一數(shù)字電路水塔自動(dòng)供水控制器的制作技能課件

使用教材數(shù)字電路水塔自動(dòng)水控制器的制作技能電子技術(shù)應(yīng)用技能教學(xué)目的（7）學(xué)會(huì)數(shù)字電路水塔自動(dòng)供水控制器的面包板調(diào)試、檢測(cè)技能（8）學(xué)會(huì)數(shù)字電路水塔自動(dòng)供水控制器的整機(jī)安裝技能（9）學(xué)會(huì)數(shù)字電路水塔自動(dòng)供水控制器的整機(jī)調(diào)試技能（10）學(xué)會(huì)數(shù)字電路水塔自動(dòng)供水控制器的測(cè)量與檢修技能

第一單元

1、數(shù)字電路水塔自動(dòng)供水控制器特點(diǎn)２、數(shù)字電路水塔自動(dòng)供水控制器工作原理1．實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供水2．雙水泵交替工作3．雙水泵交替運(yùn)行的時(shí)間控制4．水塔水位狀態(tài)指示5．水泵工作狀態(tài)顯示6．設(shè)有手動(dòng)打水和手動(dòng)停止操作按鈕7．控制系統(tǒng)統(tǒng)一機(jī)芯一、數(shù)字電路水塔自動(dòng)供水控制器性能特點(diǎn)

雙水泵交替工作

1)雙水泵交替工作，能使每一只水泵都有一定的休息時(shí)間，在夏季的高溫環(huán)境下，對(duì)水泵的降溫散熱特別有好處。

２）能有效地避免水泵在高溫下長(zhǎng)時(shí)間工作而造成的損壞，確保了控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。３）如果一只水泵出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響控制系統(tǒng)對(duì)水塔正常供水。同時(shí)還能利用一只水泵仍在工作的時(shí)間，對(duì)故障水泵進(jìn)行檢修或更換。雙水泵交替運(yùn)行的時(shí)間控制為了使每一只水泵都能得到充分的利用，并且每一只水泵能得到充分的休息，系統(tǒng)將水泵間的交替時(shí)間定為20min。這樣，水泵電動(dòng)機(jī)M1進(jìn)入工作，則水泵M2就開始休息。反之，M2工作時(shí)，M1就休息。如果水泵電動(dòng)機(jī)M1工作期間，水塔中的水被加滿，則控制系統(tǒng)令M1暫停工作，并記下時(shí)間。待水塔水量下降后，系統(tǒng)會(huì)再次令M1繼續(xù)工作，直至M1運(yùn)行時(shí)間達(dá)到20min。這樣能使用二只水泵均衡運(yùn)行。水塔水位狀態(tài)指示滿水位:紅燈亮、無(wú)音頻信號(hào)低水位:黃燈亮、高音頻信號(hào)正常水位:綠燈亮、中音頻信號(hào)設(shè)有手動(dòng)打水和手動(dòng)停止操作按鈕手動(dòng)打水按鈕手動(dòng)停止操作按鈕手動(dòng)控制供水手動(dòng)控制停止控制系統(tǒng)統(tǒng)一機(jī)芯控制系統(tǒng)統(tǒng)一機(jī)芯。進(jìn)整個(gè)控制系統(tǒng)的元件組裝在一塊電路板上，外圍元件（傳感器、手動(dòng)按鈕、電源變壓器的水泵）均從電路板的接線排上與控制電路進(jìn)行連接。整個(gè)控制系統(tǒng)安裝十分方便。統(tǒng)一機(jī)芯圖紙及實(shí)例SB1SB2SB3SB4二、數(shù)字電路水塔自動(dòng)供水控制器工作原理如水塔中的水位超過(guò)傳感器1，于是（干簧管觸點(diǎn)閉合）傳感器1開始工作而輸出低電位。此時(shí)，VD12反向截止不發(fā)光。IC2-e輸入端由原先的高電位變成低電位，使輸出端變成高電位。通過(guò)IC2-d的反向作用，使IC2-d輸出端由高電位變成了低電位。而原先VD13由于兩端均為高電位（即IC2-d的輸出端為高電位、IC2-c的輸出端也為高電位）而截止，而此時(shí)IC2-d的輸出端已變成了低電位，而IC2-c的輸出端仍為高電位，于是VD13正向?qū)ǘl(fā)光。同時(shí)由于傳感器1對(duì)IC1的控制作用，使IC1產(chǎn)生500HZ的音頻信號(hào)，此時(shí)蜂鳴器中發(fā)出的是悅耳的音頻聲。二、數(shù)字電路水塔自動(dòng)供水控制器工作原理系統(tǒng)中還設(shè)置了手動(dòng)開、?？刂瓢粹o。當(dāng)按下打水按鈕S1，VT1和VT2同時(shí)得到高電位而導(dǎo)通，使繼電器K1、K2同時(shí)吸合，電動(dòng)機(jī)M1和M2同時(shí)打水。當(dāng)按下停止按鈕S2，VT1和VT2同時(shí)截止，K1、K2同時(shí)釋放，M1、M2同時(shí)停止運(yùn)行。手動(dòng)開、?？刂瓢粹o的設(shè)立，方便了系統(tǒng)的調(diào)試、測(cè)試和檢修。二、數(shù)字電路水塔自動(dòng)供水控制器工作原理如水塔中水已打滿，而超過(guò)傳感器2后，傳感器2（干簧管觸點(diǎn)閉合）開始工作輸出低電位，經(jīng)低電位從IC2-b輸入，經(jīng)反相后輸出高電位。該高電位輸入給IC2-c輸入端，經(jīng)IC2-c反相后輸出一個(gè)低電位，于是VD13反向截止不發(fā)光，而VD14正向?qū)òl(fā)光。同時(shí)IC2-c輸出的低電位使IC1的音頻信號(hào)發(fā)生器停止工作，也使IC3組成的計(jì)時(shí)器也暫時(shí)停止計(jì)時(shí)。

