2除了作A/D轉(zhuǎn)換之外，同時還對傳感器狀態(tài)（水塔水位狀態(tài)）進行狀態(tài)顯示。

如水塔中水位處在無水區(qū)域，此時傳感器1不工作（干簧管觸點斷開），此時IC2-e輸入端為高電位，使輸出端為低電位，于是VD12正向?qū)ǘl(fā)光，表示水塔中無水（或水很少）；與此同時IC1組成的音頻信號發(fā)生器受IC2-e輸入端的高電位控制，輸出一個頻率為1KHZ的音頻信號，經(jīng)VT5推動蜂鳴器發(fā)聲。

IC2IC2的性能與應用CD4069功能測試電路CD4069功能測試實驗演示數(shù)字電路水塔自動供水控制器工作原理如水位下降，水面低于傳感器2時，IC3又開始繼續(xù)計時、VD14熄滅VD13發(fā)光、IC1的音頻信號發(fā)生器開始工作。這就又回到了水塔的第二個控制狀態(tài)。是一塊14位二進制串行計數(shù)器/分頻器集成電路，在該控制系統(tǒng)中作計時器之用，同時還對IC1組成的音頻信號發(fā)生器實施控制。在水泵對水塔進行供水過程中，計數(shù)器開始計時，并控制音頻信號發(fā)生器工作。計時器每計時20分鐘，IC3就輸出一個控制脈沖，通過IC4分別對VT1或VT2實施控制，最終使電動機M1與M2互換工作一次。IC3IC3的性能與應用CD4060秒信號發(fā)生器電路CD4060秒信號發(fā)生器實驗演示數(shù)字電路水塔自動供水控制器工作原理是一塊雙主－從D型觸發(fā)器集成電路。在該控制系統(tǒng)中，IC4的時鐘控制端受控于IC3的輸出信號?？刂葡到y(tǒng)通電后，IC4的初始狀態(tài)為：負Q輸出端輸出高電位“1”、正Q輸出端輸出低電位“0”。此時，VT2導通，使繼電器K1吸合，水泵M1工作。如在CP（時鐘控制）端加一個正向控制信號，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器就會翻轉(zhuǎn)。使負Q端由高電位“1”變成“0”；而正Q端則由低電位“0”變成了高電位“1”。于是VT2截止、K2釋放、M2停止工作；而VT1導通、K1吸合、M1工作。如在CP（時鐘控制）端再次加一個正向控制信號，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器又會翻轉(zhuǎn)，而輸出狀態(tài)卻回到通電時的工作狀態(tài)，與此循環(huán)。

IC4IC4的性能與應用IC4的型號為CD4013是一塊雙主－從D型觸器集成電路。在它的內(nèi)部組合了2相同的主－