單線總線為水位傳感器供電系統(tǒng)檢測水位

您可以使用圖1 中的簡單傳感器電路遠程監(jiān)控容器中的液態(tài)水位，例如游泳池。 LMC555傳感器振蕩器提供的輸出信號頻率是水位的函數(shù)。該信號驅動DS2423脈沖計數(shù)器。主機PC或μC通過Dallas Semiconductor單線總線讀取脈沖計數(shù)器的輸出。該電路使用大約150μA的電流，允許電路通過肖特基二極管D 1 從總線竊取其電源。由于電路感應水是電路的一部分，因此應使用交流耦合信號以避免水的極化和電極的電鍍。一種方法是使電路中的水與一些電容串聯(lián)。在該傳感器電路中，水位于包含CMOS 555定時器的定時電容的分支中，配置為具有50%占空比的自激振蕩器。傳感器提供隨水位變化的電容。

圖2 顯示了一種制造傳感器的方法。您可以在印刷電路板下面用一系列N個徑向引線陶瓷電容器進行環(huán)氧樹脂粘接。扭轉相鄰電容器的引線，將它們焊接在一起，然后將它們修整成電極以接觸水。傳感器的外殼，一塊0.75英寸的銅管，形成另一個電極。如果將此組件垂直放置在容器中，則傳感器端子之間的電容(C 1 的最上面的引線和外殼)逐步增加水上升并覆蓋更多的電容器。水有效地將電容器短路到外殼電極。由于電容串聯(lián)，總電容根據(jù)以下變化：C TOTAL = C/(N-n)，其中n是兩者的電容數(shù)被水覆蓋的引線。當您在555振蕩頻率的等式中插入此表達式時，您將獲得f OSC =(N-n)/1.4R C ℃。請注意，頻率隨水位線性變化。

本應用使用20個0.1μF，CK06型電容。這些電容的引腳間距為0.2英寸。這些尺寸提供4英寸的測量范圍，分辨率為0.2英寸。此設計使用1MΩ作為振蕩器定時電阻，R C ，因為定時電阻必須遠大于水的阻抗，以最大限度地減少定時誤差。 (幾個市政和住宅井水樣本的測量顯示，在5 Hz至1 kHz的頻率范圍內，阻抗值約為5kΩ，探頭間距為0.5 in。)1MΩ振蕩器時序的另一個原因是DS2423計數(shù)器具有最大輸入頻率大約2 kHz。此外，您必須最大限度地減少從總線竊取的電力。最后，在發(fā)生災難性的總線故障時，必須保持總線水的最大隔離。

利用這些電容和電阻值，傳感器的輸出頻率范圍約為7到142 Hz。大約7赫茲的步長。實際上，您可能會以幾秒到幾分鐘的間隔讀取計數(shù)器以獲得平均效果。該傳感器已應用于住宅游泳池中的兩個夏季。用戶注意到電極的腐蝕或電鍍性能沒有變化。