鱼缸温度控制器设计

1、工程测试技术课程自选开放性实验鱼缸自动温度控制器的设计1简介现在市场上的鱼价格高，感觉比较娇贵，因此人们在饲养的过程中往往十分细致， 1特别是鱼儿的生存环境是人们最值得关注的一部分，因而鱼缸的选择至关重要。随着现代科技术日新月异的发展，特别是自动控制系统的发展，给人们带来了很多新的想法，自动控制的智能鱼缸便应运而生了，而且市场前景非常令人期待。鱼缸是养鱼的必备用具，有了科技的发展，具有各种附加功能的新型鱼缸也在市场上层出不穷。虽然已经有成型的具有自动控制功能的鱼缸，但有的产品造价太高，不便于普及，又有一些系统设计不够考虑周到，因此，要设计一个结构简单，成本低廉，实用性和安全性都较好的自动控制的

2、智能鱼缸比较有难度。在此针对鱼缸水温的控制设计了一个简单的控制系统，主要利用温度传感器来进行感温，将水温的物理信号通过传感器转换为电信号，并接入一个测试电路兼控制电路，在特定条件下，通过加热来控制鱼缸内的水温，使鱼儿有一个稳定的生活环境。2. 总体方案设计利用555时基集成电路来实现，该系统的工作原理框图如图1所示，主要由4部分组成：传感器电路部分、AD/DC电源变换、555时基集成电路和加热电路。通过传感器设定水温的控制范围为20至24度，当温度在此之间时电路都会周而复始的工作，从而达到可靠控制鱼缸中水温的目的。图1 方案工作原理框图这个方案大部分电路都涉及到模拟电路知识，模块也不是很多，结

3、构也相对简单，各部分功能作用明显，只要弄清楚各单元的电路作用，选好相关硬件，就可以设计出一个简单轻便，经济实惠，易于使用的鱼缸水温调节器。在此设计中，选用了一个控制温度可调传感器，使得该系统的使用非常灵活，不仅可用于鱼缸水温的调节，其他一些类似的水温调节也十分实用，可谓使用广泛，应该说是一个性价比较高的自动温度控制器。3.详细电路设计3.1系统工作原理工作的电路原理图如图所示。图2 鱼缸自动温度控制器电路原理图3.2电路元件选择3.2.1.元件选择对照电路原理图，对电路各部分元件经性选择如下：1. 传感器P1选用接点可调试水银温度计。2. IC选用NE555时基集成电路。3. LED1选用2E

4、F105全塑红色二极管，LED2选用2EF105全塑绿色二极管，VD1选用IN4001,DW选用2CW60/12稳压管，VD2选用IN4007。4. RP选用WH5-0.25W-3.3M直线型碳膜电位器；电阻全部为0.125-0.25W碳膜电阻。5. 电容选用普通瓷片电容，电解为CD11系列。6. J1选用CC4098。7. RH选用鱼缸专用管棒式加温器。3.2.2. 元件清单3.3 电路工作原理通电后，220V交流电经C3降压、VD2整流、C4滤波、DW稳压，在C4两端取得12V直流电压为调节器供电。接点可调节式水银温度计P1和加热器RH置于鱼缸水中，设定水温控制范围为20-24，当水温低于

5、24时，P1的触针1和水银面2处在断开状态。这时，由IC（NE555）组成的单稳态2脚为高电平“1”，IC处在“稳态”，3脚Uo=0V，J1不动作，其常触点J1-1接通，RH由家用电供电对水加热。这时红色的LED1被点亮，表示调节器处在加热状态，水温随之升高。当水温升至24时，P1中1和2接点接通电路，IC的2脚电位立刻为“0”，于是IC进入“暂态”，Uo输出电压，J1得电而动作，常闭触点J1-1被断开，RH停止对水加热。之后水温逐渐下降，此时，P1的1、2接点断开，但C1上电压在未充到2/3E之前，IC维持“暂态”不变。经过时间T1后，水温降至预控温度的下限值20。如果通过调节RP使IC单稳

6、态的“暂态”时间Td与T1相等，那么，当水温降至20时，IC“暂态”刚好结束，电路立刻为“稳态”，于是J1释放，J1-1又被接通，RH又开始加热。如此来保持鱼缸中水温在20-24之间。4.系统调试由于系统结构比较简单，所以调试起来也比较容易。电路连好过后，通电一段时间，可以看到红色的发光二极管被点亮，加热棒开始工作，温度计中水银面上升，直到上升到接点1，以后红色的发光二极管熄灭，绿色的发光二极管被点亮，说明加热完成。之后记录温度计中水银面下降到20时的时间，方便调节滑动变阻器，使NE555的暂态时间Td与这个时间相等，以便精确控制水温变化。电源部分采用220V交流电输入，所以调试过程应该注意安全。5.结论利用555时基集成电路，很好的实现了鱼缸水温的控制。于设计的选材廉价，非常适用于鱼缸的的应用。在此设计中，选用了一个控制温度可调传感器，使得该系统的使用非常灵活，不仅可用于鱼缸水温的调节，其他一些类似的水温调节也十分实用，可谓使用广泛，应该说是一个性价比较高的自动温度控制器。6.参考文献1王琨琦，王芳.工程测试技术M.北京：兵器工业出版社，20092赵家贵.传感器电路设计手册.北京：中国计量出版社2