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用LM324N制作水位控制器
来源:本站整理  作者:佚名  2016-07-14 09:17:13



    笔者采用运算放大器LM324N做的水位控制器,如图1所示。该电路由水泵电动机控制电路、低压电源电路、水位控制电路三部分组成。

    一、工作原理
    1.水泵电动机控制电路
    水泵电动机可以是单相电动机,也可以是三相水泵电动机,图1中采用4kW三相潜水泵电动机,型号:QQS40-21.4。二次控制电路中的B1为停止按钮,B2为启动按钮,两个按钮可进行手动操作,触点K1为水位控制器电路中的继电器KA的一个常开触点,当此触点闭合时,接通交流接触器线圈KM电源,其主触点KM1闭合,电动机QQS40-21-4启动运转,从水井里取水供给水池,当水池中水满时触点K1断开,水泵电动机停止给水池供水。

    2.低压电源电路
    低压电源电路采用降压变压器,是从14英寸黑白电视机上拆下的,型号是DB-33-01。该变压器低压侧输出两路交流18V电压,取其中一路经全桥D1~D4及C1、C2整流滤波后,输出约24.3V电压。
    IC1为三端稳压器LM7812,稳压输出12V电压,供给水位控制器LM324N(IC2)、继电器等器件。
    3.水位控制器电路
    该电路主要由四运算放大器LM324N,继电器KA和三极管VT(1815)组成。LM324内部的IC2A-IC2C与外围元件分别构成放大器、比较器与双稳态电路。当水池水满时,H端浸入水中,12V电压经H端及限流电阻R2输入IC2A同相端,其输出端U01变为高电平(10.55V),一路输入双稳态电路IC2C的反相端,使其电压高于同相端(2.12V),使输出端U03变为低电平0V,三极管VT截止,小型继电器KA失电释放,其触点K1断开,接触器则失电释放,水泵电动机M停转,停止向水池供水。另一路输往LED发光电路,绿灯点亮,表示水满。
    当水池水位下降,使H端无水时。IC2A同相端电压为0V、IC2A的U01点电压为0V,双稳态电路IC2C反相端为0V,但U03点的电压仍然保持为低电平。当水位下降使N端无水时,则N端变为低电平0V,比较器IC2的反相端外接电容C5经电阻R11放电,当反相端电压低于6V时,IC2B输出端U02为高电平(10.55V)。此高电平一路使LED红灯点亮,表示水池无水;另一路经隔离二极管D7输入IC2C同相端,使输出端U03变为高电平(10.55V),再经电阻R10输至三极管VT基极(0.72V),使VT导通,继电器KA得电吸合,其触点K1闭合,接触器KM线圈得电吸合,水泵电动机M启动运转从水井抽水向水池供水。当水位升至N点时,运放LM324N(IC2B)反相端电压因电容C5不断充电而上升,当升至6V时,IC2B的U02点变为低电平,因二极管D7的隔离作用,IC2C同相端仍为高电平,U03仍然为高电平,水泵电动机仍保持运转抽水向水池供水状态。此状态一直到水位浸入H端,使IC2A同相端为高电平时为止。
    二极管D8为隔离二极管,防止由R6 、R7分压获得的1.09V电压进入IC2A的输入端U01。 D5、D7作用与D8相同。

    二、制作调试
    电容C5容量为470μF,若要减小充电时间,可将其容量减至220μF,电阻R10的阻值为5kΩ,当其阻值大于6.21 kΩ时,三极管VT导通程度过弱,继电器KA将不吸合。为保证VT(1815)可靠工作,R10取5kΩ是比较理想的,若阻值过小,易损坏VT。
    因水有电阻值,不同种类的水,阻值大小不同,实测井水电阻约为1.3MΩ。若用9V电源将会影响电路正常工作,继电器KA不会吸合动作,经过实验,供电达12V较为理想。因点M、N、H浸入水中,应用不易生锈的金属做成,其他无特殊要求。
 

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