雨传感器应用电路

1器件工作原理

１．１

５５５定时器

在通常的集成电路中，要使电路的各个元件良

好地工作在同一状态下，必须对其时钟控制电路进行设计和改善．在本电路中，我们使用５５５定时器产生时钟脉冲．接下来，我们对５５５定时器的功能及其在电路中的作用做一下了解．

５５５定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件．一般用双极性工艺制作的称为５５５，用ＣＭＯＳ工艺制作的称为７５５５，除单定时器外，还有对应的双定时器５５６／７５５６．５５５定时器的电源电压范围宽，可在４．５Ｖ－１６Ｖ工作，７５５５可在３－１８Ｖ工作，输出驱动电流约为２００ｍＡ，因而其输出可与ＴＴＬ、

ＣＭＯＳ或者模拟电路电平兼容．５５５定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、

电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等的脉冲产生与变换电路．它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面．５５５定时器的外引脚排列图１所示．５５５定时器内由３个阻值为５ｋΩ的电阻组成的分压器、

两个电压比较器、基本ＲＳ触发器、放电三极管和缓冲反相器组成．其中，１脚为接地端，２脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲，６脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲，４脚为复位端，输入负脉冲（或使其电压低于０．７Ｖ）可使５５５定时器直接复位，５脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经０．０１ｕＦ的电容接地，以防止引入干扰，７脚为放电端，５５５定时器输出低电平时，放电晶体

管ＴＤ导通，外接电容元件通过ＴＤ放电，３脚为输出端，输出高电压约低于电源电压１Ｖ—３Ｖ，输出电流可达２００ｍＡ，因此可直接驱动继电器、发光二极管、

指示灯等，８脚为电源端，可在５Ｖ—１８Ｖ范围内使用．５５５外接两个电阻和一个电容不得可接成多谐振荡器，３脚输出矩形波，４脚为复位端可对输出信号的有无进行控制．

１．２ＯＰ０７

电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷

大”的运算放大器．电压比较器比较两个电压的大小，当“＋”输入端电压高于“－”输入端时，电压比较器输出为高电平，当

“＋”输入端电压低于“－”输入端时，电压比较器输出为低电平；由于比较器的输出只有低电平和高电平两种状态，所以其中的集成运放常工作在非线性区．常见的有ＬＭ３２４、ＬＭ３５８、

雨传感器应用电路

曹万苍，孙福玉

（赤峰学院，内蒙古

赤峰

０２４０００）

摘要：文章分析了５５５、ＯＰ０７和继电器等器件的基本工作原理，设计了雨传感器应用电路中的脉冲发生电路、滤波电路、比较电路、放大控制电路，分析了雨传感器的一个实际应用电路．

关键词：雨传感器；电路；复位；滤波；比较；控制中图分类号：ＴＰ２１２文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－２６０Ｘ（２０１２）１１－００４０－０２

基金项目：赤峰学院教育教学研究项目（JYXM1003）

Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．１１

Ｎｏｖ．２０１２

赤峰学院学报（自然科学版）

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｆｅｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）第２８卷第１１期（上）

２０１２年１１月图１５５５定时器

图２ＯＰ０７引脚说明

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ｕＡ７４１、ＴＬ０８１＼２＼３＼４、ＯＰ０７、ＯＰ２７，这些都可以做成电压比较器．图３－２是ＯＰ０７芯片的引脚说明，１和８为偏置平衡（调零端），２为反向输入端，３为正向输入端，４接地，５空脚，６为输出，７接电源＋．

对两个或多个数据进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较．能够实现这种比较功能的电路或装置称为比较器．比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路．比较器的两路输入为模拟信号，输出则为二进制信号，当输入电压的差值增大或减小时，其输出保持恒定．

运算放大器在不加负反馈时，从原理上讲可以用作比较器，但由于运算放大器的开环增益非常高，它只能处理输入差分电压非常小的信号．而且，在这种情况下，运算放大器的响应时间比比较器慢许多，而且也缺少一些特殊功能，如：滞回、内部基准等．比较器通常不能用作运算放大器，比较器经过调节可以提供极小的时间延迟，但其频响特性受到一定限制，运算放大器正是利用了频响修正这一优势而成为灵活多用的器件．

１．３继电器

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”．故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用．

电磁继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统输入回路和被控制系统输出回路，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的一种“自动开关”．故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用．电磁继电器一般由电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成的．只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合．当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的作用下返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放．这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的．

2雨传感器应用电路

雨传感器应用电路如图３所示：电路由雨传感器（１）５５５振荡器（２）ＲＣ滤波电路（３）比较器（４）放大控制电路（５）组成，雨传感器由两块山形金属板构成，两块山形金属板通过引线分别连接到电容Ｃ１的两端，Ｃ１的上端经电阻Ｒ１接电源，Ｃ１和Ｒ１间信号送入５５５振荡器的４管脚，５５５振荡器的３管脚输出矩形波经ＲＣ滤波电路、比较器后送入放大控制电路５），放大后信号控制继电器的开闭，从而控制电机工作．

ＲＣ滤波电路属于模拟滤波器，电阻Ｒ在电路中起限流作用，电容Ｃ的作用是平滑滤波；ＲＣ的乘积为滤波时间常数也称作积分时间常数，ＲＣ时间常数决定电路的幅频特性及相频特性．

无雨时，两块山形金属板被断路，５５５振荡器的４管脚经电阻接电源为高电平，５５５振荡器工作，５５５振荡器的３管脚输出矩形波经ＲＣ滤波电路、比较器后送入放大控制电路，放大后信号控制继电器闭合，从而控制屋顶卷扬机的电动机Ｍ工作．下雨时，两块山形金属板被雨水短路，５５５振荡器的４管脚变为低电平，５５５振荡器不工作，５５５振荡器的３管脚无输出，继电器的不工作，电动机Ｍ不工作．

3结束语

雨传感器的应用非常广泛，例如可设计自动凉衣架、自动凉晒厂等．文章分析了５５５、ＯＰ０７和继电器等器件的基本工作原理，设计了雨传感器应用电路中的脉冲发生电路、滤波电路、比较电路、放大控制电路，分析了雨传感器的一个实际应用电路．——

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参考文献：

〔1〕汤山俊夫.数字电路设计与制作[M].北京：科学出版社，2009.

〔2〕黄智伟.电子电路计算机仿真设计与分析[M].北京：电子工业出版社，2009.

〔3〕孙余凯.传感器应用电路300例[M].北京：电子工业出版社，2008.

〔4〕Williams S.Ir D A:Past,Present and Future[J].

IEEE PersonalCommunications,2000,7(1):11～

19.

图３雨传感器应用电路

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