单线总线为水位传感器供电系统检测水位

您可以使用图1 中的简单传感器电路远程监控容器中的液态水位，例如游泳池。 LMC555传感器振荡器提供的输出信号频率是水位的函数。该信号驱动DS2423脉冲计数器。主机PC或μC通过Dallas Semiconductor单线总线读取脉冲计数器的输出。该电路使用大约150μA的电流，允许电路通过肖特基二极管D 1 从总线窃取其电源。由于电路感应水是电路的一部分，因此应使用交流耦合信号以避免水的极化和电极的电镀。一种方法是使电路中的水与一些电容串联。在该传感器电路中，水位于包含CMOS 555定时器的定时电容的分支中，配置为具有50%占空比的自激振荡器。传感器提供随水位变化的电容。

图2 显示了一种制造传感器的方法。您可以在印刷电路板下面用一系列N个径向引线陶瓷电容器进行环氧树脂粘接。扭转相邻电容器的引线，将它们焊接在一起，然后将它们修整成电极以接触水。传感器的外壳，一块0.75英寸的铜管，形成另一个电极。如果将此组件垂直放置在容器中，则传感器端子之间的电容(C 1 的最上面的引线和外壳)逐步增加水上升并覆盖更多的电容器。水有效地将电容器短路到外壳电极。由于电容串联，总电容根据以下变化：C TOTAL = C/(N-n)，其中n是两者的电容数被水覆盖的引线。当您在555振荡频率的等式中插入此表达式时，您将获得f OSC =(N-n)/1.4R C ℃。请注意，频率随水位线性变化。

本应用使用20个0.1μF，CK06型电容。这些电容的引脚间距为0.2英寸。这些尺寸提供4英寸的测量范围，分辨率为0.2英寸。此设计使用1MΩ作为振荡器定时电阻，R C ，因为定时电阻必须远大于水的阻抗，以最大限度地减少定时误差。 (几个市政和住宅井水样本的测量显示，在5 Hz至1 kHz的频率范围内，阻抗值约为5kΩ，探头间距为0.5 in。)1MΩ振荡器时序的另一个原因是DS2423计数器具有最大输入频率大约2 kHz。此外，您必须最大限度地减少从总线窃取的电力。最后，在发生灾难性的总线故障时，必须保持总线水的最大隔离。

利用这些电容和电阻值，传感器的输出频率范围约为7到142 Hz。大约7赫兹的步长。实际上，您可能会以几秒到几分钟的间隔读取计数器以获得平均效果。该传感器已应用于住宅游泳池中的两个夏季。用户注意到电极的腐蚀或电镀性能没有变化。