两个

C1815 三极管分别连接到水箱中的低、高的个水位检测器。最低水位探头它是水箱中储

存水的最低水位，最低水位探头连接到一只晶体管的基极，其集电极连接到

5V 电源，发

射极连接到

LED1；最高水位探头连接到另一只晶体管的基极，其集电极连接到 5V 电源，

发射极连接到

LED2。晶体管只要得到基极电流，就会导通并点亮相应的发光二极管

（

LED1、LED2）。由于生活用水有一定的导电能力，当水箱中的水到达最低水位 B 时，最

低水位探头便通过水的导电获得电源电流，此时下端晶体管导通，

LED1 点亮；当水位上

升到水箱的最高水位

A 时，上端晶体管也导通，LED1 与 LED2 同时点亮；发光二极管点

亮的状态，就能知道水箱中的水位情况，更有利于工作人员的管理，发光二极管应安装在
容易监视的位置。改变探头

A 和 B 的高度可调节两个控制水位的高低，但应注意各个水位

探头之间必须绝缘，避免水位检测失灵。
　　当

LED 亮时为高电平，将 LED1 和 LED2 接到控制电路上，这样 LED1 和 LED2 就相

当于低位传感器和高位传感器。表

2 给出发光管与水位关系。

　　表

2 LED 与水位关系

　　

1.3 控制电路

　　以

LED 为核心的检测电路将水位信号转换为 0 或 1 数字信号后，直接送给四 2 输入与

非门集成芯片

CC4011 的输入端。右边两个与非门组成基本 RS 触发器，驱动信号从基本 RS

触发器的

Q 端输出。它们之间的逻辑关系和水泵工作状态可用表 3 进行描述。

　　注：表中

AB=10，不会出现，设计为了保险起见，一旦出现此情况，让水泵关闭。根

据表

3 中逻辑关系，可求出和的表达式，并通过化简得：=，= 从而可设计出控制电路如图

4 所示。
　　以上设计也可以采用其它数字电路进行，如：采用或非门设计也可以，只要满足表

3

逻辑关系就可以。
　　

1.4 驱动电路

　　驱动电路作为整个电路的中心部分，其稳定性和可靠性一定要很高。电路如图

5 所示，

驱动电路主要由

BTA20 双向晶闸管等组成。双向晶闸管的触发信号由光电耦合电路提供。驱

动电路工作原理如下：
　　

RS 触发器 Q 端的输出信号通过 R1 接至发光二极管 LED 的阴极，当触发器 Q 端输出

低电平

0 时，发光二极管 LED 导通并发光；同时通过光电耦合器 MOC3021 给双向晶闸管

提供一个触发信号，双向晶闸管导通，水泵电机得电而运转。当

RS 触发器 Q 端输出高电平

1 时，发光二极管不导通并停止发光，光电耦合器 MOC3021 不提供触发信号，双向晶闸管
不导通，水泵电机失电而停止运转。发光二极管

LED 用作水泵电机工作状态指示。本驱动电

路需要注意的是，若水泵的功率较大，则可控硅的最大电流也需加大，如选

60A 的可控硅

等。
　　

1.5 稳压电路

　　前面设计的光电转换电路、控制电路、驱动电路等都需要有稳定的直流电源才能工作。所
以本方案中设计了能输出

5V 电压的直流稳压电源电路。该电路由电源变压器、整流硅桥、滤

波电容、三端集成稳压器组成，如图

6 所示。该设计的控制电路电流较小，所以，直流 5V 电

源也以用

6V 干电池供电，不影响控制效果。

　　图

6 直流稳压电源电路

　　

2.小结

　　本水箱自动供水控制电路具有结构简单、工作可靠、价格低廉（大约

20 元成本）的特点。

在电路元器件正确选择、正确安装后，无需调整即可正常运行。实践表明，系统运行以后工
作稳定可靠，抗干扰能力强，能有效地实现水箱自动供水控制。本装置在元器件参数提高以
后也可以推广到水塔自动供水控制。