Универсальный регулятор уровня воды

Таким образом разрабатываемое устройство регулирования воды состоит из следующих узлов.

-датчики уровня

-схема управления

-элемент «И»

-усилитель

-электронный ключ

-генератор прямоугольных импульсов

-источник питания

Структурная схема данного устройства представлена на чертеже (БКДП.022005.100Э1). /2/, /3/

1.2 Выбор элементной базы

Все микросхемы в схеме берем КМДП логики т.к. она обладает низким потреблением энергии.

Схему управления строим на микросхеме К561ТМ2, которая представляет собой D триггер с динамическим управлением. Установка триггера по входам R и S принудительна, поэтому сигналы синхронизации С и информационного входа D не изменяют состояние триггера на выходе во время действия сигналов R и S. Микросхема имеет следующие параметры: , , , , , .

Таблица1—Таблица истинности триггера

В качестве логических элементов используем микросхему К561ТЛ1 которая представляет собой два триггера Шмитта с логическим элементом 2И-НЕ на входе. Микросхема имеет следующие параметры: , , , , , .

Элемент «И» строим на элементе И-НЕ микросхемы К561ТЛ1

Так же в состав схемы управления входят переключатели SA1, SA2, дискретные элементы: конденсаторов С1, С3, резисторах R1-R3, R5.

Усилитель строим транзисторе КТ814А(Iк.max=1,5А, Uкэ.max=40В

Uбэ.нас=1.2, Uкэ.нас=0.6В,h21min=40)

Генератор прямоугольных импульсов выполняем на микросхеме D триггера К561ТМ2, элементов RC цепи: С6, С7, R9, R10.

В качестве электронного ключа используем импульсный трансформатор ТИ228, который предназначен для обеспечения определенных условий передачи мощности от непосредственного источника сигнала к выходному сигналу, резистор R13, конденсаторы С9 и С10, симистор TC112-16(Uзак.max=1200 В, Uу.от=3В, напряжение в открытом состоянии Uотк=1,8 В, ток управления Iу.от=100mA, Iзкр=3 мА, Iотк.max=16А)

Блок питания строим на трансформаторе типа ТПП204 c последовательным соединением обмоток, диодном мосте и интегральном стабилизаторе напряжения КP1157ЕН12A (Uвых=12±0.24В, минимальное падение напряжение между входом и выходом 2В, Iпотр≤5mA, Uвх.макс≤35В, Iвых.макс=100мА, Pрас=1,3Вт)

В схеме применены оксидно-электролитические конденсаторы типа К50-35 номинальным напряжением 25В, отклонением емкости от номинального значения ±20%, керамические монолитные конденсаторы К10-17б номинальным напряжением 50В и отклонением емкости от номинального значения ±20%, постоянные тонкопленочные резисторы С2-33Н номинальной мощностью 0.125Вт и 0.25Вт. /4/,/5/

1.3 Разработка схемы электрической принципиальной

В начальный момент времени конденсатор С1 находится в разряженном состоянии и после подачи питания удерживает уро­вень логического 0 на время, достаточ­ное для установки триггера DD2.2 в со­стояние логической 1 на выводе 13 и логического 0 на выводе 12.

При нахождении переключателя SA2 положении «закачать» «лог. 1» с вывода 13 DD2.2 разрешит работу эле­мента DD1.2, тем самым пропуская сигнал с генератора прямоугольных импульсов на базу VT1. Транзистор, усиливая сигнал по мощно­сти, наводит ЭДС в трансформаторе TV2. Переменное напряжение, наводи­мое в TV2, через токоограничивающий резистор подается на управляющий вывод симистора, тем самым открывая его и подавая напряжение питания на нагрузку.

Вода дой­дя до нижнего датчика уровня, из­менит уровень «лог. 1» на входе DD1. на значение «лог. 0». Пройдя через элементы DD1.3 и DD1.1, уровень «лог. 0» дважды инверти­руется и на входе "S" элемента DD2.2 появляется логический 0. Верхний датчик уровня еще сухой, и на входе DD1.4 присутствует уровень «лог. 1», сле­довательно на входе "R" DD2.2 присут­ствует «лог. 0», и триггер хранит получен­ную в момент предустановки информа­цию (вывод 13 – «лог. 1», выв. 12 – «лог. 0»).

Вода, дойдя до верхнего датчика уровня, подаст на вход DD1.4 логичес­кий 0, на выходе сформируется логи­ческая 1, которая переведет триггер DD2.2 в состояние установки 0. На вы­воде 13 DD2.2 появится логический 0, запрещающий работу элемента DD1.2, и, соответственно, прекратит работу ключ на VT1, симистор закроется, и насос выключится. По мере расхода воды верхний датчик уровня откроется, и на входе DD1.4 установится «лог. 1». Соответствен­но, на входе "R" DD2.2 появится «лог. 0», и триггер будет хранить записанную информацию. Вода, продолжая убы­вать, откроет нижний датчик уровня, на входе DD1.3 и на выходе DD1.1 по­явится «лог. 1», триггер установится в со­стояние 1, при котором на выв. 13 по­ступает «лог. 1», на выв. 12 – «лог. 0», и на­сос снова начнет заполнять резервуар. Так циклы расхода и заполнения будут повторяться снова и снова.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13