用CMOS-NAND门控制水泵

只要用几个NAND门，就可以控制水泵和其它泵，防止你的地下室泛滥，以及保持水箱中的水位。图1所示电路从一个地下水箱的低水位L1和高水位L2获得12V信号。调整两个水位的间距，以避免水泵的短循环运行。当水位触到L2最高水位时，水泵开关接通，灌满上层水箱。当水位降至低于L1低水位时，水泵关机。

　　当水箱为空时，传感器L1 与L2和门D都为低电平，因为门B和A的输出为高。当水位上升，将12V通过L1短接时，门的输出保持不变。当水位再升高，12V通过L2短接时，门A的输出变为低，使门D达到高电平。这一动作将门B的输出锁存为低。门B的输出低电平拉低了SSR（固态继电器），从而起动水泵（参考文献1）。同时，门D的高输出电平起动了门控的振荡器，使压电蜂鸣器发声。

　　当水位降到低于L2时，泵仍保持运转，因为门B和D被锁存。如果水位降至低于传感器L1，则门B输出变为高，使水泵关机。这一动作使D门成为低电平，从而振荡器停振，关闭压电蜂鸣器。

　　电路使用了HCF4093B施密特触发器输入NAND门，对慢速信号作方波整形。输入电阻R1的值为560 kΩ。用一杯过滤后的水检查电路表明地下水的导电能力有改进。考虑到传感器以及输入泄漏电流在电阻上的压降，提高输入电阻值也是可以的。


图1，用一个四NAND门驱动固态继电器的泵控制器。

　　固态继电器可以有背靠背连接的SCR（可控硅整流器）、随机导通，以及承受电机负荷的缓冲电路（参考文献2）。选择SSR时，额定电压应为工作电压的两倍，额定电流是电机额定值的5倍~10倍，以承受dV/dt和浪涌电流。还应采用小于SSR额定I2t的快恢复保险或半导体保险，其中I是电流，t是以秒计算的电流持续时间。对不同额定值的水泵电机要选择相应的SSR。
本电路的传感器采用两端剥皮的单股护皮粗规铜线。可以用双向瓷制接头连接传感器线，将其装在一个盒中，置于水箱的顶部。平行的传感器线可在水位低于传感器时，避免线间出现潮湿连接的可能性。也可以在某些配置中用任何其它高导电率和非腐蚀性线材。电源为悬浮式。


图2，在NAND门B上连接电位计，做成一个水位控制器。

　　几乎不需要过多修改，图2中的电路就可以完成略微不同的功能。假设你有一个水箱，希望保持某个水位或任何导电液体的液位。传感器L1与L2在箱中的安装与图1相同。打开电源，泵就开始向箱中灌注液体。当液位到达L2时，泵关机，直到液位落至L1。当液位低于L1时，泵再次起动向箱中注液，直到液位到达L2。压电蜂鸣器会表示泵正在运转。

　　也可以用一只三相SSR，用三相电机控制水泵，或给本电路增加一个适当额定值的单相SSR。在这种情况下，可以将两只SSR的输入串联起来。每个相上的一个SSR控制两相，第三相直接连接。