电子除垢器

目录

一、引言 (1)

二、总体电路 (1)

三、部分电路设计 (2)

（一）电源电路 (2)

（二）多谐振荡电路 (3)

（三）升压电路 (4)

四、电子除垢器的制作 (5)

（一）材料清单 (5)

（二）制作过程 (6)

（三）制作结果显示 (6)

（四）故障分析 (6)

五、结束语 (7)

谢辞 (7)

参考文献 (7)

电子除垢器的设计与制作

内容摘要:电子除垢器是利用电场制作而成，水管在一个电场或一个磁场的作用下，就能够除垢。而本文介绍的电子除垢器使用的就是电场，将周期性变化的方波电压加到水管内金属片的两壁，两金属片之间就会有压降，其电势差随方波大小有规律的变化，从而使水管内部形成一个磁场，吸引尘埃，从而达到除垢的目的。它采用NE555作为一个多谐振荡器进行升压，将压降升到220V。其次本文还应用7812三端稳压器共同组合成电子除垢器电路，使电路更加完善。

关键字：除垢器设计555 7812

一、引言

水是生命之源，饮用水质量的好坏直接影响到人的身体健康和生存质量。目前一些小型供水系统中存在着严重的二次污染或水源不洁净问题，从而导致了一系列问题。如：高层建筑、医院、工厂的贮水池；食品、饮料等行业的生产用水，以及江河、湖泊、地下为水源的供水系统，均需加以消毒处理。而为使工业更方便的生产与人们更好的生活，出现了不同的除垢器，有的是电磁除垢器，有的是光感除垢器，而不同的除垢器是由实际使用条件和环境决定的。

而电子除垢器则迎合了社会的需要，采用NE555作为一个多谐振荡器，因为需要一个很强的电场，所以利用多谐振荡器将压降升到近300Vpp，再与金属片相结合制作成为除垢器的核心。电子除垢器解决了一系列的人们不想看到的问题，较好地满足现代生产、生活方式的需求，具有一定的实用性。

二、总体电路设计

图1 原理图

水管在磁场的作用下，就能够除去垢物。这个电子除垢器就是利用通电的磁场具有吸附性，电场通过小金属加到水管上。图中NE555作为一个多谐振荡器，当W的触点位于中心位置时，它的频率为700Hz。因为需要一个很强的电场，多谐振荡器的输出电压经变压器B2升到近300Vpp.电容C5耦合NE555的3号脚输出信号加到B2的初级。B2次级两端串接1MΩ的高阻。安装输出金属片时，必须保证人体不接触它。

得到电压的金属片通过两根导线接在电路的输出端，金属片用绝缘胶带固定在水管上，每个金属片必须盖住水管表面的1/3.，并确保金属片与水管之间无短路。金属片长度一般在10-20cm即可。调整电路的方法是用数字万用表的电压测量挡测量电路的输出端电压，调整W使得电压读数最大即可。用水时接通开关K，不用时关闭K。具体的效果在试验中比较一下即可。

三、部分电路设计

（一）电源电路

电源电路构成：交流变压器（降压）、整流器、7812三端稳压器、一个1000uf 和100uf的滤波电容。

220V的交流电压经变比为55:3的降压变压器输出12V的交流电，由整流滤波电路对输出的12V交流进行整流滤波，三端稳压器的1号脚和3号脚与整流滤波的输出端相连， 12V交流电经过7812三端稳压器后输出的交流电更为稳定，脉动成分减少，电解电容C2对7812输出的电压再一次的滤波。

图2 电源电路

78系列稳压器是最常用的三端集成稳压器，78系列三端集成稳压器有9个品种．分别为：7805、7806、7808、78D、7810、7812、7815、7818、7824c 。78后面的数字表示该稳压器输出的电压数值。如7806输出电压为6v，7812输出电压为12v等。

本设计采用的是7812三端稳压器，7812有三个引脚，1脚为电压输入瑞，2脚为公共地端，3脚为电压输出端。其作用是使脉动成分减少，输出电压更为稳定。7812为三端固定+12V输出的集成稳压器。集成稳压器正常工作时，在3脚应输出与其稳压值相同的电压，供给负载使用。

（二）多谐振荡电路

555时基集成电路是数字集成电路，具有成本低、易使用、适应面广、驱动电流大和一定的负载能力等优点。在电子制作中只需经过简单调试，就可以做成多种实用的各种小电路。

常见的555时基集成电路为塑料双列直插式封装，各管脚的作用：脚1是公共接地端；脚2为低触发端TR，低于1／3电源电压以下时即导通；脚3是输出端，电流可达2000mA;脚4是强制复位端MR，不用时可与电源正极相连或悬空;脚5是用来调节比较器的基准电压，简称控制端VC，不用时可悬空，或通过0.01μF电容器接地;脚6为高触发端TH，也称阈值端，高于2/3电源电压值时即截止;脚7是放电端DIS;脚8是电源正极VCC。如图4所示：

图4 555引脚图

555 定时器的内部结构包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器A1的反相输入端的电压为 2VCC/3，A2 的同相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC/3，则比较器 A2 的输出为1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为低电平。555定时器的功能如下图所示：

（复位）

TH（阈

值）

（触

发）

Q（输

出）

DIS

0X X0导通

1<2/3V CC<1/3V CC1截止

1>2/3V CC>1/3V CC0导通

1<2/3V CC>1/3V CC不变不变图5 555定时器的功能表

用555时基电路可组成各种形式的自激式多谐振荡器，其基本电路如图6所示。当电路刚接通电源时，由于C3来不及充电，555电路的②脚处于零电平，导致其输出③脚为高电平。当电源通过R1、W向C3充电到Vc≥Vcc时，输出端③脚由高电路平变为低电平，电容C3经W和内部电路的放电开关管放电。当放电到Vc≤Vcc时，输出端又由低电平转变为高电平。此时电容再次充电，这种过程可周而复始地进行下去，形成自激振荡。图7给出了输出端及电容器C3上电压的波形。

图6 多谐振荡电路图7 波形

（三）升压电路