带保护装置的水塔自动进水装置.doc

电子线路课程设计(1论文(设计题目:带保护装置的水塔自动进水装置系别:物理与电子工程系专业:电子信息工程年级: 2008级学生姓名:指导教师:时间: 2010年6月29日目录摘要 (1关键词 (1一、设计任务与要求 (1二、方案设计与论证 (1方案一 (1方案二 (2三、总原电路及元器件清单 (31.总原理图 (32.PCB制板图 (43.元件清单 (5四、安装与调试 (61. 电路安装 (62. 电路调试 (6五、性能测试与分析 (6六、结论与心得 (6七、参考文献 (7八、致谢 (7摘要:本设计主要通过使用NE555、稳压二极管、三极管等元件组成的简易水塔自动进水装置,当水位低时自动进水,水满时及时断电,水位过低时也断电保护。由于其他方案设计出来的水塔无法实现自动进水,也没有满水自停的功能,造成水资源浪费,或进水不及时。关键词:带保护装置水塔NE555一、设计任务与要求任务:设计制作一个带保护装置的水塔自动进水装置要求:有水满、进水、水量不足指示,当水位低时要自动进水,满时要及时断电,水位过低时也要断电保护二、方案设计与论证 方案一:通过使用继电器J来控制水塔的电源,电容C1是为了消除信号线上的干扰,NE555接成施密特触发电路,利用它的回差特性达到保持的目的。自动进水:当水位下降低于C点时,C点悬空。IC的2脚低于1/3Vcc,其3脚输出高电平,继电器得电吸合,启动水塔抽水,水位逐渐上升。中间保持:当水位上升到A点到B点之间时,470的电阻被串接入电路,此时P点电位控制在1/2Vcc左右,触发器保持原来的状态不变。水满自停:当水位上升至A点时,由于水电阻较小,P点电位高于2/3Vcc,IC的3脚输出低电平,继电器断电,水塔停止抽水。论证:这个方案中的继电器J是实行部分,NE555是控制部分,既可以使水塔自动进水,又达到保护水塔的功能,但由于继电器工作不稳定,使现象不明显。方案二:通过NE555接成施密特触发电路,就可以使水塔自动进水,不会产生水满的情况。自动进水:当水位下降低于C点时,C点悬空。IC的2脚低于1/3Vcc,其脚输出高电平,水塔被启动,水位逐渐上升。中间保持:当水位上升到A点到B点之间时,470电阻被串接入电路,此时P点电位控制在1/2Vcc左右,触发器保持原来的状态不变。因为此时电路不工作,所以水位一直保持在A点与B点之间,不再上升。论证:电路主要是NE555通过控制输出高低电平使水塔在低水位时可以自动进水,当水位上升到一定位置时,电路就不工作,从而保持在一定的水位。这个方案简单易懂,没有使用继电器,容易控制电路。方案确定:以上两种方案的基本功能一样,都可以自动进水,但从设计简易程度、元器件的选择以及价格方面考虑,第二种方案比较简单,元器件较少,价格比较合理。所以我选择第二种设计方案。三、总原电路及元器件清单1、总原理图 稳压二极管的稳压原理:稳压二极管的特点就是击穿后,其两端的电压基本保持不变。这样,当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波动,或其它原因造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变。水塔的水位上升到A点到B点之间时,470电阻被串接入电路,此时P点电位控制在1/2Vcc左右,触发器保持原来的状态不变。因为此时电路不工作，稳压二极管 D1 两端的 电压基本不变，所以水位一直保持在 A 点与 B 点之间，不再上升。 NE555 集成电路除了作定时延时控制的功能外，还可用于调 光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测，组成脉冲振荡、单稳、 双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲 调制等。本设计中 NE555 的主要作用是调压，使电路中的电压保持 在一定的范围内，而且 NE555 有工作可靠、使用方便、价格低廉的 特点。 2、PCB 制版图 3、元件清单 水塔自动 进水 序 号 名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 管 10 三极管 IC(单片 11 机） 稳压二极 12 管 稳压二极 13 管 9V 4.5V NE555 PNP/9013 电阻 电阻 电阻 电容 电解电容 电解电容 电解电容 二极管 发光二极 型号及参数 470 22k 3.3K 0.1u 220uF/25V 4.7uF/25V 470uF/25V IN4007 数量 (个 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 元件封 装 备注 C1 LED VT DIP-8 红5 1 D1 1 D2 四：安装于调试 电路安装：按照 PCB 板的元件提示，装上元件，焊接电路。 电路调试：先用面包板按原理图接电路，经过测试，能实现其功 能。焊接好电路再测试时，电路未能实现其预期的功能，原因是电路 焊接不好，有短路现象。后来经过老师的指导，再焊接出来的电路可 以实现自动进水的功能。 五、性能测试与分析 性能测试：第一次焊接的电路没有得到预期的结果，电路无法工 作， 后来经过老师的指导， 第二次焊接的电路能实现自动进水的功能。 分析：可能是因为第一次焊接的电路不够严谨，电路连接不好， 有断路现象。 六、结论与心得 通过本次的设计，让我很好的锻炼了理论与实际联系，与具体 项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我懂得了怎样把模电 数电的理论知识应用于实际， 又让我懂得了在实践中遇到的问题怎样 用理论去解决。在本次设计过程中，我遇到最大的问题是焊接电路不 严谨，有断路现象。但经过老师悉心指导，再次焊接的电路有了很大 的进步。从中我学会了应该多实践，多动手，而不仅仅是学习理论知 识， 我相信通过这次的课程设计， 在下一阶段的学习中我会更加努力。 同时，通过本次论文的设计，巩固了我学习过的专业知识，从中可以 自我测验，认识到自己哪方面有欠缺和不足，以便日后在学习中得以 提高。 七、参考文献 1 华成英，童诗白.模拟电子技术基础 （第四版）2006 年 1 月， 第 23 页 ，第 28 页。 2 康华光. 电子技术基础 (数字部分第五版） 2005 年 7 月， 414 第 页。 八、致谢 经过这段时间的准备，在论文完成之际，首先要感谢指导我们 做课程设计的三位老师，特别是