基于LED灯带演示新型多功能自动中控器研究

卢家儒

摘要：本研究根据观察生活中电磁继电器的应用，提出了设计自动中控器，并用led灯带演示的方法制成演示版，用于课堂教学演示。利用了电磁继电器在自动化控制中的应用，设计了水位控制模块，水位报警模块，温度报警模块等。它的用途广泛，可以搭载水泵，电磁阀，报警器等电器设备，可以根据用户的各种不同需求，搭载不同的设备以及探头。从而实现产品的多元化。

当模块满足条件时将电磁继电器的电磁铁接通产生磁性，衔铁被吸向下，动触点打向下，报警电路工作，模块没有满足条件时动触点被复位弹簧拉起动触点打向上指示灯亮起。这个电路简单维修成本低用途广，具有较高的应用价值。

关键词：中控器;电磁继电器;模块;LED演示

中图分类号：G633.93 文献标识码：B文章编号：1672-1578（2020）01-0269-01

1.研究的背景及意义

完善基础教育阶段的科技教育，增强中小学生的创新意识、学习能力和实践能力，正成为当前我国教育乃至整个教育界的一个热点问题，《全民科学素质行动计划纲要》中指出;培养青少年的创新精神和实践能力，推进青少年科技教育事业发展，促进创新、协调、绿色、开放、共享发展理念实施。

在这种大环境下，我们作为新时代的中学生必须从生活中发现问题并加以解决、改进。经过一段时间的留心观察，如今的控制器主要分为机械式或电子式的方法来进行控制，但是我们发现作用单一，稳定性，安全性欠佳，所以我们决定对现有的控制器加以改进，以便更好地满足用户的需求，制作出了《基于LED灯带新型多功能自动中控器》。

我们设计的《基于LED灯带新型多功能自动中控器》是利用了LED灯带直观地演示出新型多功能自动中控器的工作原理及工作过程，方便教师上课时的讲解，便于同学们的理解和学习电磁继电器的工作原理。

2.改进思路

在学习过程中我们也发现了原有的水位控制器.温度报警器等。有一定的设计缺陷，所以我们加以改进，设计出了新型多功能自动中控器。新型多功能自动中控器采取了电磁继电器的工作原理，也就是利用电磁铁来控制工作电路，用低电压弱电流来控制高电压强电流的工作电路，进行远距离操作和自动控制，以保证中控器的使用安全。我们自主设计了一个水位高低控制模块，利用了三极管的放大作用，用极小的电流就可以带动电磁继电器工作，保证了用水的安全，此模块搭载中控器，可以实现水位控制功能。设计了温度控制模块，可对温度高低进行控制、报警。

3.所用的科学探究方法

《基于LED灯带新型多功能自动中控器》作品研究方法主要采用综合运用、文献研究、行动研究法、个案研究、经验总结等方法。

4.研制过程

4.1 了解现有水位控制器工作原理，学习了电磁继电器的工作原理。

4.2 我们去灯饰商店，了解了led灯带的工作过程。

4.3 设计了《基于led灯带演示新型多功能自动中控器》的海报，如图1-1所示。

4.4 制作框架并把海报贴在KT板上，如图1-2所示。

图1-1图1-2

4.5 安装灯泡、蜂鸣器和led灯带。

4.6 设計并连接电路，进行调试。

5.工作过程

当探头达到阀值时，电磁铁通电产生磁性，衔铁被吸向下，动触点打向下，灯熄灭，红灯亮，蜂鸣器报警。当探头温度低于阀值时，电磁铁没有磁性衔铁被复位弹簧拉起，动触点打向上蓝灯亮红灯熄灭，蜂鸣器不报警。

6.作品创新点

6.1 外形独特，结构新颖，改变了传统的水位控制器用途单一的弊端。

6.2 采用模块化式设计，拼接简单，可成为温度报警器，水位控制器等，增大了作品的适用范围。

6.3 使用LED灯带直观地演示出中控器的工作原理，便于课堂教学中同学们对该控制器的理解。

6.4 整个控制电路采用12v恒定电源，使用安全可靠。

7.进一步改进完善

7.1 简化报警模块。

7.2 提升温度控制模块灵敏度。

7.3 进一步简化电路。

7.4 增加远程报警功能，可以通过发送短信的方式进行远程报警。

参考文献：

[1] 李西军，胡军，陈卫东，等.一种多功能中控机系统：CN202771206U[P].2013.

[2] 王杜程.电磁继电器综合演示[J].物理，1965（11）：37-38.