資料介紹
描述
我們已經(jīng)看到許多使用 Arduino UNO 或任何其他微控制器制作的 DIY 水位指示器。這也增加了組件列表和預(yù)算。如果您想要一個(gè)便宜的設(shè)備來(lái)指示任何儲(chǔ)水箱的水位,我們需要一個(gè)更便宜的替代品。
這個(gè)項(xiàng)目就是要制作這樣的水位指示器,它可以為您提供非常準(zhǔn)確和可靠的輸出。盡管事實(shí)是設(shè)備本身不使用任何微控制器或編程固件。因此,如果您不喜歡設(shè)置軟件和編程微控制器,您可以在一小時(shí)內(nèi)焊接幾個(gè)組件,您的水位指示器就準(zhǔn)備好了。
概念與工作
NPN晶體管作為開(kāi)關(guān)_
晶體管可用于開(kāi)關(guān)操作以打開(kāi)或關(guān)閉電路。與傳統(tǒng)繼電器相比,這種類型的固態(tài)開(kāi)關(guān)具有顯著的可靠性和更低的成本。
NPN 和 PNP 晶體管都可以用作開(kāi)關(guān),但在這個(gè)項(xiàng)目中,我們使用的是 NPN 晶體管。
理想的晶體管開(kāi)關(guān)在“完全關(guān)閉”時(shí)在集電極和發(fā)射極之間具有無(wú)限電路電阻,導(dǎo)致流過(guò)它的電流為零,而在“完全打開(kāi)”時(shí)集電極和發(fā)射極之間的電阻為零,從而產(chǎn)生最大電流。
實(shí)際上,當(dāng)晶體管“關(guān)閉”時(shí),小漏電流流過(guò)晶體管,當(dāng)完全“開(kāi)啟”時(shí),器件具有低電阻值,導(dǎo)致其VCE
兩端的飽和電壓 ( ) 較小。盡管晶體管不是完美的開(kāi)關(guān),但在截止區(qū)和飽和區(qū),晶體管消耗的功率都處于最小值。
為了使基極電流流動(dòng),基極輸入端必須比發(fā)射極更正,方法是將其增加到硅器件所需的 0.7 伏以上。通過(guò)改變這個(gè)基極-發(fā)射極電壓 VBE,基極電流也會(huì)改變,進(jìn)而控制流過(guò)晶體管的集電極電流量,如前所述。
當(dāng)最大集電極電流流動(dòng)時(shí),晶體管被稱為飽和。基極電阻的值決定了需要多少輸入電壓以及相應(yīng)的基極電流才能將晶體管完全“導(dǎo)通”。
晶體管作為開(kāi)關(guān)在工程中的應(yīng)用
該項(xiàng)目使用水作為傳導(dǎo)介質(zhì)來(lái)傳遞微小電流。在水箱的不同深度有探頭。該指標(biāo)有五個(gè)不同的級(jí)別。第五層是最高的一層。
-
電路板的
BASE
連接連接到保持在水箱底部的電線/探針。它連接到正極(+)端子。 -
當(dāng)水箱中充滿水時(shí),水位上升,當(dāng)它在最低水位接觸探頭時(shí),電流開(kāi)始從
BASE
到Probe1
(此處為 20%)傳導(dǎo)。 - 探頭連接到晶體管的基極。在這里,晶體管用作開(kāi)關(guān)。當(dāng)基極沒(méi)有電流供應(yīng)時(shí),晶體管電流不會(huì)從集電極流向發(fā)射極。但是,當(dāng)探頭向基極提供電流時(shí),晶體管進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)并開(kāi)始將電流從集電極傳導(dǎo)到發(fā)射極。
-
現(xiàn)在,當(dāng)電路完成時(shí),LED 開(kāi)始發(fā)光,表示水位已達(dá)到
Probe1
(25%)。 -
這個(gè)過(guò)程持續(xù)到所有的探測(cè)級(jí)別——
Probe2
(50%)、Probe3
(75%)、Probe4
(100%)和Probe5
(溢出警報(bào))。 - 當(dāng)液位達(dá)到溢出電平時(shí),除LED外,還并聯(lián)一個(gè)蜂鳴器。當(dāng) LED 發(fā)光時(shí),蜂鳴器開(kāi)始發(fā)出警報(bào)聲。
- 當(dāng)電平下降時(shí),基極電流停止。因此,LED 停止發(fā)光,蜂鳴器停止發(fā)出聲音。
把所有的東西放在一起
按照以下步驟在家中輕松組裝設(shè)備:
- 從此處或下方下載 PCB 的 Gerber 文件。
- 訪問(wèn)PCBWay.com并上傳文件,以極低的價(jià)格將您的 PCB 帶回家。此外,您還可以獲得5 美元的歡迎獎(jiǎng)金。他們是最具成本效益和質(zhì)量導(dǎo)向的PCB制造商。您可以少量訂購(gòu)原型 PCB,小至 5 塊 PCB。除了標(biāo)準(zhǔn)PCB,我們還可以支持高級(jí)PCB、FPC/剛撓結(jié)合PCB等相關(guān)服務(wù)。
- 按照如下所示的原理圖和設(shè)計(jì)焊接 PCB 上的組件。
- 現(xiàn)在,您可以根據(jù) PCB 上的標(biāo)簽將探頭連接到不同的深度。探針只不過(guò)是連接到電路板的電線。
-
將
BASE
探頭放在水箱底部。
注意:如果水箱由金屬制成,請(qǐng)確保探頭(裸線)沒(méi)有接觸水箱。否則,它會(huì)給你一個(gè)錯(cuò)誤的讀數(shù)。
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