自动上水控制电路
电子工程系
2011-----2012
实验成绩评定表
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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
元器件的选择与检测
2·1 NE555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
3·4铜板的防氧化
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
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。
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
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
NE555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。
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Protel 99
SE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。
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。
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
&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。
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。
&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&&&&
电路原理图：
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基于at89c52单片机控制的柔性低压无功功率补偿器的设计.doc71页
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基于AT89C52单片机控制的柔性低压无功功率补偿器的设计
在电力系统中，功率因数的提高是一项重要的技术工作，直接关系到输电线路的电能损耗供电的经济性，供电质量。功率因数的补偿措施一直为人们所重视。研制高性能的功率因数装置具有实际的社会，经济效益。
本文介绍了基于AT89C52控制的高精度低压无功功率补偿器。该控制器采用数字检测电路来获取电网电压与电流的相位差;控制开关采用过零型固态继电器，使投切控制实现等电压投入，零电流切除；单片机AT89C52实现数据处理、输入、输出控制等功能。通过实验监测功率因素分析，该控制器具有对电网冲击小，响应快，抗干扰能力强，精度高,可分相投切等优点，适用于目前企业用户进行无功功率补偿。
本文运用AT89C52单片机，对电力系统中低压无功功率进行监测和控制，使功率因数达到调整和优化，提高了电力系统的供电质量和经济运行。
关键词： AT89C52
The article introduces passive power compensator based on AT89C52 controlling with high precision. It measures excess phase of voltage and circuit used digital circuit. The AC solid-state relay of passing zero is applied to the control switch. It is input when the voltage of the power system equals the voltage of the capacitor and elimination when the circuit is zero. A Microcomputer AT98C52 competes the Data process, input, output etc. The practical result shows the advantages of high precision, less influence on low-voltage power system, fast response, connecting capacitors with single-phase and the ability of anti-jamming. It is mainly used to compensate passive power in present factory and mine.
