描述

我們已經(jīng)看到許多使用 Arduino UNO 或任何其他微控制器制作的 DIY 水位指示器。這也增加了組件列表和預(yù)算。如果您想要一個便宜的設(shè)備來指示任何儲水箱的水位，我們需要一個更便宜的替代品。

這個項目就是要制作這樣的水位指示器，它可以為您提供非常準(zhǔn)確和可靠的輸出。盡管事實是設(shè)備本身不使用任何微控制器或編程固件。因此，如果您不喜歡設(shè)置軟件和編程微控制器，您可以在一小時內(nèi)焊接幾個組件，您的水位指示器就準(zhǔn)備好了。

概念與工作

NPN晶體管作為開關(guān)_

NPN 晶體管作為開關(guān)（來源：electronichub.org）

?

晶體管可用于開關(guān)操作以打開或關(guān)閉電路。與傳統(tǒng)繼電器相比，這種類型的固態(tài)開關(guān)具有顯著的可靠性和更低的成本。

NPN 和 PNP 晶體管都可以用作開關(guān)，但在這個項目中，我們使用的是 NPN 晶體管。

理想的晶體管開關(guān)在“完全關(guān)閉”時在集電極和發(fā)射極之間具有無限電路電阻，導(dǎo)致流過它的電流為零，而在“完全打開”時集電極和發(fā)射極之間的電阻為零，從而產(chǎn)生最大電流。

實際上，當(dāng)晶體管“關(guān)閉”時，小漏電流流過晶體管，當(dāng)完全“開啟”時，器件具有低電阻值，導(dǎo)致其VCE兩端的飽和電壓 ( ) 較小。盡管晶體管不是完美的開關(guān)，但在截止區(qū)和飽和區(qū)，晶體管消耗的功率都處于最小值。

為了使基極電流流動，基極輸入端必須比發(fā)射極更正，方法是將其增加到硅器件所需的 0.7 伏以上。通過改變這個基極-發(fā)射極電壓 VBE，基極電流也會改變，進(jìn)而控制流過晶體管的集電極電流量，如前所述。

當(dāng)最大集電極電流流動時，晶體管被稱為飽和。基極電阻的值決定了需要多少輸入電壓以及相應(yīng)的基極電流才能將晶體管完全“導(dǎo)通”。

晶體管作為開關(guān)在工程中的應(yīng)用

?

該項目使用水作為傳導(dǎo)介質(zhì)來傳遞微小電流。在水箱的不同深度有探頭。該指標(biāo)有五個不同的級別。第五層是最高的一層。

• 電路板的BASE連接連接到保持在水箱底部的電線/探針。它連接到正極（+）端子。
• 當(dāng)水箱中充滿水時，水位上升，當(dāng)它在最低水位接觸探頭時，電流開始從BASE到Probe1（此處為 20%）傳導(dǎo)。
• 探頭連接到晶體管的基極。在這里，晶體管用作開關(guān)。當(dāng)基極沒有電流供應(yīng)時，晶體管電流不會從集電極流向發(fā)射極。但是，當(dāng)探頭向基極提供電流時，晶體管進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)并開始將電流從集電極傳導(dǎo)到發(fā)射極。
• 現(xiàn)在，當(dāng)電路完成時，LED 開始發(fā)光，表示水位已達(dá)到Probe1(25%)。
• 這個過程持續(xù)到所有的探測級別—— Probe2（50%）、Probe3（75%）、Probe4（100%）和Probe5（溢出警報）。
• 當(dāng)液位達(dá)到溢出電平時，除LED外，還并聯(lián)一個蜂鳴器。當(dāng) LED 發(fā)光時，蜂鳴器開始發(fā)出警報聲。
• 當(dāng)電平下降時，基極電流停止。因此，LED 停止發(fā)光，蜂鳴器停止發(fā)出聲音。

把所有的東西放在一起

按照以下步驟在家中輕松組裝設(shè)備：

• 從此處或下方下載 PCB 的 Gerber 文件。
• 訪問PCBWay.com并上傳文件，以極低的價格將您的 PCB 帶回家。此外，您還可以獲得5 美元的歡迎獎金。他們是最具成本效益和質(zhì)量導(dǎo)向的PCB制造商。您可以少量訂購原型 PCB，小至 5 塊 PCB。除了標(biāo)準(zhǔn)PCB，我們還可以支持高級PCB、FPC/剛撓結(jié)合PCB等相關(guān)服務(wù)。
• 按照如下所示的原理圖和設(shè)計焊接 PCB 上的組件。
• 現(xiàn)在，您可以根據(jù) PCB 上的標(biāo)簽將探頭連接到不同的深度。探針只不過是連接到電路板的電線。
• 將BASE探頭放在水箱底部。

注意：如果水箱由金屬制成，請確保探頭（裸線）沒有接觸水箱。否則，它會給你一個錯誤的讀數(shù)。