專利名稱：基于單片機的連續水位控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型節能、環保的水位控制系統，特別涉及一種水位自動檢測和控制的工業過程控制。
背景技術：
水位控制技術在生產和生活領域有著廣闊的應用前景。在生產領域，實現水位自動檢測和控制是工業過程控制的一項關鍵技術，對于提高工業過程控制的自動化水平有著重要的意義。在生活領域，隨著人類和周圍生活環境矛盾的日益突出，人們越來越關注水資源的問題。在我國不論是城市里的住宅小區還是廣大農村地區的家庭用戶時常會用抽水機抽水的方式進行供水，這種供水方式過去一般是通過人工來實現控制，而這就容易引發沒水時不能及時抽水或是水滿后忘記關水造成浪費的現象。因此就必需有一種能自動檢測水位，在沒水時及時抽水、水滿時 及時關水的水位檢測與控制技術技術。目前，水位控制系統是受到廣泛應用的供水系統。水位控制可以有多種實現方法，如機械控制、邏輯電路控制、機電控制等，但傳統的控制方式存在著控制精度低、能耗大、不能實現連續控制和實時跟蹤的缺點，所以有必要設計出滿足實際需要的水位控制系統。步進電機在伺服系統和工業控制系統中得到廣泛應用，已成為直流電機和交流電機以外的第三類電動機。傳統電動機作為機電能量轉換裝置，在人類的生活和生產進入電氣化過程中起著關鍵的作用。可是在人類社會進入電氣化時代的今天，傳統電動機已不能滿足工業自動化和辦公自動化等各種運動控制系統的要求。發展了一系列新的具有控制功能的電動機系統，其中較有自己特點，且應用十分廣泛的就是步進電機。本專利利用步進電機進行水位檢測與控制具有設計思路新穎、原理簡單、容易實現、精度高并能實現連續測量等特點。本設計研制開發的自動水位控制系統對于提高工業自動化水平和提高生活供水質量具有重要意義。
發明內容
本發明專利的目的是提供一種連續控制和跟蹤水位的水位控制系統。這種控制系統克服了傳統基于電極式水位控制系統的缺陷，設計思路新穎、精度高、環保等優點，控制系統對于提高工業自動化水平和提高生活供水質量具有重要的意義。一種基于單片機的連續水位控制系統，它包括單片機控制器1、進水泵8和出水泵7，水源通過進水泵8進入水箱9，出水泵7實現水箱9里的水放出，系統由電源5供電，其特征在于它包括步進電機2，步進電機2固定在水箱9的頂部，同時步進電機2上懸掛一個金屬移動探針4,在固定步進電機的水箱下方安裝一個光電傳感器3,在水箱9底部放一個固定電極6。為了實現上述目的，本發明專利通過計步進電機的脈沖數，再通過數學算法，就可以精確地連續測量出水位的高度。在移動探針4上接一個4. 7K電阻，在水箱9底部下放一個+5V的固定電極6，在水箱9頂部安裝一個光電傳感器3。
圖1是本發明的系統結構圖。圖2是本發明的水位檢測硬件原理圖。附圖中各部分的編號為1-單片機控制器，2-步進電機，3-光電傳感器，4-金屬移動探針，5-電源，6-固定電極，7-出水泵，8-進水泵，9-水箱，10-單片機，11-步進電機，12-正5V固定電極，13-金屬移動探針，14-4. 7K電阻，15-P3. 6 口。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明專利進一步說明。圖1，通過鍵盤按下復位鍵，金屬移動探針4上升到光電傳感器3的位置處，等待設置想要的水位高度，設置好了水位后，按下啟動鍵，金屬移動探針4到達設置好的水位處，圖2，通過單片機的P3. 6 口 14檢測電平，若為低電平，則表明水箱里的水不足，打開進水泵8，值到水箱里的水到達設置好水位處水泵就停止進水，否則相反。當水箱里的水下降時，金屬移動探針13隨水位下降而下降，進行跟蹤水位控制。當水箱里的水全部用完后，單片機10進行復位，金屬移動探針13上升到光電傳感器3的位置處，等待下一次的水位設置。
權利要求
1.一種基于單片機的連續水位控制系統，它包括單片機控制器(I)、進水泵(8)和出水泵(7)，水源通過進水泵(8)進入水箱(9)，出水泵(7)實現水箱(9)里的水放出，系統由電源(5)供電，其特征在于它包括步進電機(2)，步進電機(2)固定在水箱(9)的項部，同時步進電機(2)上懸掛ー個金屬移動探針(4)，在固定步進電機的水箱下方安裝ー個光電傳感器(3),在水箱(9)底部放ー個固定電極(6)。
2.根據權利要求1所述的ー種基于單片機的連續水位控制系統，其特征是利用步進電機(2)帶動金屬移動探針(4)進行水位連續測試，利用單片機控制器(I)控制進水泵(8)和出水泵(7)來控制水位。
3.根據權利要求1所述的ー種基于單片機的連續水位控制系統，其特征是步進電機(2)采用步距角越小的步進電機其測量的精度就越高，常用步進電機是兩相四拍的電機。
4.根據權利要求1所述的ー種基于單片機的連續水位控制系統，其特征是在水箱(9)底部放ー個固定電極出)，步進電機(2)上懸掛ー個金屬移動探針(4)采集水位信號。
5.根據權利要求1所述的ー種基于單片機的連續水位控制系統，其特征是用單片機控制器⑴的I/O ロ控制固態繼電器來控制進水泵⑶和出水泵(7)的出進水。
全文摘要
本發明公開了一種基于單片機的連續水位控制系統，實現了連續控制和跟蹤水位。本系統主要由單片機控制器模塊，步進電機驅動模塊，水位檢測模塊，進出水模塊等電路構成。步進電機是一種將電脈轉換為角位移的數據控制電機，即給它一個脈沖信號，它就按設定的方向轉動一個固定的角度。利用金屬棒和水的導電性采集水位信號，以單片機端口的輸出電平控制繼電器來控制抽水機，通過計步進電機的步數，再通過簡單的數學模型，就可以實時測量出水箱里實際水位，實現了連續控制和跟蹤水位，并以液晶實時顯示水位。該方案具有設計思路新穎、原理簡單、容易實現、精度高等特點，控制系統對于提高工業自動化水平和提高生活供水質量具有重要的意義。
文檔編號G05D9/12GK103049009SQ20121009862
公開日2013年4月17日 申請日期2012年3月31日 優先權日2012年3月31日
發明者唐杰, 唐靈軍, 將佳, 譚玉華 申請人:邵陽學院