這里介紹的自動水位控制電路， 除了能實現缺水時自動上水，水滿后自動停止上水的控制外，還具有缺水和溢水報警功能，可在一定程度上避免因電路故障出現的缺水了沒有及時上水，水滿了沒有及時停止上水而造成的事故。

　　一、工作原理

　　該報警功能的水位自動控制器的原理如圖1 所示。

　　電路由水位控制、缺水溢水報警及電源三部分組成。其中，NE555、繼電器J、電磁閥等組成進水控制電路，六非門電路CD4069、喇叭LB 等組成間歇振蕩報警器。

　　1. 水位控制工作原理

　　接通電源后，若①水箱中無水，則IC1 NE555 時基電路的2、6 腳均為高電位，3 腳輸出低電平，繼電器J 得電，觸頭J 吸合，電磁閥接通進水，水箱內水位上升，當水位上升觸及高水位電極H 時，IC1 的2腳呈低電位，其3 腳跳變?yōu)楦唠娖剑^電器J 斷電，其觸頭J 斷開，電磁閥關閉停止供水。當用戶開始用水時，②水箱內水位不斷下降，一旦水位低到離開低水位電極L 時，IC1 的2 腳、6 腳又同為高電位，其3腳跳變?yōu)榈碗娖?，繼電器J 閉合，電磁閥開始新一輪供水工作，周而復始。

　　2. 水位報警工作原理

　　水位下降至水平面離開電極L，則非門IC2A 的輸入端變?yōu)楦唠娢惠敵龆颂優(yōu)榈碗娢?，則非門電路IC2B 輸出高電位，后級報警電路工作，揚聲器發(fā)出嘟……嘟的間歇報警聲，提醒用戶引起注意。實際上，每次用水到水平面離開低水位電極L，開始抽水時，缺水報警電路都會“嘟…嘟，嘟…嘟”響幾下，隨著進水很快淹沒了電極L, 報警聲也馬上就停止了。如果進水出現故障沒有正常進水，報警聲音就會一直持續(xù)下去。

　　在進水過程中，若水位超過了高水位而觸及到溢水電極Y，則非門IC2B 也輸出高電平，后級報警電路同樣會發(fā)出報警訊響。在缺水報警時，由于IC2A 輸出低電平，IC2B 輸出高電平，因而缺水指示燈LED1 被點亮，在溢水報警時，IC2A 和IC2B 都輸出高電平，溢水指示燈LED2 被點亮，正常情況下，IC2A 輸出低電平，LED1、LED2 都不會被點亮。另外，在電源被接通后，正常狀態(tài)下IC2D 輸出為低電平，LED3 導通發(fā)光作電源指示用，在報警狀態(tài)，IC2C、IC2D 組成約0.5S 的多諧振蕩器工作，使LED3 隨之閃爍發(fā)光，增加報警氣氛。

　　二、元件選擇與制作

　　1. 元件選擇

　　電路中，時基電路除可選用NE555 外，也可用uA555、LM555 等，非門電路選用CMOS 系的六反相器CD4069, 一方面容易起振工作，另一方面利用其輸入端的高阻抗可方便構成一個可靠的水位檢測端口，為防止水位電極的接線過長引發(fā)的靜電或感應電流損壞芯片，可在其門輸入端串入一個較大的電阻。繼電器和電磁閥是本電路的兩個關健元件，除一定要選用外，繼電器的選取既要考慮它的工作電壓，還要考慮它的觸點容量。這里電路的工作電壓為6V，繼電器的觸點容量與連接的負載大小有關，連接的負載較大，繼電器的觸點容量就應該選用大一些的。我們選用的是JZC-22FA 型繼電器，其觸頭在220V 時，可通過的電流為3 安，12V 時，可通過10A 的電流。電磁閥選用12V洗衣機進水電磁閥，使用比較安全。水位電極用不銹鋼管制作，既衛(wèi)生也不易被極化。電源變壓器采用5VA，12V 輸出即可。

　　2. 電路制作

　　本電路使用的元件不多，我們利用廢舊的易拉罐作外殼，就按照易拉罐的圓形尺寸設計繪制了電路的PCB 圖，見圖2。

圖2

　　電路焊裝時注意，電阻元件采用1/16W 的小電阻貼片安裝，原則上，先焊裝電阻、二極管等個小的元件，然后安裝集成電路插座，插排等元件，安裝繼電器等個大的元件，所有LED 因為要安裝到易拉罐外殼上，為方便連接，可先用排針或排座焊接在LED 孔位上，另外，喇叭、電源、繼電器、水位電極連接線等，都通過插排或插座進行連接。焊接完成的控制電路板如題首圖。

　　電源電路的焊裝比較簡單，由于元件不多，可以把整流二極管、濾波電容、LM7806 穩(wěn)壓電路直接焊接在一塊，再用膠槍封裝固定即可。

　　三、電路調試與安裝

　　1. 電路調試試驗

　　電路焊裝完成后，要進行調試試驗，先臨時用鱷魚夾代替電極做一下水位控制實驗，連接好電路和各外圍器件，各電極不與水接觸，此時電路處于缺水狀態(tài)，接通電源，喇叭應該發(fā)出“嘟···嘟···”報警聲，缺水指示LED1 點亮，電源指示LED3 閃爍報警，繼電器J 應吸合。這時，把接地電極G 和低水位電極L 放入盛水容器中，報警聲馬上停止，LED1 熄滅，LED3點亮但停止閃光。接下來把高水位電極H 放入水中，繼電器斷開（可聽到繼電器內部輕輕的響一下）。 再把溢水電極Y 放入水中，喇叭又開始報警，LED2 點亮，LED3 又開始閃光，直到把電極Y 移除水面。試驗時，如果用一只1K 電阻串接一只LED 替代電磁閥進行這個試驗，可更方便了解繼電器的工作情況。

　　2. 電路安裝

　　電路調試成功后，把LED，喇叭等器件安裝固定到易拉罐外殼上喇叭安裝固定在易拉罐的底部較好，注意在底部要事先鉆一些孔，讓喇叭能釋放出響亮的報警聲音來。然后，小心翼翼的把變壓器、電路板裝入易拉罐中。安裝變壓器交流電源線時，除了要進行可靠的絕緣處理外，電源線在易拉罐的出線口，要套上一段黃臘套管，防止電源線被易拉罐鐵皮割傷。

　　接下來還要為易拉罐控制器制作一個帶水位電極等連接線輸出口的端蓋，我們是用有機玻璃做的，中間是水位電極的輸出口，采用5 芯航空插座制作，繼電器的輸出使用了一個可用螺帽固定的Φ3.5 耳機插座，通過插頭，與進水電磁閥進行連接。圖3 是用本電路制作的自動供水水塔模型，繼電器控制小水泵完成抽水工作。

圖3

　　本制作可直接用于太陽能熱水器的進水自動控制，則繼電器控制的是電磁閥。若用動力電機水泵的控制，應將繼電器觸頭并聯接水泵電機接觸器啟動按鈕開關，而且，注意，一定要斷開接觸器的自鎖觸頭，讓電動機處于點動控制狀態(tài)。