筆者采用運(yùn)算放大器LM324N做的水位控制器，如圖1所示。該電路由水泵電動(dòng)機(jī)控制電路、低壓電源電路、水位控制電路三部分組成。
一、工作原理
1.水泵電動(dòng)機(jī)控制電路
水泵電動(dòng)機(jī)可以是單相電動(dòng)機(jī)，也可以是三相水泵電動(dòng)機(jī)，圖1中采用4kW三相潛水泵電動(dòng)機(jī)，型號(hào)：QQS40-21.4。二次控制電路中的B1為停止按鈕，B2為啟動(dòng)按鈕，兩個(gè)按鈕可進(jìn)行手動(dòng)操作，觸點(diǎn)K1為水位控制器電路中的繼電器KA的一個(gè)常開觸點(diǎn)，當(dāng)此觸點(diǎn)閉合時(shí)，接通交流接觸器線圈KM電源，其主觸點(diǎn)KM1閉合，電動(dòng)機(jī)QQS40-21-4啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，從水井里取水供給水池，當(dāng)水池中水滿時(shí)觸點(diǎn)K1斷開，水泵電動(dòng)機(jī)停止給水池供水。
2.低壓電源電路
低壓電源電路采用降壓變壓器，是從14英寸黑白電視機(jī)上拆下的，型號(hào)是DB-33-01。該變壓器低壓側(cè)輸出兩路交流18V電壓，取其中一路經(jīng)全橋D1～D4及C1、C2整流濾波后，輸出約24.3V電壓。
IC1為三端穩(wěn)壓器LM7812，穩(wěn)壓輸出12V電壓，供給水位控制器LM324N（IC2）、繼電器等器件。
3.水位控制器電路
該電路主要由四運(yùn)算放大器LM324N，繼電器KA和三極管VT（1815）組成。LM324內(nèi)部的IC2A-IC2C與外圍元件分別構(gòu)成放大器、比較器與雙穩(wěn)態(tài)電路。當(dāng)水池水滿時(shí)，H端浸入水中，12V電壓經(jīng)H端及限流電阻R2輸入IC2A同相端，其輸出端U01變?yōu)楦唠娖剑?0.55V），一路輸入雙穩(wěn)態(tài)電路IC2C的反相端，使其電壓高于同相端（2.12V），使輸出端U03變?yōu)榈碗娖?V，三極管VT截止，小型繼電器KA失電釋放，其觸點(diǎn)K1斷開，接觸器則失電釋放，水泵電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)，停止向水池供水。另一路輸往LED發(fā)光電路，綠燈點(diǎn)亮，表示水滿。
當(dāng)水池水位下降，使H端無水時(shí)。IC2A同相端電壓為0V、IC2A的U01點(diǎn)電壓為0V，雙穩(wěn)態(tài)電路IC2C反相端為0V，但U03點(diǎn)的電壓仍然保持為低電平。當(dāng)水位下降使N端無水時(shí)，則N端變?yōu)榈碗娖?V，比較器IC2的反相端外接電容C5經(jīng)電阻R11放電，當(dāng)反相端電壓低于6V時(shí)，IC2B輸出端U02為高電平（10.55V）。此高電平一路使LED紅燈點(diǎn)亮，表示水池?zé)o水；另一路經(jīng)隔離二極管D7輸入IC2C同相端，使輸出端U03變?yōu)楦唠娖剑?0.55V），再經(jīng)電阻R10輸至三極管VT基極（0.72V），使VT導(dǎo)通，繼電器KA得電吸合，其觸點(diǎn)K1閉合，接觸器KM線圈得電吸合，水泵電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)從水井抽水向水池供水。當(dāng)水位升至N點(diǎn)時(shí)，運(yùn)放LM324N（IC2B）反相端電壓因電容C5不斷充電而上升，當(dāng)升至6V時(shí)，IC2B的U02點(diǎn)變?yōu)榈碗娖?，因二極管D7的隔離作用，IC2C同相端仍為高電平，U03仍然為高電平，水泵電動(dòng)機(jī)仍保持運(yùn)轉(zhuǎn)抽水向水池供水狀態(tài)。此狀態(tài)一直到水位浸入H端，使IC2A同相端為高電平時(shí)為止。
二極管D8為隔離二極管，防止由R6 、R7分壓獲得的1.09V電壓進(jìn)入IC2A的輸入端U01。 D5、D7作用與D8相同。
二、制作調(diào)試
電容C5容量為470μF，若要減小充電時(shí)間，可將其容量減至220μF，電阻R10的阻值為5kΩ，當(dāng)其阻值大于6.21 kΩ時(shí)，三極管VT導(dǎo)通程度過弱，繼電器KA將不吸合。為保證VT（1815）可靠工作，R10取5kΩ是比較理想的，若阻值過小，易損壞VT。
因水有電阻值，不同種類的水，阻值大小不同，實(shí)測井水電阻約為1.3MΩ。若用9V電源將會(huì)影響電路正常工作，繼電器KA不會(huì)吸合動(dòng)作，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，供電達(dá)12V較為理想。因點(diǎn)M、N、H浸入水中，應(yīng)用不易生銹的金屬做成，其他無特殊要求。
