高低水位控制电路图（一）

水位控制器是指通过机械式或电子式的方法来进行高低水位的控制，可以控制电磁阀、水泵等，成为水位自动控制器或水位报警器，从而来实现半自动化或者全自动化。如下图所示：

水位控制器电路图

在水池给水控制系统中，主机安装在水池，从机安装在水源泵房。工作中，主机实时检测水池水深信号，并短信指令从机控制水泵，上限启泵，下限停泵。如果水池水位超过上上限、或低于下下限，主机短信通知管理员，如果水泵故障，从机短信通知管理员。管理员可现场查看，或编发短信指令，强制启、停水泵。

水位控制器广泛应用于工业锅炉、民用建筑用水池、水塔、水箱，以及石油化工、造纸、食品、污水处理等行业内开口或密闭储罐，地下池槽中各种液体的液位测量，被检测的介质可分水、油、酸、碱、工业污水等各种导电及非导电液体。与电动阀组成一套先进的液位显控设备，自动开、关电动阀。

高低水位控制电路图（二）

本文所示的电路图1是控制高架游泳池的简单便方案。电路非常简单并且非常容易制造。图1中的SW1（通常闭合）和SW2（通常开路）是密封的PVC管中的微型舌簧开关。管的两端做成防水的，用防水密封胶密封它们。

图1自动水位控制电路

1个磁铁安装在可以浮在水面的热孔隙薄片上。磁铁可随水面上下移动并可驱动舌簧开关。当水池完全放空时磁铁安置在制动器上（如图1所示），而SW2闭合。12V电源通过SW1和SW2连接到RL继电器的线圈上。继电器被激励，而且经继电器的1个公共端连接VAC到水泵的电机。

当水泵开始注水到游泳池时，磁铁随着水面向上移动。当磁铁离开支座时，SW2开路，但电源通过继电器RL的第2个公共端仍然连接到继电器的线圈上。当磁铁到达SW1时，它打开SW1开关，而电源到达继电器线圈的第2条通路也断开。继电器去除激励，关断水泵。当从水池排水时，SW1再次闭合，但电源不能到达继电器线圈。水进一步排出，SW2闭合，而继电器再次被激励，从而再次开启水泵。此过程一次又一次地重复。

水泵不是连续运行，而是间隔运行。间隔时间依赖于舌簧开关之间的距离，然而，手动按瞬时开关SW3可以开启水泵。

RL是DPDT继电器（1个极用于逻辑控制，1个极用于开/关电机）线圈电压为12Vdc，按点负荷依赖于负哉。

SW1和SW2为微型舌簧开关。

高低水位控制电路图（三）

如图所示为农用液位自动控制电路。该控制电路由降压整流电路、RS触发器、固态继电器（SSR）控制电路等组成。其中降压整流电路为整个控制电路提供VDD=9V的直流电压。

当水池内无水时，若刚接通电源，则因C3上电压不能突变而使IC（555）②脚为低电平，555被置位，3脚输出的高电平使SSR截止，电机D不运转。此时C3、C4分别通过R1、R2进行充电，当C4上电压充到2/3VDD时，IC复位，③脚输出的低电平使SSR内部的光电耦合器将交流220V电压接通，电机D因得电而运转抽水。当水位上升至b探极时，C4通过水进行放电，但555仍输出低电平，电机D继续转动。当水位升至探极a时，C3通过水进行放电，当C3放电到使②脚电位低于1/3VDD时，555置位，3脚输出的高电平使SSR截止，电机D闼无电而停转，液位开始下降。当b探极露出水面时，C4又充电，重复上述过程。这样周而复始，使液面保持一定的高度。

SSR为交流过零型固态继电器，其内部为光电耦合器，使控制端与输出端隔离，完全可靠。

该控制电路除可对农用液位进行自动控制外，还可对水塔液位等进行自动控制。

高低水位控制电路图（四）

如图所示为水位自动控制电路。该控制电路由降压整流电路、水位测控开关、双稳态触发器等组成。降压整流电路为555提供VDD=12V的电源电压。双稳态工作模式的555作为RS触发器使用。BG1及上限水位探针A作为复位触发开关；BG2和中位探针B作为置位触发开关；C为连接地电平的下限探针。利用RS触发器的特性，控制555的置位和复位，使继电器J吸合或释放，从而控制抽水电动机D的运行，使水位保持在给定的上限和下限之间。

光电隔离器是隔离器的一种，它是把发光器件与光敏接受器件集成在一起，或用一根光导纤维把两部分连接起来的器件。通常发光器件为发光二极管（LED），光接受器件为光敏晶体管等。加在发光器件上的电信号为耦合器的输入信号，接受器件输出的信号为隔离器的输出信号。当有输入信号加在光电隔离器的输入端时，发光器件发光，光敏管受光照射产生光电流，使输出端产生相应的电信号，于是实现了光电的传输和转换。其主要特点是以光为媒介实现电信号的传输，而且器件的输入和输出之间在电气上完全是绝缘的。

