水塔水位控制器
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主要内容
一、水位控制的类型 二、设计方案 三、使用操作说明
一、水位控制的类型
1、通过浮球开关来控制水位。 基本上有两种方式：一种是浮球开关带着一
个大的金属球，浸在水中时浮力大，可以控制 两个水位，比如水满了，浮球因为浮力而上升 ，带动球阀运动，使阀门关闭，停止进水，当 水少了，浮球下降，阀门打开，又再进水，如 此循环。
• 操作规程：按下电源开关后，本产品开始自动检测，若无故障则开始 工作，检测水塔内的水位，若水位过低则绿灯闪烁，自动启动水泵开 始抽水直到水满，数码管开始显示抽水时间，水位过中间时黄灯会亮 ，当水抽满时三盏等全亮；如果水位正常则本产品进入待机状态。
• 本产品的水位为自动控制，在水位过低时可自动抽水，水满则自动停 机。若想进入手动状态，在抽水状态下按下红色维护键，再按下功能 键就停止抽水，再按一次则再次启动水泵抽水；在待机状态下按下红 色维护键，再按一次功能键就启动水泵抽水，再按一次则停止抽水。
4、通过电子式水位开关和搭配的 水位控制器(BZ201、BZ202)来 控制， 电子式水位开关原理是
通过电子探头对水位进行检测 ，再由水位检测专用芯片对检 测到的信号进行处理,当被测液 体到达动作点时，芯片输出高 或低电平信号，再配合水位控 制器，从而实现对液位的控制 。工作电压是直流5-24V，很安 全。这种方式较实用，耐污， 寿命长，安全。
绿灯闪烁
低水位警告
三灯闪烁
水源缺水报警
水塔水位状态指示 低水位: 绿灯亮 正常水位: 黄灯亮
满水位:
红灯亮
三、使wk.baidu.com操作说明
• 本产品为智能化水位自动控制器，接同电源后无须任何操作即可自动 工作。如有必要也可通过按键在任何正常工作情况下强制开启停止水 泵。
• 产品面板上有三个按键，左边一个红色带锁的维护键，中间一个绿色 点触式模式键、和右边一个绿色点触式按键，内部还有一个复位按键 ，按下复位键则恢复默认设置。
模块介绍
• 本章就开发板的各个模块及其电路设计进行详细 介绍，包括单片机的最小系统、八位跑马灯电路 、键盘阵列电路、4位八段共阴极数码管电路设计 、A/D模数转换电路、D/A数模转换电路、RS-232 通讯电路、CAN通讯电路、LCD液晶电路、蜂鸣 器电路、内存扩展电路等等。
水位开关的设计：
三个水位开关由三个电子式 水位开关组成。分别安装在水 塔的高，中，低部位。
2、通过非接触式的水位开关来控制
例：超声波液位控制器。液位控制器的探头 产生高频超声波脉冲耦合到容器外壁。 这个脉冲会在容器壁和液体中传播，还 会被容器内表面反射回来。通过对这种 反射特性的检测和计算，就可以判断出 液位是否达到了液位控制器安装的位置 。属于高档产品，价格不菲。
3、水位继电器。本产品采用集成 电路，并结合高层楼宇上、下 水池的水位分级提升进行设计 ，具有上下水池联合控制、水 池排水及缺水保护等功能，可 实现水箱补水、排水，并有效 防止水池水位过高溢出或溢出 空转损坏。效果还可以，这种 方式怕水垢，水垢厚了就就容 易误判。
潜水泵的选择：
水泵为单相水泵。 潜水泵安装在水源内部。
设计按键部分：
复位按键，维护按键，模式按键，功能按键，电源开关。 复位按键设计在内部。维护按键，模式按键，功能按键，电源开关按 都安装在外部。
数码管显示设计：
抽水时间和次数，由一个四位数码管显示。
报警器的设计：
当电机出现空转，欠压，失压，水源缺水以及路出现故障时，进行自 动报警并且自动控制电机停止运转。
• 注意：在水已经满了的时候，按启动键无效，不能手动启动水泵。
• 当出现了一些程序错误不能正常工作的时候，按下内部的复位键则可 以解决大部分的问题。按下复位键的同时再按下两个绿色点触式按键 1S以上则清除所有数据，恢复出厂状态。
电源电路
电源部分采用了常用的三端稳压电路。通过变压器将220v的市电降成12v的交流电，经 过D1~D4桥堆和2200UF电容进行整流、滤波，通过0.1uf电容滤出高次谐波，得到了波 形叫平稳的13.2v左右的直流电，通过7812后得到了非常平稳的12v直流电；再经过一 次相同的稳压过程得到了纹波系数更小的5v直流电。整个电路的输出功率也完全可以 达到本厂品的需求。