In the power-system, the raise of the power-factor is a important technologic
work. It matters the utility and quality of the pow
正在加载中，请稍后...　　内容摘要：该是用手机或固定电话拨打另一固定电话时，手机或固定电话的拨号音响过的次数始终与另一固定电话振铃的次数相同，电路就靠这一事实用手机控制电器的开启与关断。现把其电路介绍如下。　　　　一、使用　　　　系统在家中安装方法：把电路中的电话机与室内固定电话线并线接通．把电路中的电线插头插入与220V市电相连的大功率电暖器专用插座中，然后把电暖器或其它用电器的插头插入电路中的插座中电路的使用方法：把电路安装到家中后，如果在户外欲提前打开家中插入电路插座中的电暖气或其它用电器，则可用手机或其它电话拨打家中固定电话，在3．5分钟之内，按二次重拨，当手机拨号音累计响到23次时，家中插入电路插座的用电器就会被开启。这时手机里会听到电路中音乐片发出的声音．其意即告知家中用电器被开启，这样实现了控制电器开启信息的反馈。约20秒钟后．电路中电话自动挂断。如果在户外欲关闭家中插入电路插座的用电器．则需在3．5分钟内，用手机拨打家中固定电话．重拨一次，当拨号音累计响到15次时，用电器就被关断，控制信息会反馈到手机上，约20秒钟后，自动挂机。　　　　二、电路原理
& & 关键器件。八进制计数器／脉冲分配器集成块CD4022B是本电路的关键器件。其中CR为清零端，高有效，CP为触发脉冲，当CP端没有没有触发脉冲输入时，2脚YO输出端为高电平，其它Y1～Y7，均为低电平。　　　　当CP端输入第一个脉冲时，Y1为高电平，其它输出端均为低电平，如此循环，当输入第8个脉冲时，YO又重复输出高电平。　　　　电路原理如下图所示：　　　　1、工作。图中电源部分采用220V市电经TR1降为11V交流电，再经GR2及C3整流后变为平滑的12V直流电供系统的各个部分使用。R12是滤波C3的放电。　　　　2、信号采集。信号采集电路工作过程是用手机拨打家中固定电话，当家中电话振铃时，25的交流振铃信号通过耦合C1，经整流全桥GR1整流，电容C2滤波后再经限流R2，10V稳压形成符合电路输入需要的脉冲信号，电阻R1是电容C2的放电电阻，这样电话的振铃次数，在八进制计数器／脉冲分配器CD4022B的14脚时钟输入CP端进行计数并把输出信号分配给Y0一Y7。　　　　3、电路清零。CD4022B的清零电路肩负着重要的使命，它的关键任务，是区分平时一般事务性的通话所拨打的电话和专门为开启和关断电暖器或其它用电器而拨打的电话。区别这两种信号所设定的清零方法是，系统从电话第一声振铃开始计时，计时3．5分钟之后CD4022B清零端接高电平清零。清零后等待下一个电话打进来，然后再开始计时，延时清零，循环执行。在这3.5分钟分钟时间里，如果系统中振铃次数未达到23次或15次．电暖器未被启动或启动后未被关断．输入的振铃次数(即一般事物性通话振铃)对于开启或关断电暖器来说。将被作废。清零电路原理是：当系统中电话第一声振铃时，集成块1的1脚Y1输出高电平，输出的高电平经过C5变为脉冲触发单向U1导通，U1的导通电流由导通指示电路R3、1和电容C7的放电电阻R4维持，由于电流小，RL1并未启动，单向可控硅U1导通后，电流由电阻R5向电容C7充电．约3．5分钟后，电容C7两端3V，并触发单向可控硅U2导通，使继电器RL1的上升到额定工作电压而被启动。其常开触点闭合，使集成块IC1、IC2的15脚清零端获得高电平清零。由于电容C4，的放电，继电器RL1短时间内导通。常闭触点断开．切断了流经单向可控硅U1的通路，继电器RL1复位，自动清零工作完成。电阻R6是高、低电平稳定电阻。D1是电容C7的放电二极管。电容C6、C8可增强单向可控硅U1、U2的稳定性，W是手动清零按钮。　　　　4、手机开启用电器原理。用手机给家中电话振铃，在3．5分钟之内，当振铃到23次时，IC1集成块CD4022B的时钟输入端14脚获得信号采集电路处理后的23次脉冲输入这使IC1的10脚，即脉冲分配端Y7产生三次高电平，这三次高电平输入到IC2集成CD4022B的时钟脉冲输入端14脚使集成块IC2的7脚即脉冲分配输出端Y3变为高电平，该高电平通过电容C9形成单向可控硅U3的触发脉冲信号，经过继电器RL3常闭触点使单向可控硅U3导通，继电器RL2得到工作电压而启动。共常开触点闭合，使中间继电器J的线圈得到220V电压而工作，这样中间继电器的四个触点开关闭合，用电器被开启。中间继电器每一触点开关的额定电流为10A。四个并联后。完全可以保证4KW的电暖器稳定工作。电容C10可稳定单向可控硅U3的工作。　　　　