現(xiàn)在不少農(nóng)村家庭都在房頂上放一個不銹鋼水箱，利用太陽能曬一些熱水作為洗澡用。這種簡單的水箱沒有水位控制器，用水泵上水時經(jīng)常溢出，浪費(fèi)水資源。本文介紹一款采用555時基電路設(shè)計的水箱水位控制電路，在水箱水位達(dá)到設(shè)定水位時，可以自動切斷水泵或電磁閥的電源，同時發(fā)出聲光報警信號，告知用戶“水已上滿”。

一、電路工作原理

▲ 水箱水位檢測及控制電路。

本電路由水箱水位檢測控制電路及可控聲光報警電路兩部分組成。上圖為水箱水位檢測及控制電路。LM555時基電路及其外圍元件組成一個施密特檢測電路，用以檢測水箱水位。在給水箱上水時，先接通本電路和水泵的電源，此時由于水箱水位低于設(shè)定水位，檢測電極a、b之間的電阻為無窮大，LM555的②⑥腳為高電平，其輸出端③腳輸出為低電平，繼電器不工作，其常閉觸點控制的水泵（或電磁閥）工作。當(dāng)水箱水位達(dá)到設(shè)定水位時，a、b兩電極檢測到水位，由于水的電阻一般比RP阻值小很多，故此時LM555的②⑥腳變?yōu)榈碗娖剑勰_輸出變?yōu)楦唠娖?，繼電器得電工作，其常閉觸點斷開使負(fù)載RL停止工作，這樣便防止了水的溢出。調(diào)整電路中RP的阻值，可以改變電路的靈敏度。

▲ 可控音頻振蕩器。

聲光報警電路由LM555構(gòu)成的可控音頻振蕩器構(gòu)成。圖中的LM555接成一個可控的自激多諧振蕩器，其輸出的振蕩頻率fo＝1.44/（R1＋2R2）?C1，本電路的振蕩頻率約為2KHz。LM555的④腳為控制端，該端與上述的水位檢測電路中的LM555的③腳相接，故本振蕩電路的工作與否受水位檢測電路控制。在水箱水位未達(dá)到設(shè)定水位時，由于本電路中LM555的④腳為低電平，故振蕩電路停振不工作，電路處于低功耗待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)水滿時，LM555的④腳變成高電平，振蕩電路開始工作，其③腳輸出的2KHz音頻振蕩信號驅(qū)動揚(yáng)聲器發(fā)出報警聲，同時LED指示燈也點亮（由于LED為頻率較高的矩形波驅(qū)動，其亮度不高，故亦可以省略LED）。

二、元器件的選擇

▲DIP-8封裝的LM555時基電路。

本電路用的555?時基電路可以選用LM555、NE555或KA555等。這種雙極型的555時基電路的輸出電流可達(dá)200mA，可以直接驅(qū)動小型電磁繼電器及小功率的揚(yáng)聲器。

▲ 內(nèi)磁式揚(yáng)聲器。

聲光報警電路中的?揚(yáng)聲器可以選用收音機(jī)用的小型內(nèi)磁式揚(yáng)聲器（可以從一些廢舊的收音機(jī)內(nèi)拆得）。

▲ 5V和12V的繼電器。?

本電路可以在5～12V電壓范圍內(nèi)工作。繼電器工作電壓及觸點容量視實際控制負(fù)載而定。

三、電路制作

電路中水位檢測用的a、b兩電極可以選用自行車條或不銹鋼釘來制作，截取約10cm長，將兩根導(dǎo)線分別與之焊接或壓接在一起。為了防止長時間接觸水而銹蝕，可以在導(dǎo)線與電極的連接處用硅膠密封起來。使用時，將兩電極與LM555的①②腳連接，并將a、b兩電極放入水箱合適的水位處即可。