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自制健康节能的饮水机
Water Dispenser

时间:2012-7-8 20:02:01 来源:互联网 作者:不详 编辑: 【关闭


自制健康节能的饮水机,Water Dispenser

关键字:饮水机电路图

作者:滕今朝
一、电路的组成
  整个电路包括两部分:
  1.节电控制电路
  如下图所示。包括延时电路、驱动电路。
  (1)延时电路。包括集成电路U1(CD4541)。电阻R2、R3、R4,电容C4,按钮S0、S1。
  (2)驱动电路:由R1、晶体管Q1、继电器J1、二极管D1组成。
自制健康节能的饮水机电路图Water Dispenser  
  2.凉、热水分开及水位指示电路
  如下图所示。包括基准电压电路、水位比较电路、驱动电路。
  (1)基准电压电路。由电阻R6、R8、R11,二极管D3、D4组成。
  (2)水位比较、显示电路。由四运放U2(LM324),水位电极S2-S5,电阻R5~R17。指示灯LED1~LED4组成。水位电极S2~S5自上至下依次安装在加热器中。
   (3)驱动电路。由R18、晶体管Q2、电磁阀L1、二极管D5、D6组成。
自制健康节能的饮水机电路图Water Dispenser
二、工作原理
  1.节电控制电路
  (1)延时电路。延时电路以CD4541为核心。通过R3调节饮水机加热器的工作时间。可根据需要,决定饮水机每隔多长时间才进行加热。间隔时间从几分钟到数小时。
  第1脚接振荡电阻R3,第2脚接振荡电容C4,第3脚接保护电阻R4,共同构成振荡器外接阻容网络端。当R3、C4的阻值确定之后。即决定了振荡器的振荡频率,振荡频率f=1/(2.3×R3×C4)。
  AR(5脚)是自动复位端。当AR为低电平时,电路在通电时会自动复位。使计数器清零。
  MR(6脚)是手动复位端,当MR为高电平时,电路复位。
  8脚(Q端)是输出端。
  9脚是输出选择端,用来选择8脚(Q端)在电路初始状态,是高电平还是低电平。当9脚接低电平时。8脚的初始状态是低电平;当9脚接高电平时,8脚的初始状态是高电平。这里选9脚接高电平。
  MODE端(10)是单定时/循环输出方式选择端。当MODE为低电平时,选择单定时输出方式;当MODE为高电平时,选择循环输出方式。所谓单定时方式是指电路定时时间到后,输出端Q的电平跳变后始终保持不变,直到下一次复位信号的到来。循环方式是指Q端电平将按设定的时间。作周期性跳变。
  12A、13B是分频器编程输入端。当A、B为高电平,可进行16级分频,可获得最大的定时时间。
  (2)驱动电路。由8脚(Q端)输出端连接晶体管Q1,再驱动继电器J1。继电器J1的常开触点控制饮水机加热器的通断电。
  当8脚(Q端)输出端为高电位时,饮水机加热器通电加热;当8脚(Q端)输出端为低电位时,饮水机加热器停止通电.不再加热。
  如果想只加热一次,就不再加热,可将S1接低电平。则加热器在初次加热规定的一段时间后,停止力热。如果长时间后。觉得水太凉。可按一下S0,则加热器又只加热一次,即停。这个功能非常实用,在一两个人饮水时,可大大节省电能,所以推荐大家将普通饮水机进行改造。
  2.凉、热水隔离及水位指示电路
  基准电压电路为水位比较电路提供基准电压,A点电位为1.5V,B点电位为0.9V。
  (1)注水过程。
  1)当加热器中无水,或水位低于最低水位电极S5时,则U2D12(同相输入端)电位为1V以上,而U2D13(反相输入端)电位始终为0.9V,所以L12D⑩脚输出高电平(5.13V),使晶体管Q2导通,然后驱动电磁阀L1的线圈,通过电磁阀,将大桶中的凉水注入加热器。
  2)由于R15正反馈U2D12(同相输入端)电位接近5V,U2D14输出仍然为高电平。
  3)加热器中的水位逐渐上升,当水位高于最低水位电极S5时,U2Do12(同相输入端)电位变为1.8V,仍然高于LJ2DO13脚(反相输入端)电位,加热器中的水位继续上升。
  4)当水位高于水位电极S4时,U2C10电位低于9脚电位,U2CC)8脚输出低电位,LED3亮,表示加热器的水位达到水位电极S4。
  5)同样,当水位高于水位电极S3时,U2B5脚电位低于6脚电位。LJ2B7脚输出低电位,LED2亮,表示加热器的水位达到水位电极S3。
  6)加热器中的水位逐渐上升,当水位高于最高水位电极S2时,U2A3脚电位低于2脚电位,U2A1脚输出低电位,LED1亮,表示加热器的水位达到水位电极S20同时,由D2拉低U2D12脚的电位,由1.8V变为0.75V,所以U2D14脚输出低电位,晶体管Q2截止,电磁阀L1关断,停止向加热器注入凉水。同时LED4亮。表示电极S5也被水淹没。
  7)这样就完成了注水过程,并且LED1-LED4显示了加热器中的水位情况。(虽然LED4最后才亮,有些缺憾,但此后LED1-LED4可以正常显示加热器中的水位情况。见下面的放水过程)。
  (2)放水过程。
  1)当放出热水之后,加热器中的水位逐渐下降,低于最高水位电极S2时,LJ2A3脚电位为1.5V,高于2脚电位(0.9V),U2A1脚输出高电位。
  LED1灭,表示加热器的水位低于水位电极S2c,同时,D2截止。但由于LJ2D⑩脚是低电位,由于R15正反馈,LJ2D12脚的电位仍然约为0.75V,所以LJ2D14脚输出还是低电位,晶体管Q2仍然截止,不会向加热器注入凉水。
  2)如果继续放出热水,当水位低于水位电极S3时,LJ2B5脚电位高于6脚电位,U2B7脚输出高电位。LED2灭。表示加热器的水位低于水位电极S3。
  3)如果继续放出热水,当水位低于水位电极S4时,U2C10脚电位高于9脚电位,U2C8脚输出高电位,LED3灭。表示加热器的水位低于水位电极S4,4)如果继续放出热水,当水位低于水位电极S5时,U2D12脚电位高于13脚电位,U2D14脚输出高电位,LED4灭,表示加热器的水位低于水位电极S5。
  同时.U2D14脚输出高电平,晶体管Q2导通,再次驱动电磁阀L1的线圈,通过电磁阀将的凉水注入加热器。此后的过程与注水过程相同。
自制健康节能的饮水机Water Dispenser
  三、元件选择
  元件的参数已经在图中标注。
  其中电磁阀线圈电压为12V,选用JH-16高频响通用节能环保电磁阀。该电磁阀在维持工作时。其功耗为0.04~0.1W,开闭速度快,其动作次数可达2~7次/秒。
  四、制作注意事项
  在普通饮水机的机构上稍作改动。如下图所示。将普通饮水机的进水口和出水口的位置进行交换,并在进水管处加装电磁阀。用4条不锈钢丝固定在陶瓷条上,作为电极。


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