家用自动供水器原理及电路设计

本文介绍的家用自动供水器，只要在上班前或晚上睡觉前，将供水器电源接通，当水来时便自动将盛水容器接满，即自动停止供水，并发出报警声响，不必为接不到水或水溢出流满地而担心。

　　1.电路工作原理

　　家用自动供水器的电路如下图所示，它是由电源变压器、水位检测与控制及报警发声等电路组成的。

　　　图中，变压器B、二极管D1～D4、电容C1、C2和稳压二极管DW及电阻R1，组成电源电路;IC的门1、门2和三极管BG1、BG2及继电器J，组成水位检测和控制电路;IC1的门3、门4及电阻R9、R10、C9和扬声器，组成报警发声电路。

　　当水位探针1、2、3没接触水面时，IC的输入端⑧脚与⑨脚、(12)脚与(13)脚均为低电平，其输出端则为高电平，使三极管BG1、BG2均导通，继电器J得电吸合，其常开触点J1闭合，接通电磁阀电源，打开水龙头，等待水的到来和向盛水容器注水。当来水后，水位在盛水容器内升到某一设定高度时，使探针1与3经水媒介接通，则门1输入端(12)脚、⑤脚为高电平，其输出端转为低电平，使BG2截止，继电器J释放，电磁阀因断电而关闭，停止供水。

　　BG2截止时，其集电极电位上升，此电压一路经电阻R4使发光二极管LED点亮，告知人们水已注满;另一路经电阻R8加至门4的输入端⑥脚，使由门3、门4、R9、R10、C9组成的音频振荡器起振，振荡频率约1000Hz。该音频信号经三极管BG3放大，从扬声器中发出报警声响，声响可以叫醒人们关断供水器的电源，同时又起告知水已注满的作用。如果不需报警，可将开关K2关断。

　　在电路中之所以采用BG1与BG2串联使用，是为保证供水器可靠地工作。例如，当门1或BG2出现故障时，即液面与探针1、3接触后不能及时停水，而使水位继续升高，若水面升至探针2处，便使门2输入端变为高电平，其输出端转为低电平，使BG1截止，继电器J释放，停止供水，从而避免水满溢出。所以在串联使用时，只有两只管子都饱和导通，继电器才能吸合供水。

　　2.元件选择与制作

　　B为电源变压器，可选用铁芯面积10×18mm2的E形硅钢片制作。初级用φ0.06mm高强度漆包线绕5210圈;次级用φ0.16mm高强度漆包线绕400圈。

　　IC为集成电路块，可选用CD4011等型。

　　BG1～BG3均为NPN型三极管，可选用3DG12或9014，β>80，BVceo≥25V，BVces≤0.5V。

　　Dw为稳压二极管，稳压值在12V左右，如2CW5等。

　　J为直流继电器，如JZX系列或JRX系列，线圈工作电压为12V。

　　D1～D5为二极管，可选用IN4001。

　　R11kΩR2、R3、R710kΩ

　　R42.5kΩR5、R6、R10、R12100kΩ

　　R8、R114.7kΩR968kΩ

　　C1、C40.01μFC2220μF25V

　　C322μF16V

　　Y为小口径0.25W、8Ω扬声器。

　　供水器的元件均焊在电路板上，尔后用盒体密封起来防水。

　　水位探针用细金属制作，垂直安放在盛水容器内。水位探针可以同供水器安装成一体，从盒体下部伸出，也可单独安装，其间用导线与供水器相连。

　　1、3水位探针长度相等，2水位探针较1、3水位探针短20mm，三个水位探针可以并排安放，也可呈三角状安装。

　　金属探针最好用直径4mm的不锈钢或镀铬铁棒制作。1、3两探针间距为20mm，可安放在盛水容器边缘，如下图所示。

 　　水位探针的长度依据盛水容器大小和是否同供水器盒体装在一起而定。

　　安装电磁阀时，可将原水龙头拧下，换上一个三通阀，三通阀的一端装电磁阀，另端装水龙头，这样还能进行手控放水，以利停电时使用。

　　供水器安装前，只要检查元件良好，又组装正确无误，不需调试即能正常工作。