自动上水控制电路.docx
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自动上水控制电路
桂林航天工业高等专科学校
电子工程系
自动上水控制电路课程设计报告
2011-----2012年第1学期
专业:
电子信息工程技术班级:
2010045201学号:
11
姓名:
李赐禄同组者：
黄焕长陈彬钧
指导教师:
熊川
实验成绩评定表
序号
实验名称：
1
实验方法：
□有创新□有改进□有缺陷□合理
2
数据处理：
□数据可靠□计算有误□无数据□不合理
3
计算过程：
□正确□有误□假设条件不严格
4
实验结果：
□正确□部分正确□错误
5
文字表述：
□简明通顺□重复冗长□逻辑性差□有语病
6
实验态度：
□严谨认真□循规蹈矩□敷衍应付
7
综合评价：
□优秀□良好□中□及格□不及格
指导教师签名
指导教师：
年月日
任务书
设计题目：
自动上水控制电路
设计要求：
1.设计内容：
本课程要求设计一个自动上水控制电路
2、性能要求：
接上电源在水塔没水情况下可以控制水泵自动灌水，再灌满水之后又能自动切断水泵电源停止灌水
3、每人撰写一份设计报告，根据个人分工情况有所侧重，页面数目不少于10页。
每位成员应参与设计与制作的每个过程，要了解整机设计的相关知识、掌握安装与调试等相关技能。
在提交电路板和设计报告时，能够回答老师所提的问题。
小组分工：
根据个人擅长及相关专业技能，我们三个分工如下：
方案设计：
陈彬钧
绘图：
李赐禄
安装与调试：
黄焕长
目录
1、设计方案
2、设计目的
第1章设计内容
1·1主要元件介绍
1·2总体电路介绍
第2章元器件的选择与检测
2·1NE555的检测
2·2三极管二极管的选择
第3章PCB板的制作
3·1绘制原理图与PCB图
3·2铜板的腐蚀
3·3打孔
3·4铜板的防氧化
3·5焊接
第4章电路装配调整
4·1三极管驱动电流的调整
4·2高低水位的调整
4·3电源电路的调整
第五章设计总结
参考文献
附录：
元件清单
原理图
PCB图
1、设计方案
在我国农村很多地方没有用上自来水，水塔的水泵灌水系统不能自动操作，浪费时间，占用人力资源。
自来水新农村不可缺少的条件，本次设计就为解决这一难题而设计。
2、设计目的
解决农村水塔的自动灌水问题，学会自己做一块印制电路板，复习电源的制作，放大电路的应用知识，懂得使用数字电路知识。
第1章设计内容
1·1主要元件介绍
自动上水控制电路由四部分组成：
直流电源电路、自动控制电路、驱动电路、指示电路。
直流电源电路将变压器输出的交流12V电压整流输出后经电容c1滤波提供给继电器使用，同时供给稳压块CW7805，CW7805输出+5V电压提供给集成块、指示电路和驱动输出电路使用。
核心控制元件是NE555定时器。
它的逻辑功能能如下表所示
555时基电路的逻辑功能
R（6脚）
S（2脚）
Q（3脚）
DIS（7脚）
0
0
1
开路
0
1
保持
保持
1
0
不定
不定
1
1
0
接地
1·2总体电路介绍
本设计采用NE555做传感器，三极管组成的放大电路，驱动继电器控制水泵工作。
本设计也可以当作水位报警电路，用在与防患自然灾害水灾，本设计制造成本低，容易使用。
老人和小孩直接控制水泵工作很不安全，容易出现安全事故！
装了该电路，水泵就会在水塔没水的时候自动给水塔灌水，当灌满之后又会自动切断水泵电源停止灌水。
水桶中使用三个金属体作为水位高低的检测传感器，+5V电压接到水桶的最低端，另外两个金属体通过下拉电阻连接到555定时器的2脚和6脚。
当接通电源时水位低于允许最低水位，2、6脚均为低电平，3脚输出高电平驱动VT1、VT2，使J2继电器吸合水泵开始抽水，同时发光二极管VD2点亮，指示正处于抽水状态；当水位上升到使2脚为高电平，3脚输出不变，水泵继续抽水，直到水桶的水面没过最高允许水位，，6脚也变为高电平，3脚输出为低电平，VT1、VT2截止，水泵停止抽水；此时7脚输出为低电平，发光二极管VD4点亮，表明水位处于休息状态。
