家用自動供水器原理及電路設(shè)計

本文介紹的家用自動供水器，只要在上班前或晚上睡覺前，將供水器電源接通，當(dāng)水來時便自動將盛水容器接滿，即自動停止供水，并發(fā)出報警聲響，不必為接不到水或水溢出流滿地而擔(dān)心。

　　1.電路工作原理

　　家用自動供水器的電路如下圖所示，它是由電源變壓器、水位檢測與控制及報警發(fā)聲等電路組成的。

　　　圖中，變壓器B、二極管D1～D4、電容C1、C2和穩(wěn)壓二極管DW及電阻R1，組成電源電路;IC的門1、門2和三極管BG1、BG2及繼電器J，組成水位檢測和控制電路;IC1的門3、門4及電阻R9、R10、C9和揚聲器，組成報警發(fā)聲電路。

　　當(dāng)水位探針1、2、3沒接觸水面時，IC的輸入端⑧腳與⑨腳、(12)腳與(13)腳均為低電平，其輸出端則為高電平，使三極管BG1、BG2均導(dǎo)通，繼電器J得電吸合，其常開觸點J1閉合，接通電磁閥電源，打開水龍頭，等待水的到來和向盛水容器注水。當(dāng)來水后，水位在盛水容器內(nèi)升到某一設(shè)定高度時，使探針1與3經(jīng)水媒介接通，則門1輸入端(12)腳、⑤腳為高電平，其輸出端轉(zhuǎn)為低電平，使BG2截止，繼電器J釋放，電磁閥因斷電而關(guān)閉，停止供水。

　　BG2截止時，其集電極電位上升，此電壓一路經(jīng)電阻R4使發(fā)光二極管LED點亮，告知人們水已注滿;另一路經(jīng)電阻R8加至門4的輸入端⑥腳，使由門3、門4、R9、R10、C9組成的音頻振蕩器起振，振蕩頻率約1000Hz。該音頻信號經(jīng)三極管BG3放大，從揚聲器中發(fā)出報警聲響，聲響可以叫醒人們關(guān)斷供水器的電源，同時又起告知水已注滿的作用。如果不需報警，可將開關(guān)K2關(guān)斷。

　　在電路中之所以采用BG1與BG2串聯(lián)使用，是為保證供水器可靠地工作。例如，當(dāng)門1或BG2出現(xiàn)故障時，即液面與探針1、3接觸后不能及時停水，而使水位繼續(xù)升高，若水面升至探針2處，便使門2輸入端變?yōu)楦唠娖?，其輸出端轉(zhuǎn)為低電平，使BG1截止，繼電器J釋放，停止供水，從而避免水滿溢出。所以在串聯(lián)使用時，只有兩只管子都飽和導(dǎo)通，繼電器才能吸合供水。

　　2.元件選擇與制作

　　B為電源變壓器，可選用鐵芯面積10×18mm2的E形硅鋼片制作。初級用φ0.06mm高強度漆包線繞5210圈;次級用φ0.16mm高強度漆包線繞400圈。

　　IC為集成電路塊，可選用CD4011等型。

　　BG1～BG3均為NPN型三極管，可選用3DG12或9014，β>80，BVceo≥25V，BVces≤0.5V。

　　Dw為穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓值在12V左右，如2CW5等。

　　J為直流繼電器，如JZX系列或JRX系列，線圈工作電壓為12V。

　　D1～D5為二極管，可選用IN4001。

　　R11kΩR2、R3、R710kΩ

　　R42.5kΩR5、R6、R10、R12100kΩ

　　R8、R114.7kΩR968kΩ

　　C1、C40.01μFC2220μF25V

　　C322μF16V

　　Y為小口徑0.25W、8Ω揚聲器。

　　供水器的元件均焊在電路板上，爾后用盒體密封起來防水。

　　水位探針用細(xì)金屬制作，垂直安放在盛水容器內(nèi)。水位探針可以同供水器安裝成一體，從盒體下部伸出，也可單獨安裝，其間用導(dǎo)線與供水器相連。

　　1、3水位探針長度相等，2水位探針較1、3水位探針短20mm，三個水位探針可以并排安放，也可呈三角狀安裝。

　　金屬探針最好用直徑4mm的不銹鋼或鍍鉻鐵棒制作。1、3兩探針間距為20mm，可安放在盛水容器邊緣，如下圖所示。

　　水位探針的長度依據(jù)盛水容器大小和是否同供水器盒體裝在一起而定。

　　安裝電磁閥時，可將原水龍頭擰下，換上一個三通閥，三通閥的一端裝電磁閥，另端裝水龍頭，這樣還能進(jìn)行手控放水，以利停電時使用。

　　供水器安裝前，只要檢查元件良好，又組裝正確無誤，不需調(diào)試即能正常工作。