CN107656560A - 一种水温控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种水温控制电路，包括单稳态模块及分压模块，分压模块中热敏电阻器检测到温度低于预设值，集成电路控制单稳态电路的电压为低电压，使单稳态电路处于暂稳态，加热器通电工作，同时报警回路的电压为高电平，报警回路工作；分压模块中热敏电阻器检测到温度到达预设值，集成电路控制单稳态电路的电压为高电压，使单稳态电路处于稳定状态，加热器回路中继电器断开，加热器不工作，同时报警回路的电压为低电平，报警回路不工作。该水温控制电路可对鱼缸内水温变化及时作出反馈的鱼缸水温控制系统，并实时地依据水温数据作出是否加热或停止加热。

Description

一种水温控制电路
技术领域
本发明涉及观赏鱼的养殖领域，具体涉及一种鱼缸的一种水温控制电路。
背景技术
鱼缸作为鱼类饲养的装置，需要适当的环境条件来保证鱼类的健康生存；特别是外界温度变化时，水温难以调节控制，或不能及时的对鱼缸内的水温变化作出反馈，较高或者较低的水温都会导致水中氧气含量的减少，进一步导致鱼类由于缺氧而造成死亡，从而有可能造成不必要的损失。现有技术中，鱼缸水温控制采用人工调节加热棒，若加热棒一直工作，则耗电；若加热棒由人工控制开启、关闭，增加了人们对鱼缸管理和操作工作，而且会因为不及时操作导致水温达不到要求，影响鱼的生长。现有技术的鱼缸温度采用双金属片受热弯曲作用来控制鱼缸加热器的工作，这种控制电路的由于是直接控制主回路，电接点的电流大，电接点易烧蚀和粘连，其可靠性很差，温度控制精度低，体积大，寿命短；由于触点通断频繁，在大电流下易损坏；同时，温度控制回路功能单一、无法扩展，且恒温效果不好。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种水温控制电路；该电路可对鱼缸内水温变化及时作出反馈的鱼缸水温控制系统，并实时地依据水温数据作出是否加热或停止加热。
本发明的具体技术方案为：水温控制电路包括单稳态模块及分压模块，分压模块根据电位器、热敏电阻器，和第二电阻器的数值大小，控制集成电路输出端的电压，若热敏电阻器检测到温度低于预设值，集成电路控制单稳态电路的电压为低电压，使单稳态电路处于暂稳态，加热器通电工作，同时报警回路的电压为高电平，报警回路工作；若热敏电阻器检测到温度到达预设值，集成电路控制单稳态电路的电压为高电压，使单稳态电路处于稳定状态，加热器回路中继电器断开，加热器不工作，同时报警回路的电压为低电平，报警回路不工作。
进一步地，暂态时间由第二电阻器与第一电容器而确定，其具体计算公式为：暂态时间t＝1.1×第二电阻器×电容器。
进一步地，在分压模块中，集成电路通过判断热敏电阻器及电位器之和与电阻器的数值大小，确定当前的水温是否超过预设值。
进一步地，所述水温控制电路包括热敏电阻，时基集成电路，电位器，第一、第二电阻，第一、第二、第三电容，五个二极管，LED报警灯，第一、第二继电器；所述时基集成电路有8个引脚，第二电阻的一端与时基集成电路的第8及第4引脚相连接，另一端与第6引脚相连接；热敏电阻的通过电位器连接至时基集成电路的第8引脚，热敏电阻的另一端与第2引脚相连接，同时热敏电阻的另一端与第一电阻相连接；第一电阻与时基集成电路的第1引脚相连接，同时通过第一电电容与第6及第7引脚相连接，通过第二电容第5引脚相连接；第三电容的两端分别与时基集成电路的第4及第1引脚相连接；发光二极管的正极与时基集成电路的第3引脚相连接，发光二极管的负极通过第一继电器与第1引脚相连接；第一二极管D的正极连接第1引脚，第一二极管的负极与发光二极管的负极输出端相连接；第二至第五二极管组成桥式整流电路，整流电路的直流输出端与第三电容的两端相连接，变压器与整流电路的交流输入端相连接，加热器与第二继电器、变压器及家用交流电源组成加热回路。
进一步地，热敏电阻导线通过焊接固定连接，焊接点的外周套接有套管，套管的一端与塑料导线相套接；焊接点和热敏电阻外部通过热熔胶密封。
进一步地，加热器包括加热管、石英砂、烙铁心、瓷套管、橡胶塞及引出线；烙铁心设置于加热管内，石英砂填充在烙铁心与加热管之间；烙铁心通过引出线与电源相连接，在加热管内的引出线外周套设有瓷套管；在加热管末端通过橡胶塞固定引出线。