在使用水的过程中，水面不断的下降，水面仅地狱最高允许水位6脚为6被下拉电阻嵌位于低电平，3脚输出不变；知道水面下降到最低允许水面以下，2、6脚电平均为低电平，3脚重新输出高电平，水泵重新开始抽水，周而复使。
第2章元件的选择与检测
2·1NE555的检测，将集成电路NE555的4、8脚接到+5V，1脚接到GND。
将2、6脚接于高电平时，3脚输出为0；将2、6脚均均连接于低电平时，3脚输出为1；将2脚连接于高电平、6脚连接于低电平时，3脚保持上一个状态。
符合所述逻辑关系集成电路为正常。
2·2三极管VT1、VT2选择β>100的NPN型管9014；整流二极管选择额定电流为1A以上的IN4007；
第3章PCB板的制作
3·1绘制原理图与PCB图：
用Protel99SE把原理图绘制好，封装好创建网络表，绘制原理图时候要注意三极管和二极管的管脚跟PCB图的管脚是否对号，不对就得改。
在然后新建PCB文档，导入网络表，在布局时按照，安全距离范围内，两个零件间距离取最小，导线尽量不要交叉，本次布线我焊盘外径为1.8mm内径为0.8.导线为0.6mm。
3·2铜板的腐蚀
画好电路图打印，用转印机把电路图转印到铜板。
在转印前先用砂纸把铜板表面的氧化层擦掉，这样转印上去比较容易，并且能加快腐蚀。
3·3打孔
钻孔时候用的钻头直径为0.8mm，注意钻头的垂直，不能用太大力压钻机，这样会把钻头压断，注意头发，不要被钻机卷到，注意安全。
3·4铜板的防氧化
打完孔之后把覆在导线的墨擦掉，洗干净。
擦干电路板，往电路板涂上一层酒精松香混合物。
待干之后再焊接。
3·5焊接
在焊接时候注意烙铁的温度，不能把零件烫坏，集成电路先焊接插座，待焊接完之后再把芯片插上去；焊接二极管跟有极电容时必须注意不能把正负焊反。
第4章电路装配调整
4·1三极管驱动电流的调整
R6的大小直接影响VT2能否充分饱和，驱动继电器吸合。
因此可以将2、6脚接地，测量VT2c-e电压，如果为0.2-0.3V说明VT2充分饱和。
如果c-e电压偏高，可以适当减小R6的阻值。
4·2高低允许水位的调整
上下拉动连接2、6脚的金属传感器可以挑战呢个水桶中的最低允许水位和最高水位。
4·3电源电路的调整
接上12V的电压在CW7805的1、2接上直流电压表，读数为12V说明继电器电源电路正常，在2、3脚接上直流电压表，读数为5V说明传感电源电路正常。
第5章设计总结
这次课程设计弄懂了不少东西，开始想做个抢答器，但是仿真失败不敢做，不过在仿真时候，认识了编码器，能把高低电平转换为2进制数输出，编码器把2进制数翻译通过数码管来显示出来。
后来转为想做个时钟，在仿真成功布线失败之后，最终学到的是译码器74ls248比74ls148好，74ls148译出的6没头9没尾，同时学会了用74ls192接60进制、24进制、7进制的方法。
同时懂得怎么使用了与门、与非门。
因为布线不行所以放弃时钟。
换为两路记分牌，仿真成功pcb印的很成功，记分牌比时钟简单多了，不用与门来接各种进制，直接用进位接计数端构成999进制的计计数器。
但是焊零件时候，因为布局时候有六块芯片进行了X翻转，所以造成芯片分别焊在电路板的两面，但是用的是单面板，所以记分牌失败。
自动上水控制电路，简单容易，没有仿真，就直接画图印好板，焊上元件，调试，电路正常工作。
参考文献：
《数字电子技术》华南理工大学出版社主编：
葛仁华卢勇威
《模拟电子技术》第三版高等教育出版社主编胡宴如
《电子技能实训》人民邮电出版社主编王国平
附录：
原件清单
元件标号
元件标注
说明
元件标号
元件标注
说明
VD1
ZCN17
全桥
R1、R5
360
1/8W电阻
VD2、VD4
LED
红绿LED
R2、R3
47K
1/8W电阻
VD3
4418
续流二极管
R4
6.5K
1/8W电阻
C1
1000uF
电解电容
R6
11K
1/8W电阻
C2
220uF
电解电容
IC1
CW7805
稳压块
C3
0.1uF
聚酯电容
IC5
NE555
集成块
VT1
9014
NPN三极管
VT2
9014
NPN三极管
电路原理图：
PCB图
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