【原创分享】555搭建的鱼缸水温自动控制器（一）

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本帖最后由松山归人于 2021-6-22 09:39 编辑

作者：郭嘉老师（张飞实战电子高级工程师）

一、常规基本设计法

设计一个鱼缸水温自动控制器，让家里养的具有观赏价值的热带鱼安全过冬，我们该如何去做呢?下面将以此为例介绍电路设计流程。电路设计以555时基集成电路为核心，进行多种扩展。

(1)考虑鱼缸水温自动控制器的设计目的对于具有观赏价值的热带鱼，为使它们安

全过冬，需要对鱼缸水温进行监测，并实现自动加温，从而使得水温保持在26℃左右。在设计中要求自动加热控制器运行稳定、可靠性好，而且结构尽可能简单。

(2)提出鱼缸水温自动控制器设计任务思路和基本要求并进行元器件选择

1、设计任务思路和基本要求热带鱼缸水温自动控制器通过使用负温度系数热敏电阻器作为感温探头，将温度变化转换为电压值，然后通过555定时器根据电压参数变化通过加热器对鱼缸内的水自动加热，从而使鱼缸水温保持在26℃左右

2、主要元器件选择 IC集成块选用NE555时基集成电路;电源需要采用220V整流得到12V直流电压，在这里我们选择4148型硅整流二极管用于整流电路;温度感温头Rt选用常温下的470Ω MF51型负温度系数热敏电阻器;控制继电器K选用工作电压12V的 JZC-22F小型中功率电磁继电器。计算出各个元件参数。

(3)画出鱼缸水温自动控制器单元设计模块

1、电路设计简单原理构思 220V电压通过二极管整流、电容器滤波后，给电路的控制部分提供了约12V的电压。555时基电路接成单稳态触发器(使用2端)。设控制温度为26℃，通过调节电位器RP使得负温度系数的热敏电阻达到使用要求。当温度低于26℃，Rt阻值升高，555时基电路输出高电平控制继电器K导通，触点吸合加热管开始加热，直到温度恢复到26℃时，Rt阻值变小，555时基电路输出低电平，K继电器断开，触点断开，加热停止。

2、电路设计原理框图

（4）对鱼缸水温自动控制器进行设计

1、查找NE555资料，见第一集或第一章（已经讲过）

2、设计鱼缸水温自动控制器电路原理图

按照NE555芯片功能，再加上上述的电源电路和感温检测电路、加热执行电路，组成了我们需要设计的鱼缸水温自动控制器电路，如下图所示

鱼缸水温自动控制器电路原理图

3、鱼缸水温自动控制器电路设计工作原理分析 220V电源电压通过二极管VD2桥式整流、电容器C2滤波后，给电路的控制部分提供了约12V的电压。555时基电路接成单稳态触发器，暂态为11s（1.1R2*C1）。

设控制温度为26℃，通过调节电位器RP使得RP+Rt=2R,，Rt为负温度系数的热敏电阻。当温度低于26℃时，Rt阻值升高，555时基电路的2脚为低电平，则3脚由低电平输出变为高电平输出，继电器K导通，触点吸合，加热管开始加热，直到温度恢复到26℃时，Rt阻值变小，555时基电路的2脚处于高电平，3脚输出低电平，继电器断开，触点断开，加热停止。

4、电路元件参数计算

电路元件的参数计算是一件很麻烦的事，并且实际计算出的数值在电路中可能不适用，还要根据经验选取。