[原创拆解] 【以拆会友】拆解电子水位仪

hujj   2018-7-17 11:01 楼主
从淘宝上购买了一台光柱式电子水位仪,设备由两大部份组成,分别是水位检测装置和显示控制装置,显示控制部份的正面照片如下:
仪表正立面.JPG
显示控制部份除了四位数码管显示数值之外,还用了40个发光二极管排列组成光柱,用来模拟显示水位的高低。仪器共设有四个水位报警控制点,分别对应四个微型继电器,可以驱动外部电器,报警控制信号灯就在面板左上方,面板右下方还有四个薄膜按钮,用于设置水位报警控制点用。
下图是水位检测装置,由探头和专用电缆组成,检测的原理是将水压的变化转换成电流变化,通过双线的电缆连接到显示控制装置。为了抵消大气气压变化引起的水压变化,此电缆中还有一根通气细管连接到检测头,这样压力传感器得到的纯粹是水压,可以比较准确地反映水位高低。由于检测装置原理比较简单,所以本次未就此部分拆解,仅仅拆解了显示控制装置。 压力检测头.jpg 仪器后面的接线板是与面板、主线路板机械连接在一起的,打开外罩就可以看到内部结构。详见下图: 内部结构.JPG
仪器由三块印刷线路板和一块接线板组成,后部的接线板共有24个接线桩,部分接线桩是为扩展用途预留的,如下图所示:
仪表背面.JPG
三块线路板是组装固定好之后,用焊锡将引脚连接在一起的,不方便拆卸,这样也确保三块线路板连接可靠,避免因连接不好引起的设备故障。面板后面的线路板主要是安装了40个发光二极管、4个薄膜按钮、4个报警控制信号灯和4个用于显示水位的数码管。主线路板是由一个工频变压器加整流、滤波、稳压线路,为仪器提供5V9V两组直流电源,9V电源是专为继电器工作提供电源,5V是供单片机、面板显示控制部分提供电源,主线路板上还预留了一组12V供电电源,估计是为扩展RS485通讯模块用的。
工频变压器除了靠引脚直接焊在主线路板上外,还用塑料扎丝带固定在主线路板,没有使用通常的铁夹固定,不能不说这是一个缺憾。
仪器的核心部分是单片机板,参见下图:
仪表的控制电路.JPG
厂家将单片机板焊接在显示线路板和主线路板之间的夹角上,无法观看正面,根据所用的晶振推测,使用的应该是51系列单片机,封装形式不是常见的40脚双列直插式,板上应该还有AD转换的芯片,但无法观测到。单片机板的12个焊脚与显示板上的焊针紧紧焊接在一起,形成一个整体。与此类似,从主线路板的底部也可以看到,主线路板与背部的接线板、前面的显示板也通过焊脚牢牢地焊在一起了,这几块板形成了一个整体,确保了连接可靠。见下图:
主线路板底部.jpg
据初步了解,这种仪器最先是由在香港注册的一家公司研制生产的通用仪器,仪器面板上就标注了“智能数字显示控制仪”,接上不同的检测头就可以检测压力、湿度等变化,然后通过预先设定的数值,由单片机控制四个微型继电器动作,从而控制外部的电器设备。我买的这个应该是山寨仿制的,而且商家还将厂家的标铭牌撕掉了,从下图的外壳上就明显可以看到残留的铭牌不干胶痕迹。
仪表后部.JPG
通过这次拆解,我对这个仪器有了更深刻的认识:一是仪器的检测部分与显示控制部分分离,换用不同的检测装置就可以适用不同的需要,增强了仪器的适用范围;二是仪器通过线路板引脚直接焊接的方法,内部仅仅存在4根连线,不仅内部整洁清晰,而且可以保证连接可靠,杜绝因接触不良造成的故障,仪器的可靠性大为提高。
本帖最后由 hujj 于 2018-7-17 13:44 编辑

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