水位控制器设计东北石油大学-数字电路课程设计.doc

大 庆 石 油 学 院 课 程 设 计 课 程 课 程 低频与设计电路课程设计 题 目 水位控制器的设计 院 系 电子科学学院 专业班级 电子科学与技术 学生姓名 学生学号 指导教师 指导教师 2009 年 7 月 18 日 大庆石油学院课程设计任务书 课程 低频与数字电路课程设计 题目 水位控制器的设计 专业 姓名 学号 主要内容、基本要求、主要参考资料等 主要内容： 设计一个水位控制器，使水位稳定在固定的一点上，误差在±1CM。实现对水位的实时监测和LED数字显示。测量水位信号为模拟量。 基本要求： 1.画出水位控制器的结构框图。 2.画出系统原理电路图。 3.用EWB进行仿真实验。 4.按要求完成课程设计报告，交激光打印报告和电子文档。 主要参考资料： [1] 阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001. [2] 彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，1997. [3] 孙梅生.电子技术基础课程设计[M].北京：高等教育出版社，1998. [4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计[M].北京：电子工业出版社，2002. 完成期限 2009.7.18 指导教师 专业负责人 2009年 7 月 13 日 总体设计思想 1、基本原理 本设计采用金属探针、三极管、二级管、继电器以及电阻、电容等元件构建而成。采用金属探针作为液位检测传感器，将水位信息以模拟信号的形式传输给控制电路，然后由控制电路控制两个继电器进而来控制两个水泵，一个水泵用来放水，另一个水泵用来抽水，来达到水位平衡的效果。 2、设计框图 水泵进行抽水防水控制电路对信号进行处理探针测量水位信息 水泵进行抽水防水 控制电路对信号进行处理 探针测量水位信息 LED灯显示抽水放水状态 LED灯显示抽水放水状态 系统框图 二、设计步骤和调试过程 1、测量水位 探针使用金属探针，在水中部分为金属，其他位置为绝缘物体制作，有三根，一根作为公共电源接触端，一根测量低水位信号，一根测量高水位信号，上端固定，下端位于水箱内，在探针对应的与电路链接的探点有A、B二点，A放置在最下端与低水位探针项链，然后是B点与高水位探针相连，每个点间相距2cm。当水位上升到A点时，低水位探测棒与公共电源端接通，产生电流，并输送给控制电路，当水位上升到B点时，高水位探测棒与公共电源端接通，产生电流，输送给控制电路，以供处理。 2、控制电路 控制电路主要由多个二级管、三极管、继电器、电阻、电容等元件构成。二级管采用IN4007型用于稳压，用三极管来控制继电器工作。 继电器可以将电机的干扰有效的隔离，争强电路的稳定性,是具有隔离作用的元件]。这里我采用固态继电器，可以大大降低功耗，降低成本。固态继电器内部不含有运动的零部件，没有机械活动，但具有零电压导通，零电流关断，与逻辑电路兼容（TTL、DTL、HTL）切换速度快、无噪音、耐腐蚀、抗干扰、寿命长、体积小，能以微小的控制信号直接驱动大电流负载等优点 当无水时，Q2截止，Q3导通，继电器2闭合，LED 1发光，放水；当水位上升到A（下限）点时，Q2导通，Q3截止，继电器断开，停止放水，LED1熄灭；当水上升到B（上限）点时，Q1导通，继电器闭合，LED2发光，开始抽水；当低于B点时，Q1截止，继电器断开，抽水停止，LED2熄灭。 3、抽水放水 本设计采用两个水泵来控制水位，一个放水，一个抽水。 三、仿真及仿真结果分析 仿真图 四、结论及心得体会 这次课程设计历时二个星期多左右，通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。刚开始看见课题时大脑里一点思路都没有，只记得数电老师好像提到过，但却不知道从何处下手来完成这项设计工程，然后就按照人无数