状态指示灯设计：
当红、黄、绿三灯同时亮起时显示水位已满，红灯闪烁表示高水位
警告显示，红灯亮表示高水位正常显示，黄灯亮表示中水位显示，绿灯
亮表示低水位正常显示，绿灯闪烁表示低水位警告，红黄绿三灯同时闪 烁表示水源缺水报警。
红灯闪烁
高水位警告
三盏灯常亮
水满
红灯常亮
高水位正常
黄灯常亮
中水位显示
绿灯常亮
低水位正常
• 按下电源开关后，本产品开始自动检测，若无故障则开始工作，检测 水塔内的水位，若水位过低则绿灯闪烁，自动启动水泵开始抽水直到 水满，数码管开始显示抽水时间，水位过中间时黄灯会亮，当水抽满 时三盏等全亮；如果水位正常则本产品进入待机状态
• 该开发板采用了ATMEL生产的AT89S51单片机，在 构建AT89S51单片机最小系统的基础上，扩展了大 量的AT89S51外围系统，如图所示。
状态指示灯
数码管显示
水位开关
控制部分 报警装置
潜水泵
控 制 部 分：
• 本控制器采用了高效率、高稳定性、低功耗的ATMEL89S51单片机， 具有水位显示、抽水时间显示、并有故障检测功能。集高效、高精度 、高稳定性、低功耗、高性价比、良好的人机交流界面、操作简便、 显示直观以及低功耗等功能于一体的智能水塔水位控制器
位显示，无电机保护，可靠性不高，控制精度改进度不大，寿命不长……
相对于机械式水位控制器，电子式的水位控制器有着无可比拟的优点：添加水 位显示电路、电机保护电路、强制性手动开关、关机电路可以达到水位显示、 简单的电机保护、水位自动控制，控制精度是传统机械式水位控制器的几何倍
。
功能说明，结合功能框图
按键
最大的优点是:安全耐用、稳定 可靠、耐污耐水垢能力强、接 线简单、安装非常方便。
二、设计方案（基于单片机的电子式水塔水 位控制器）
现有的二级供水方式，既先用水泵从水井中抽到蓄水池中供用户使用，要求蓄 水池的水位必须保持一定的高度，还需要防止水的溢出。传统的水位控制器， 多以浮球式、触点式为主，可靠性不好，有着无法改进的致命缺点，如：无水
一、水位控制的类型 二、设计方案 三、使用操作说明
一、水位控制的类型
1、通过浮球开关来控制水位。 基本上有两种方式：一种是浮球开关带着一
个大的金属球，浸在水中时浮力大，可以控制 两个水位，比如水满了，浮球因为浮力而上升 ，带动球阀运动，使阀门关闭，停止进水，当 水少了，浮球下降，阀门打开，又再进水，如 此循环。
• 操作规程：按下电源开关后，本产品开始自动检测，若无故障则开始 工作，检测水塔内的水位，若水位过低则绿灯闪烁，自动启动水泵开 始抽水直到水满，数码管开始显示抽水时间，水位过中间时黄灯会亮 ，当水抽满时三盏等全亮；如果水位正常则本产品进入待机状态。
• 本产品的水位为自动控制，在水位过低时可自动抽水，水满则自动停 机。若想进入手动状态，在抽水状态下按下红色维护键，再按下功能 键就停止抽水，再按一次则再次启动水泵抽水；在待机状态下按下红 色维护键，再按一次功能键就启动水泵抽水，再按一次则停止抽水。
4、通过电子式水位开关和搭配的 水位控制器(BZ201、BZ202)来 控制， 电子式水位开关原理是
通过电子探头对水位进行检测 ，再由水位检测专用芯片对检 测到的信号进行处理,当被测液 体到达动作点时，芯片输出高 或低电平信号，再配合水位控 制器，从而实现对液位的控制 。工作电压是直流5-24V，很安 全。这种方式较实用，耐污， 寿命长，安全。
绿灯闪烁
低水位警告
三灯闪烁
水源缺水报警
水塔水位状态指示 低水位: 绿灯亮 正常水位: 黄灯亮
满水位:
红灯亮
三、使wk.baidu.com操作说明
• 本产品为智能化水位自动控制器，接同电源后无须任何操作即可自动 工作。如有必要也可通过按键在任何正常工作情况下强制开启停止水 泵。
• 产品面板上有三个按键，左边一个红色带锁的维护键，中间一个绿色 点触式模式键、和右边一个绿色点触式按键，内部还有一个复位按键 ，按下复位键则恢复默认设置。
模块介绍