5、用电器被开启后发出提示信号音原理。可控硅U3导通后，用电器被开启．三极管T1的基极由电阻R10和电容C14的充电电流控制，形成历时1分钟左右的基极电流。在三极管T1的集电极，限流电阻R9和LED3给1．5V音乐片供应1．8V左右的电压，使电话在免提摘机后把此音乐信号通过免提发送给拨打电话者。发光二极管LED3起提供稳定电压的作用，三极管T1基极电流截止后．音乐片自动停止发声。　　　　6、手机关断用电器原理。在3．5分钟之内，用手机拨打家中固定电话的振铃次数达到15次时，IC114脚时钟输入CP端得到与振铃相同次数的脉冲输入，脉冲分配输出Y7端10脚输出两次高电平，IC2的时钟输入CP端14脚被输入两个脉冲，在集成块IC2的脉冲分配输出Y2端3脚则会输出高电平。这个高电平经电容C13形成触发脉冲，促使单向可控硅U4导通，于是继电器RL3得到工作电压而启动。常闭触点断开，通过这个常闭触点而接到电源正端的单向可控硅U3被关断，使继电器RL2失去工作电压而断开，导致中间继电器停止工作，于是用电器就被关断了。　　　　电路中C11可维持继电器瞬向导通到位，C12可稳定单向可控硅U4的工作。　　　　7、控制信息反馈电路。单向可控硅U3的导通与否标志着用电器的开与关。故电器开关的信息信号从此处摄取。D2是隔离二极管。如原理图所示．控制信息信号分两路送往单向可控硅U5的触发端。一路经电阻R13、电容C15，代表&开&触发信号；另一路经电阻R11、三极管T2倒向、电阻R15、电容C16。代表&关&触发信号。　　　　电阻R14是三极管T12的集电极电阻。电阻R16、电容C17起稳定单向可控硅U5的作用。当单向可控硅U3在导通或关断的瞬间，由于隔直电容C15和C16的作用，都能形成触发脉冲使单向可控硅U5导通，而在单向可控硅U3导通与关断的稳定状态，则不会形成对单向可控硅U5的触发，从而实现了用电器在开或关的第一时间装置对电路中电话的控制。当用电器在开或关的瞬间，单向可控硅U5被触发导通，由于大容量电容C18的作用，继电器RL4工作瞬间。使它的常开触点闭合一次，因为继电器RL4的常开触点并接在电路中电话免提键触点两端，这便形成了电路中电话的自动免提摘机。这时如果是开启信号形成的电话免提摘机，则伴随着免提摘机会有音乐声发出并由电话免提话筒送往手机。如果是电器关断信号形成的电话免提摘机，则电路周围的环境背景音由电话免提话筒送往手机。电话话筒送往手机的这两种情况表示电器控制信息的两种状态。即开与关。免提摘机后，延时20秒左右，继电器RL5和继电器RL6启动，由于C19的作用。它们工作也是瞬间的，继电器RL5瞬间工作，它的常开触点闭合一次，由于它的常开触点两端并接在电话机免提键触点两端．因此它的瞬间开关一次就形成了电话机免提自动挂机。RL6瞬间工作使它的常闭触点断开，于是通过它的常闭触点而接向电源正端的单向可控硅U5关断，完成电话反馈控制信息一次。单向可控硅U6、3V伏稳压管Z3、电阻R17、电容C21组成20秒延时启动继电器RL5、RL6电路。　　　　二极管D4、D5、D6分别是电容C18、C19、C21的放电二极管，电阻R18是放电电阻。　　　　三、制作要点　　　　在电路制作中，各部分应边制作边测试，发现问题及时解决，以确保每部分电路正常工作。　　　　用手机拔打与之连接的电话．正常情况下，稳压管Z1两端会接连出现10V的脉冲电压，用电压档可测得。这时，用10V档检测集成块IC1的Y0-Y7端，随着振铃次数的递增应依次有10V左右的高电平输出，并且是八进制循环。第一声振铃点亮发光二极管LED1后．用万用表直流100毫安档短路单向可控硅U2的阳极和阴极，电流大小应为60毫安左右。并能听到&咔嗒&一声．继电器工作瞬间。集成块IC1、IC2清零一次，发光二极管LED1应熄灭。　　　　3．5分钟延时电路．只要安装无误，一般不会出现问题。电容C4如果有问题，会出现继电器RL1发出&咝咝&声，且关不断也打不开。同样电容C11有着与电容C4相同的作用。　　　　电阻R7是集成块IC2的输入稳定电阻．此电阻若有问题，集成块IC2的工作将极不稳定。　　　　电路中大容量电容的放电二极管D1、D3、D4、D5、D6如出现问题，会使电容放电不良，相对应的延时电路，继电器RL4、RL5、RL6将工作不正常。　　　　在信息反馈电路中．必须合理确定电阻R13、R14、R15、R16及电容C15、C16数值，它们出现问题，很容易使电器开启后能自动摘机。但关断时却不能自动摘机。或着电器关断时能自动摘机，但开启时却不能自动摘机．两者都必须兼顾到。把电流100毫安档万用表串入继电器RL4、RL5、RL6电路中，在电器开启与关断的瞬间．能观察到相对应的瞬间电流流过RL4、RL5、RL6。　　　　整个电路只要安装无误，应能正常工作。
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