電水壺自動(dòng)斷電控制器的研究與設(shè)計(jì)

1)單穩(wěn)態(tài)電路的作用是對(duì)前級(jí)輸入信號(hào)進(jìn)行脈沖寬度整形，保證每次觸摸動(dòng)作都可靠。
2)雙穩(wěn)態(tài)電路用來驅(qū)動(dòng)晶體管Q1的開通或關(guān)閉，進(jìn)而控制繼電器的通斷。
3)將CD4013的輸入信號(hào)從濕度傳感器器探頭感測(cè)到的信號(hào)相隔離，主要是通過控制繼電器K1的通斷來實(shí)現(xiàn)。在繼電器K1得到高電平信號(hào)后，常閉觸點(diǎn)斷開、常開觸點(diǎn)閉合，就可將CD4013雙穩(wěn)態(tài)電路輸出的高電平信號(hào)從放大電路后斷開，即使放大電路輸出的信號(hào)發(fā)生變化，也不會(huì)影響到雙穩(wěn)態(tài)電路的輸出，這樣就可使CD4013雙穩(wěn)態(tài)電路輸出的高電平信號(hào)保持不變。
2．5 光電隔離電路及輸出控制電路
1)光電隔離電路
光電隔離電路包括光耦、電阻R11、整流二極管D8、繼電器和晶體管Q2，如圖5所示。

利用光耦的特性，信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無影響?？蓪?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/自動(dòng)斷電">自動(dòng)斷電控制器中的直流供電電源與后面的200 V市電上分開，這樣可以起到保護(hù)電水壺自動(dòng)斷電控制器的作用。
2)輸出控制電路
輸出控制電路包括輸出控制繼電器K2、電水壺的電熱管RL和電源線。開始燒水時(shí)，輸出控制繼電器K2失電觸點(diǎn)處于閉合，電水壺的電熱管RL得電，電水壺開始加熱；當(dāng)水燒沸時(shí)，輸出控制繼電器K2線圈得電，線圈得電，觸點(diǎn)由常閉變成常開狀態(tài)，電水壺的電熱管RL失電，電水壺停止加熱。

2．6 顯示面板
顯示面板上有紅、綠指示燈和蜂鳴器，如圖6所示。

當(dāng)水開始燒時(shí)，由于傳感器檢測(cè)到濕度的信號(hào)不足以使電路發(fā)生變化，此時(shí)為綠色指示燈亮，代表此刻自動(dòng)斷電控制器電源已接通，同時(shí)表示電水壺正在燒水；當(dāng)綠色指示燈熄滅、紅色指示燈亮?xí)r，提醒用戶水燒沸了，同時(shí)蜂鳴器發(fā)聲提醒。如果沒有人來斷開電源，本控制器會(huì)一直發(fā)出聲光提醒。
2．7 電路功能及工作過程
從整個(gè)過程可以實(shí)現(xiàn)本控制器設(shè)計(jì)的功能，如圖7所示。

在水燒沸時(shí)，隨著濕敏傳感器阻值變小，LM324輸出電位變高，CD4013電平發(fā)生翻轉(zhuǎn)，繼電器K2線圈得電，常閉觸點(diǎn)斷開，電水壺從市電220 V電源上失電而斷開；同時(shí)繼電器K1將CD4013雙穩(wěn)態(tài)電路輸出的高電平信號(hào)從放大電路后斷開，所以CD4013雙穩(wěn)態(tài)電路不會(huì)再得到高電平信號(hào)而發(fā)生觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，即可實(shí)現(xiàn)電水壺自動(dòng)斷電控制的功能。

3 結(jié)論
CD4013自動(dòng)斷電保持電路是整個(gè)控制器的核心，完成信號(hào)的輸入和輸出保持。另外還有兩個(gè)重要的電路是濕度檢測(cè)和光電隔離電路。
1)濕度檢測(cè)電路完成濕度信號(hào)的采樣和信號(hào)輸出，并通過CD4013自動(dòng)斷電保持電路的處理達(dá)到控制電水壺自動(dòng)斷電的作用，且不再受傳感器檢測(cè)信號(hào)的影響。
2)光電隔離電路將自動(dòng)斷電控制器中所需要的直流電從220 V交流電上隔離開來，從而達(dá)到保證控制電路的安全。
該產(chǎn)品在當(dāng)水燒沸后能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電，并進(jìn)行聲光報(bào)警提醒，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理、安全可靠。