IC1的型號(hào)為CD4011。它是一塊四二輸入與非門集成電路，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)相當(dāng)于組合了4個(gè)二輸入端的與非門，每個(gè)二輸入與非門的功能相同。通常用二個(gè)輸入與非門就能組成一個(gè)音頻振蕩器。

CD4011引腳端功能圖IC1的性能與應(yīng)用IC1的性能與應(yīng)用CD4011自激振蕩電路自激振蕩器實(shí)驗(yàn)演示二、數(shù)字電路水塔自動(dòng)供水控制器工作原理

是一塊六與非門集成電路，在該控制系統(tǒng)中作A/D轉(zhuǎn)換之用。IC2除了作A/D轉(zhuǎn)換之外，同時(shí)還對(duì)傳感器狀態(tài)（水塔水位狀態(tài)）進(jìn)行狀態(tài)顯示。

如水塔中水位處在無(wú)水區(qū)域，此時(shí)傳感器1不工作（干簧管觸點(diǎn)斷開），此時(shí)IC2-e輸入端為高電位，使輸出端為低電位，于是VD12正向?qū)ǘl(fā)光，表示水塔中無(wú)水（或水很少）；與此同時(shí)IC1組成的音頻信號(hào)發(fā)生器受IC2-e輸入端的高電位控制，輸出一個(gè)頻率為1KHZ的音頻信號(hào)，經(jīng)VT5推動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲。

IC2IC2的性能與應(yīng)用CD4069功能測(cè)試電路CD4069功能測(cè)試實(shí)驗(yàn)演示數(shù)字電路水塔自動(dòng)供水控制器工作原理如水位下降，水面低于傳感器2時(shí)，IC3又開始繼續(xù)計(jì)時(shí)、VD14熄滅VD13發(fā)光、IC1的音頻信號(hào)發(fā)生器開始工作。這就又回到了水塔的第二個(gè)控制狀態(tài)。是一塊14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器/分頻器集成電路，在該控制系統(tǒng)中作計(jì)時(shí)器之用，同時(shí)還對(duì)IC1組成的音頻信號(hào)發(fā)生器實(shí)施控制。在水泵對(duì)水塔進(jìn)行供水過(guò)程中，計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)，并控制音頻信號(hào)發(fā)生器工作。計(jì)時(shí)器每計(jì)時(shí)20分鐘，IC3就輸出一個(gè)控制脈沖，通過(guò)IC4分別對(duì)VT1或VT2實(shí)施控制，最終使電動(dòng)機(jī)M1與M2互換工作一次。IC3IC3的性能與應(yīng)用CD4060秒信號(hào)發(fā)生器電路CD4060秒信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)演示數(shù)字電路水塔自動(dòng)供水控制器工作原理是一塊雙主－從D型觸發(fā)器集成電路。在該控制系統(tǒng)中，IC4的時(shí)鐘控制端受控于IC3的輸出信號(hào)。控制系統(tǒng)通電后，IC4的初始狀態(tài)為：負(fù)Q輸出端輸出高電位“1”、正Q輸出端輸出低電位“0”。此時(shí)，VT2導(dǎo)通，使繼電器K1吸合，水泵M1工作。如在CP（時(shí)鐘控制）端加一個(gè)正向控制信號(hào)，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器就會(huì)翻轉(zhuǎn)。使負(fù)Q端由高電位“1”變成“0”；而正Q端則由低電位“0”變成了高電位“1”。于是VT2截止、K2釋放、M2停止工作；而VT1導(dǎo)通、K1吸合、M1工作。如在CP（時(shí)鐘控制）端再次加一個(gè)正向控制信號(hào)，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器又會(huì)翻轉(zhuǎn)，而輸出狀態(tài)卻回到通電時(shí)的工作狀態(tài)，與此循環(huán)。

IC4IC4的性能與應(yīng)用IC4的型號(hào)為CD4013是一塊雙主－從D型觸器集成電路。在它的內(nèi)部組合了2相同的主－