进一步地，时基集成电路为NE555型或CA555、FX555、HA7555、5G1555型号第一二极管为1N4148型硅开关二极管，第二至第五二极管为为硅整流二极管，变位器为有机实心微调电位器，第一、第二电阻采用金属膜电阻，第一、第三电容采用CD11-16V电解电容器，第二电容采用瓷介电容器；变压器T采用220V/12V、3VA小型电源变压器。
本发明与现有技术相比可实现以下有益效果：
本发明的温度控制电路提高了控制精度和灵敏度，可靠性高。设置有检测装置，自动定时对鱼缸内的水进行检测，并通过调节电位器微调测定的温度值，使得调温灵敏准确；分压模块与主控制回路通过变压器相连通，防止大电流对于温度测试回路的损坏，避免检测回路的元器件损坏；设置有报警装置，可对水温的极限状态进行预警；采用时基集成电路作为主控模块来控制鱼缸的温度、氧气含量，不需要人工介入，可靠准确对温度进行控制，使控制电路结构简单，功能模块可根据需要进行升级。本发明设计合理，结构简单，温度在一定范围内连续可调，使用寿命长，对其它家用电器无任何干扰。
附图说明
图1为本发明的电路示意图；
图2为测温装置的组成结构图；
图3为加热器的组成结构图。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
鱼缸的水温加热器采用负温度系数热敏电阻Rt作为传感器。如图1所示的测温装置中，热敏电阻1与塑料导线2通过焊接固定连接，焊接点的外周套接有套管3，套管的一端与塑料导线相套接。焊接点和热敏电阻外部通过热熔胶密封，热熔胶4密封后可起到防水的作用，并且不会影响热敏电阻测温探头的热惯性。
参照附图2，为鱼缸水温自动加热控制器电路图。控制器电路的控制器为555型时基集成电路IC1进行控制。热敏电阻的通过电位器Rp(18K)连接至IC1的第8引脚，第二电阻R2的一端与IC1的第8及第4引脚相连接，另一端与第6引脚相连接。热敏电阻的另一端与IC1的第2引脚相连接，同时热敏电阻的另一端与第一电阻R1相连接。第一电阻R1的另一端与IC1的第1引脚相连接，同时通过第一电电容C1(10μ)与IC1的第6及第7引脚相连接，通过第二电容C2(0.01μ)与IC1的第5引脚相连接。第三电容C3(470μ)的两端分别与IC1的第4及第1引脚相连接。LED的正极与IC1的第3引脚相连接，LED的负极通过第一继电器K与IC1的第1引脚相连接。第一二极管D1(1N4148)的正极连接IC1的第1引脚，第一二极管D1(IN4148)的负极与LED的负极输出端相连接。第二至第五二极管D2～D5(1N4001)组成桥式整流电路，整流电路的直流输出端与第三电容C3的两端相连接，变压器T与整流电路的交流输入端相连接。加热器与第二继电器K1-1、变压器及家用交流电源(220V)组成加热电流回路。
电位器Rp、热敏电阻器Rt，电阻器R1及IC1组成分压模块。其工作原理为：假设控制温度为26℃,在此温度下调节电位器Rp，使Rp+Rt＝2R1。当水温低于26℃时，因Rt阻值变大，Rp+Rt>2R1,使得IC1输入端(第2引脚)电平低于1/3电源电压，单稳态电路转成为暂稳态，IC1(第3引脚)输出为高电平，指示灯LED发光，继电器K1-1吸合，加热器通电工作。暂稳态时间t取决于R2、C1乘积。本实施例中，R2＝1MΩ、C1＝10μ，计算得出t的数值为：t＝1.1R2C1＝11s。因此，加热时间经过11s后，如果水温仍低于26℃，则IC1的输入端(第2引脚)电平仍低于1/3电源电压，电路不复位，并且IC1输出端(第3引脚)仍为高电平，加热继续进行。如果水温高于26℃，因Rt阻值下降，Rp+Rt<2R1,使得IC1输入端(第2引脚)电平高于1/3电源电压，则暂稳态过后，电路复位，IC1(第3引脚)输出为低电平，指示灯LED停止工作，继电器K1-1释放，加热器停止工作。
IC1和电阻R2、电容C1为单稳态模块。当该模块的电路处于稳定状态时，IC1的输出端(第3引脚)为低电平，LED不发光，同时继电器K1-1不动作，常开接点K1-1为释放状态，加热器不工作。当该模块的电路处于暂稳状态时，IC1的输出端(第3引脚)为高电平，LED发光警示，同时继电器K1-1动作，常开接点K1-1为通电状态，加热器回路工作。