• 本章就开发板的各个模块及其电路设计进行详细 介绍，包括单片机的最小系统、八位跑马灯电路 、键盘阵列电路、4位八段共阴极数码管电路设计 、A/D模数转换电路、D/A数模转换电路、RS-232 通讯电路、CAN通讯电路、LCD液晶电路、蜂鸣 器电路、内存扩展电路等等。
水位开关的设计：
三个水位开关由三个电子式 水位开关组成。分别安装在水 塔的高，中，低部位。
2、通过非接触式的水位开关来控制
例：超声波液位控制器。液位控制器的探头 产生高频超声波脉冲耦合到容器外壁。 这个脉冲会在容器壁和液体中传播，还 会被容器内表面反射回来。通过对这种 反射特性的检测和计算，就可以判断出 液位是否达到了液位控制器安装的位置 。属于高档产品，价格不菲。
3、水位继电器。本产品采用集成 电路，并结合高层楼宇上、下 水池的水位分级提升进行设计 ，具有上下水池联合控制、水 池排水及缺水保护等功能，可 实现水箱补水、排水，并有效 防止水池水位过高溢出或溢出 空转损坏。效果还可以，这种 方式怕水垢，水垢厚了就就容 易误判。
潜水泵的选择：
水泵为单相水泵。 潜水泵安装在水源内部。
设计按键部分：
复位按键，维护按键，模式按键，功能按键，电源开关。 复位按键设计在内部。维护按键，模式按键，功能按键，电源开关按 都安装在外部。
数码管显示设计：
抽水时间和次数，由一个四位数码管显示。
报警器的设计：
当电机出现空转，欠压，失压，水源缺水以及路出现故障时，进行自 动报警并且自动控制电机停止运转。
• 注意：在水已经满了的时候，按启动键无效，不能手动启动水泵。
• 当出现了一些程序错误不能正常工作的时候，按下内部的复位键则可 以解决大部分的问题。按下复位键的同时再按下两个绿色点触式按键 1S以上则清除所有数据，恢复出厂状态。
电源电路
电源部分采用了常用的三端稳压电路。通过变压器将220v的市电降成12v的交流电，经 过D1~D4桥堆和2200UF电容进行整流、滤波，通过0.1uf电容滤出高次谐波，得到了波 形叫平稳的13.2v左右的直流电，通过7812后得到了非常平稳的12v直流电；再经过一 次相同的稳压过程得到了纹波系数更小的5v直流电。整个电路的输出功率也完全可以 达到本厂品的需求。
状态指示灯设计：
当红、黄、绿三灯同时亮起时显示水位已满，红灯闪烁表示高水位
警告显示，红灯亮表示高水位正常显示，黄灯亮表示中水位显示，绿灯
亮表示低水位正常显示，绿灯闪烁表示低水位警告，红黄绿三灯同时闪 烁表示水源缺水报警。
红灯闪烁
高水位警告
三盏灯常亮
水满
红灯常亮
高水位正常
黄灯常亮
中水位显示
绿灯常亮
低水位正常
• 按下电源开关后，本产品开始自动检测，若无故障则开始工作，检测 水塔内的水位，若水位过低则绿灯闪烁，自动启动水泵开始抽水直到 水满，数码管开始显示抽水时间，水位过中间时黄灯会亮，当水抽满 时三盏等全亮；如果水位正常则本产品进入待机状态
• 该开发板采用了ATMEL生产的AT89S51单片机，在 构建AT89S51单片机最小系统的基础上，扩展了大 量的AT89S51外围系统，如图所示。
状态指示灯
数码管显示
水位开关
控制部分 报警装置
潜水泵
控 制 部 分：
• 本控制器采用了高效率、高稳定性、低功耗的ATMEL89S51单片机， 具有水位显示、抽水时间显示、并有故障检测功能。集高效、高精度 、高稳定性、低功耗、高性价比、良好的人机交流界面、操作简便、 显示直观以及低功耗等功能于一体的智能水塔水位控制器
位显示，无电机保护，可靠性不高，控制精度改进度不大，寿命不长……
相对于机械式水位控制器，电子式的水位控制器有着无可比拟的优点：添加水 位显示电路、电机保护电路、强制性手动开关、关机电路可以达到水位显示、 简单的电机保护、水位自动控制，控制精度是传统机械式水位控制器的几何倍
。
功能说明，结合功能框图
按键
最大的优点是:安全耐用、稳定 可靠、耐污耐水垢能力强、接 线简单、安装非常方便。
二、设计方案（基于单片机的电子式水塔水 位控制器）
现有的二级供水方式，既先用水泵从水井中抽到蓄水池中供用户使用，要求蓄 水池的水位必须保持一定的高度，还需要防止水的溢出。传统的水位控制器， 多以浮球式、触点式为主，可靠性不好，有着无法改进的致命缺点，如：无水