分享一個自動水泵控制器電路

浪費(fèi)水是家庭的普遍問題。有工業(yè)級水位檢測器，可監(jiān)測水箱中的水位，并根據(jù)水位激活或停用電機(jī)。然而，這些工業(yè)設(shè)備對于家庭使用來說往往很昂貴。為此，我設(shè)計了一個自動水泵控制器電路，可以監(jiān)控水箱中的水位，當(dāng)水達(dá)到水箱的最大閾值時，該電路會關(guān)閉電機(jī)。同樣，當(dāng)水位低于水箱總?cè)萘康?10% 時，該電路會打開電機(jī)，使水充滿水箱。循環(huán)重復(fù)，從而自動化和控制流向水箱的水流。

磁性浮子傳感器：

該項目在其中使用了磁性浮子傳感器。該浮子傳感器是一個簡單的開關(guān)，當(dāng)水達(dá)到其水位時關(guān)閉。這會將磁鐵移動到內(nèi)部并吸引其內(nèi)部的金屬觸點，從而關(guān)閉開關(guān)。因此，這允許電流流過傳感器。這樣就可以感知水位。

該電路使用其中兩個水位傳感器。讓我們將它們命名為頂部浮動傳感器或TFS和底部浮動傳感器或BFS。來自TFS的高信號表示水已達(dá)到水箱的最大容量，而來自BFS的低信號表示水已低于其容量的10%。

要使抽水過程完全自動化，我們需要遵守以下條件

水超過最大容量，需要關(guān)閉電機(jī)。此時，TFS 和 BFS 都將提供高狀態(tài)作為輸出。

水開始被消耗，其液位低于TFS傳感器，但高于BFS傳感器。此時，電機(jī)應(yīng)仍處于關(guān)閉狀態(tài)。

進(jìn)一步的用水量迫使水位進(jìn)一步低于BFS傳感器，此時BFS傳感器應(yīng)提供高輸出，并且需要打開電機(jī)。

現(xiàn)在電機(jī)開機(jī)，水開始充滿水箱，一段時間后水位將升高到BFS傳感器以上。此時，電機(jī)應(yīng)繼續(xù)填充水箱，直到水位達(dá)到TFS傳感器。然后系統(tǒng)循環(huán)回第一個條件。該循環(huán)無限期地重復(fù)，根據(jù)水箱中的水位使泵機(jī)構(gòu)自動化。

上述條件可以編碼到下面的真值表中

自動水泵電路圖：

電機(jī)驅(qū)動器和水泵：

讓我們從電機(jī)驅(qū)動器和水泵來分析這個電路。它由電阻R8、Q2、D2和繼電器組成。U1：B 的輸出驅(qū)動該電機(jī)驅(qū)動器，它的高輸出將激活繼電器，進(jìn)而激活與其相連的水泵。U1：B 的低輸出將導(dǎo)致繼電器關(guān)閉，因此水泵也將停用。讓我們做一些數(shù)學(xué)運(yùn)算并修復(fù)組件值。

我們在電路中使用的水泵在 220v AC 下運(yùn)行，額定功率為 0.5HP，相當(dāng)于 372.85 瓦。該水泵消耗的電流將為

I = 372.85 / 220 = 1.7A

我們需要一個可以在 220v 下處理此電流的繼電器。我找到了適合此目的的繼電器HFD7012-M，它可以處理高達(dá)2A的電流。該繼電器的線圈電阻為 450 歐姆，額定值為 12v。因此，我們需要提供

I = 12 / 450 = 27mA

以激活繼電器。

我們選擇的晶體管是2N2222A，其飽和區(qū)域的增益hfe為10。因此，要使用它激活繼電器，我們需要 27mA 的集電極電流，基極電流應(yīng)為 2.7mA。我們用它來固定晶體管的基極電阻器