IC1可选用NE555型或CA555、FX555、HA7555、5G1555等型号时基集成电路，具有8个引脚。K可采用JZC-23F、220V/5A AC、DC 9V超小型中功率继电器。当继电器的驱动线圈两端电压≥6.5V，其常开接点吸合，释放电压为<1.7V，一般的电源电压波动并不会影响它的正常工作。D1为1N4148型硅开关二极管。D2～D5为1N4001型硅整流二极管。LED为红色发光二极管。Rt采用负温度系统热敏电阻。Rp采用有机实心微调电位器WSW型。R1～R2采用1/8W碳腊或金属膜电阻。C1、C3采用CD11-16V电解电容器，C2采用瓷介电容器。变压器T采用220V/12V、3VA小型电源变压器。
如附图3所示，加热器包括加热管5、石英砂6、烙铁心7、瓷套管8、橡胶塞9及引出线10。烙铁心7设置于加热管内5，烙铁心7与加热管5之间填充有石英砂6。烙铁心7通过引出线10与电源相连接，在加热管5内的引出线10外周套设有瓷套管8，用于保护引出线10。在加热管5末端通过橡胶塞9固定引出线10，并压紧加热管内的石英砂填充物，并同时在橡胶塞的外面外通过电位器锁紧(图中未示出)固定引出线。
本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水温控制电路，该电路包括单稳态模块及分压模块，其特征在于：分压模块根据电位器、热敏电阻器，和第二电阻器的数值大小，控制集成电路输出端的电压，若热敏电阻器检测到温度低于预设值，集成电路控制单稳态电路的电压为低电压，使单稳态电路处于暂稳态，加热器通电工作，同时报警回路的电压为高电平，报警回路工作；若热敏电阻器检测到温度到达预设值，集成电路控制单稳态电路的电压为高电压，使单稳态电路处于稳定状态，加热器回路中继电器断开，加热器不工作，同时报警回路的电压为低电平，报警回路不工作。
2.一种根据权利要求1所述的一种水温控制电路，其特征在于：暂态时间由第二电阻器与第一电容器而确定，其具体计算公式为：暂态时间t＝1.1×第二电阻器×电容器。
3.一种根据权利要求2所述的一种水温控制电路，其特征在于：在分压模块中，集成电路通过判断热敏电阻器及电位器之和与电阻器的数值大小，确定当前的水温是否超过预设值。
4.一种根据权利要求3所述的一种水温控制电路，其特征在于：所述水温控制电路包括热敏电阻，时基集成电路，电位器，第一、第二电阻，第一、第二、第三电容，五个二极管，LED报警灯，第一、第二继电器；所述时基集成电路有8个引脚，第二电阻的一端与时基集成电路的第8及第4引脚相连接，另一端与第6引脚相连接；热敏电阻的通过电位器连接至时基集成电路的第8引脚，热敏电阻的另一端与第2引脚相连接，同时热敏电阻的另一端与第一电阻相连接；第一电阻与时基集成电路的第1引脚相连接，同时通过第一电电容与第6及第7引脚相连接，通过第二电容第5引脚相连接；第三电容的两端分别与时基集成电路的第4及第1引脚相连接；发光二极管的正极与时基集成电路的第3引脚相连接，发光二极管的负极通过第一继电器与第1引脚相连接；第一二极管D的正极连接第1引脚，第一二极管的负极与发光二极管的负极输出端相连接；第二至第五二极管组成桥式整流电路，整流电路的直流输出端与第三电容的两端相连接，变压器与整流电路的交流输入端相连接，加热器与第二继电器、变压器及家用交流电源组成加热回路。
5.一种根据权利要求4所述的一种水温控制电路，其特征在于：热敏电阻导线通过焊接固定连接，焊接点的外周套接有套管，套管的一端与塑料导线相套接；焊接点和热敏电阻外部通过热熔胶密封。
6.一种根据权利要求5所述的一种水温控制电路，其特征在于：加热器包括加热管、石英砂、烙铁心、瓷套管、橡胶塞及引出线；烙铁心设置于加热管内，石英砂填充在烙铁心与加热管之间；烙铁心通过引出线与电源相连接，在加热管内的引出线外周套设有瓷套管；在加热管末端通过橡胶塞固定引出线。
7.一种根据权利要求6所述的一种水温控制电路，其特征在于：时基集成电路为NE555型或CA555、FX555、HA7555、5G1555型号第一二极管为1N4148型硅开关二极管，第二至第五二极管为为硅整流二极管，变位器为有机实心微调电位器，第一、第二电阻采用金属膜电阻，第一、第三电容采用CD11-16V电解电容器，第二电容采用瓷介电容器；变压器T采用220V/12V、3VA小型电源变压器。
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