常见光电隔离电路图（一）停电报警器

其电气原理图如图4所示。本装置利用的光电隔离器的型号为4N25。该电路主要由两部分组成。即交流电检测部分和音频振荡器部分组成。平时，市电经D1整流，C1滤波，得到约300V的直流电压，此直流电一路经R1使有电指示灯发光，另一路经R2送入4N25的输入端，使发光二极管发光，被光敏三极管接收而导通，集电极输出低电平，使T1、T2构成的音频振荡器和LED2均不工作。当电网突然停电，C1两端的电压消失，有电指示灯LED1熄灭，4N25的发光二极管也熄灭，使其光敏三极管截止，T1导通，音频振荡器起振，扬声器发出报警声，同时停电指示灯也闪闪发光，直到断开开关K或电网再来电为止。

常见光电隔离电路图（二）数字传输隔离器

其电气原理如图5所示。此装置采用的光电隔离器为型。它可以在两个数字电路之间提供完全的电气隔离。低至+4V的输入信号也能使输出状态改变，且电路能够承受高达+100V的输入峰值电压而不击穿，T1、T2组成电流稳定器，把通过光电隔离器输入端回路的电流限制在7mA。稳压二极管D2提供基准参考电压，限定通过R2的电流。当输入信号点亮光电耦合器的发光二极管时，输出就改变状态。

常见光电隔离电路图（三）计算机外部设备互连

电路电气原理如图6所示。为了防止强电干扰及其它干扰信号通过I/O控制电路进入计算机，通常的办法是先采用滤波吸收，抑制干扰信号的产生，然后采用光电隔离，使计算机与强电部件不共地，阻断干扰信号的传导。当计算机输出的信号为高电平时，经非门反相后，加到光电耦合器G中，发光二极管正端的电平为低电平，因此发光二极管不导通，没有光发出，这时三极管截止，输出信号几乎等于加在光敏三极管上的电源电压。当控制信号为低电平时，发光二极管导通并发光，光敏三极管导通，于是输出端的电平几乎等于零。同样的道理，可将光电隔离器用于信息的输入电路中。

常见光电隔离电路图（四）

隔离要求信号通过隔离阻障传输，不能有直接电气连接。常用的非接触式信号传输器件有发光二极管（LED）、电容、电感等。此类器件的基本原理即是最常见的三种隔离技术：光电、电容、及电感耦合。LED能在通电时发光。光电隔离利用LED与光电探测设备实现隔离阻障，通过光来传输信号。

光电隔离电路

光电探测设备接受LED发出的光信号，再将其转换成原始电信号。光电隔离是最常用的隔离方法。使用光电隔离的优势是能够避免电气与磁场噪声。而缺点则是传输速度受限于LED的转换速度、高功率散射及LED磨损。

常见光电隔离电路图（五）

RS485电路总体上可以分为隔离型与非隔离型。隔离型比非隔离型在抗干扰、系统稳定性等方面都有更出色的表现，但有一些场合也可以用非隔离型。 我们就先讲一下非隔离型的典型电路，非隔离型的电路非常简单，只需一个RS485芯片直接与MCU的串行通讯口和一个I/O控制口连接就可以。如图1所示：

图1、典型485通信电路图（非隔离型）

当然，上图并不是完整的485通信电路图，我们还需要在A线上加一个4.7K的上拉偏置电阻；在B线上加一个4.7K的下拉偏置电阻。中间的R16是匹配电阻，一般是120Ω，当然这个具体要看你传输用的线缆。（匹配电阻：485整个通讯系统中，为了系统的传输稳定性，我们一般会在第一个节点和最后一个节点加匹配电阻。所以我们一般在设计的时候，会在每个节点都设置一个可跳线的120Ω电阻，至于用还是不用，由现场人员来设定。当然，具体怎么区分第一个节点还是最后一个节点，还得有待现场的专家们来解答。TVS我们一般选用6.8V的，这个我们会在后面进一步的讲解。

常见光电隔离电路图（六）

光耦亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电-光-电”转换。以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器。

完成了大功率开关电源主回路设计，该电路采用的是全桥拓扑经过高频变压器转换再整流，实验项目是三相进线15V/6KA输出。其中，主回路的保护设计及报警设计是必不可少的。我首先想到的是，通过单片机输出控制继电器动作，而且由于抗干扰的要求，我必须通过光耦隔离。光耦隔离继电器保护电路设计应需而生。