Rb = （ 5 – 1.3 ） / 2.7 x 10-3 = 1.5k （ 大約 ）

現(xiàn)在這個電路的電機(jī)驅(qū)動器和水泵部分已經(jīng)整理出來了，我們來繼續(xù)這個電路的控制部分。

控制部分：

該電路的工作從磁性液位傳感器TFS和BFS開始。TFS應(yīng)安裝在水箱頂部，以便在達(dá)到最大容量時檢測水位。同時，BFS進(jìn)入水箱底部，以檢測水位何時因消耗而降至其容量的10%以下。這兩個傳感器都像開關(guān)一樣，當(dāng)水達(dá)到水位時，關(guān)閉電氣連接并傳導(dǎo)電流。該傳感器的一端進(jìn)入Vcc，而另一端將輸入饋送到下一級。該端子使用電阻器向下拉，否則將處于浮動狀態(tài)。讓我們根據(jù)真值表中繪制的條件分析上述電路。

注意：只有在將油箱加滿到最大液位或兩個傳感器都處于活動狀態(tài)并提供高輸出的水平時，才應(yīng)打開電路。這確保了我們的電路遵循正確的順序并正常工作。

1） TL = BL = 1 或最大水位：

當(dāng)電路接通時，水將處于最大值，TL和BL將給出邏輯1。此時，U5的輸出將很低。對于 SR 觸發(fā)器，設(shè)置引腳的輸入將為 1，復(fù)位引腳將為 0。因此，觸發(fā)器在 Q‘ 時輸出較低。因此，U1：B的輸出將很低，因此關(guān)閉水泵。

2）TL = 0，BL = 1或消耗后的一半水位：

水將被消耗掉，水箱中的液位下降。這會導(dǎo)致停用 TFS 傳感器或 TFS = 0，僅保持 BFS 處于活動狀態(tài)或 BFS = 1。在這種情況下，U5的輸出將很高。SR 觸發(fā)器的設(shè)置引腳和復(fù)位引腳將為 0。因此，Q’的輸出邏輯不會改變，水泵仍將處于關(guān)閉狀態(tài)。

3） TL = 0，BL = 0 或食用后水位低于 10%：

進(jìn)一步的水消耗將使水位進(jìn)一步下降，當(dāng)它低于水箱容量的 10% 時，TFS 和 BFS 將給出邏輯 0 作為輸出。此時U5的輸出將很高。傳感器將饋送 0 以設(shè)置引腳，1 饋送至 SR 翻轉(zhuǎn)式翻轉(zhuǎn)的復(fù)位引腳。這迫使Flip Flop的Q‘引腳具有高輸出。這共同迫使U1：B的輸出高驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動器并打開水泵。因此，水將開始重新填充水箱。

4） TL = 0，BL = 1 或抽水后水位升高至 10% 以上：

當(dāng)水開始注入水箱時，BFS將首先被激活，導(dǎo)致其輸出邏輯1，而TFS輸出仍將是邏輯0。此時U5的輸出將很高。SR 觸發(fā)器的設(shè)置和復(fù)位引腳都將處于邏輯 0。因此，輸出引腳Q’的輸出與以前的高輸出狀態(tài)沒有變化。來自U5和Q‘的高輸入也將提供U1：B的高輸出。這轉(zhuǎn)到電機(jī)驅(qū)動器并保持水泵打開。水仍將繼續(xù)在水箱中重新填充。

上述四個條件重復(fù)出現(xiàn)，從而自動激活和停用水泵。使用此電路時最重要的是，我們需要在將TFS和BFS固定在適當(dāng)水平后打開電源，并使水箱完全充滿水。

該項目將大大節(jié)省水，并自動化每天加注水箱的過程。在實施此項目時，您需要記住的事項很少。

注意：

不同的電機(jī)具有不同的HP額定值，您可能需要根據(jù)您的電機(jī)額定值更改基電阻R8，晶體管Q2和繼電器等組件。

您必須在電機(jī)驅(qū)動器部分下執(zhí)行電機(jī)額定值的計算，并在您構(gòu)建的電路中使用它。