带有保护装置的水塔自动进水装置.docx

《数字电子技术》课程设计
课题名称：带保护装置的水塔自动进水装置

姓名学号小组成员指导老师班级专业电子信息工程

电气与信息工程学院
2015年6月

目录

一：设计目的……………………………………………………………………………………...1

二：设计任务…………………………………….……………………………………………….1
2.1：设计题目……………………………………………………………………………..1
2.2：设计要求………………………………………………………………………………1

三：总体设计………………………………………………………………………………………1
3.1：设计思路……………………………………………………………………………1
3.2：总体设计框图…………………………………………………………………………2
四：各部分电路设计……………………………………………………………………………3
4.1：信号产生部分…………………………………………………………………………3
4.1:信号处理部分…………………………………………………………………………3
4.3:水位显示部分……………………………………………………………………………3
4.4:电机控制电路…………………………………………………………………………4
五：整体电路图……………………………………………………………………………………6

六：总结与体会…………………………………………………………………………………7

七：参考文献………………………………………………………………………………………7

一：设计目的
通过这次设计熟练对电子设计的动手技能，提高电子设计的能力，同时也培养学生收集、整理、分析和刷选利用资料及各类信息的能力，也使得学生通过这次的设计对所学的数电和模电知识及各种电路、电路元件的功能更好的理解和运用。
二：设计任务
（1）：设计题目
带保护装置的水塔自动进水装置
（2）：设计要求
要求有水满、进水、水量不足指示，当水位低时要自动进水，满时要及时断电停水，水位过低时能进行断电保护。
三：总体设计
（1）设计思路
每部分电路都有其相应功能：首先有信号产生部分产生整个电路的输入信号，该信号经过信号处理部分处理之后，输出其他电路的控制信号，控制其他电路工作，电机控制电路部分接收到有信号处理电路输出的有效控制信号后正常工作驱动电机转动抽水，使水位上升，而水位的变化有直接关系到信号的产生，因此有个循环的过程，即使水位保持在一定范围内：水位显示电路接收到有效信号后驱动显示器工作，使其显示该时刻的水位；水位超限时输出为报警电路的有效控制信号使报警电路工作，驱动报警器报警。由“信号产生→信号处理→电机控制→电机→信号产生”这个循环就能使水塔具有自动控制水位的能力。
（2）总体设计框图
分析可知该设计电路有三个功能：信号产生、电机控制、水位显示。因为任务要求是自动控制，所以输入信号也必须由电路自己产生而不能人为加入，因此可以将整个电路设计为以下部分：信号产生、信号处理、电机控制和水位显示电路。整体电路框架如下（图1）。

信号产生

显示器

水位显示

信号处理

电机

电机控制

图1总体设计框图

四：各部分电路设计
（1）信号产生部分
该电路的目的是产生有效的输入信号，主要原理是利用水的弱导电性。水属于弱导电质、即使这样也可以通过水来传递微弱的电信号，鉴于此原理，初步将该电路设计成由水面上升与下降来控制电信号的接通与断开；当水位上升时接通电信号；当水位下降时断开电信号。按此分析，只要在水塔里放上用来传递电信号的探头，则水位上升到探头位置时接通电信号；水位低于探头位置时断开电信号。把电信号接通时设为有效信号即当做输入信号，而断开时设为无效信号，因此可以由电信号的接通与断开之间的变化产生信号当做控制信号。在水塔的不同位置放置几个探头时就可以根据水位的高低接通某些探头和断开某些探头。因此只要知道每个探头具体位置，再根据其输出电信号的情况就能大致确定水位的位置，将探头输出的电信号当做输入信号经过处理后成为电路的控制信号。
根据设计的要求，设水塔分水满、不足、两者之间三部分，因此可用探头个数设计为三个点的水位，原理图（图2）如下：
a-c为三个检测探头，其中a探头表示水箱底部水不足的临界点，b表示在水满和水不足之间，c探头表示水满的触点。COM为公共电极，接+5V，为了提高精确度，将公共电极尽可能的靠近探头，即使电极与探头的距离尽量小，有利于电信号的传递。

图2探头原理图

（2）信号处理部分
该部分主要是对输入信号进行处理输出其他电路的控制信号，由于水的导电性十分微弱，由公共端通过探头的电信号会很