在炎热的夏季，每晚睡眠之前冲个澡已成为许多人的生活习惯。为了节省能源、充分利用大自然的恩赐，各式各样的太阳能热水器便应运而生。太阳能热水器具有造价低廉、简单易行、适合业余自制等突出优点，所以得到了极其广泛地应用。
太阳能热水器的蓄水桶，通常是安放在楼顶等采光时间长的高处，使用者颇感不便。例如，它需要每天定时上水一次，并且水桶灌满也不易发觉，结果导致“水溢成瀑”的现象时常发生。另外，上水时间一般选择在晚间热水用完之后，而这时往往是一天当中水压最低的时间，原因是每逢夏季家家户户用水量普遍增大，尤其是在晚上。水压的降低给上水造成困难，不是水压上不去，就是水流太小，因而更难以做到水满及时关断。
本文介绍的数显时钟上水自动控制器，不仅可以克服太阳能热水器存在的上述不足之处，而且还可以作为一部走时精确的数字式时钟使用。它能按预定时间每天一次打开上水阀，并对上升着的水面进行监视。一旦水面达到规定的高度便立刻关断上水阀。此外，该控制器稍加变通，还可用于其它控制目的．比如，每日一次性加热，每日一次的播音，闲置冰箱的每天一次加电以防锈蚀等等。
本装置具有定时精度高、操作方便、制作容易、造价低廉、器件易购等优点，很适合爱好者仿制，对专业厂家开发同类产品也有参考价值。
一.电路组成
电路结构如上图所示，可将整个电路划分为5个主要部分：1．数显时钟，用于精确计时并显示，产生时钟控制信号·控制器的电路图见下图；2. 60Hz时基用于产生标准的60Hz时间基准信号，还要产生动态显示屏的双阳极驱动脉冲；3．秒闪驱动电路，用来产生1Hz左右的秒点闪烁驱动脉冲；4．钟控执行电路，用于将钟控信号和传感器信号转换为继电器驱动信号，控制其它电器的电源通与断；5．电源电路，将交流市电转换为控制器所需的两种直流工作电压，并提供备用电池。
二．元器件选择与制作安装
B选用功率不小于3w、输出电压为6～8V的小型电源变压器。D5选择功率不低于0.5w、工作电压在7.5V左右的稳压二极管。D6和D7应选择2AP、2AK或1N60等型号锗二极管，以减少其压降。32768Hz石英晶体JT可以从各种款式电子手表或中学生用挎带式多功能体育电子表中获取。备用电源选用6节1. 2V的5号可充电电池。4020 (IC1)选用CC4020B、CD4020B、CC74HC4020、MC14020B、HEF4020。
TC4020BP，MSM4020B、MB84020B、μPD4020BC，MN4020B、M4020BP、LC4020B、NJU4020B等型号均可。4069和4011的选择方法与4020类似。J选用直流线圈电压为9V的4088、4098、JQX-4等型号的小型继电器。其它元件的选择参考图。
2.无特殊要求
上图电路对应的印板布线图和元件布局图均绘制在下图中。除电源变压器、备用电池、按键开关、显示屏、继电器、传感器之外，其它所有元件均焊装在一块单面印刷电路板上。将电路板及其所有器件（除传感器外）都装入并固定在一个有机玻璃作封盖的、尺寸为11 2×1 27×47mm3的小塑料盒内。显示屏安装在盒内部便于透过有机玻璃封盖观察显示数字的部位。4只按键开关安装在操作方便的位置。用来连接市电、电磁阀和传感器的3对导线，从机壳的侧面或背面引出。该控制器体积小、重量轻，既可放置在桌面上，又可挂于墙壁高处，以便于日常观察时间。所以说，它又是一部实用的数字钟。该数字钟特别适合夜间看表，显示直观醒目。
控制器的接线示意图见下图。上水管同时兼作淋浴热水输送管。上水时，电磁阀打开，喷头阀门处在关闭状态；放水淋浴时，喷头阀门打开，电磁阀处于关闭状态。
传感器（即干簧管）需要自制，并安装在蓄水桶的顶盖上。
其制作安装示意图见上图。接有引线的千簧管固定在一段硬塑料管的上部，塑料管的底端密封并留出外沿，以便限制浮子的移动范围。浮子是用两片环形泡沫塑料，中间夹上一块环形磁铁，再由不干胶胶带粘在一起制成的。环形磁铁取自废旧扬声器，环形泡沫塑料是用电器包装箱中起衬垫作用的塑料加工而成。在装入干簧管后，塑料管的顶端也要封死。然后，将塑料管套上浮子并紧固到桶盖的圆孔中。
当水位较低时，浮子下移到塑料管底部，干簧管的触点处于断态。上水过程中，当水位上升到接近顶盖时，浮子由水面托起并到达固定干簧管的高度，干簧管触点在磁铁的磁场作用下闭合，从而产生一个“水已满”信号发送给控制器，由控制器关闭电磁阀。
最后请注意两点：在装配MM5456时，不要把19脚焊到印板上，应保持该脚悬空，以选择进入18脚的时基为60Hz；另外，时钟计时精度与电源电压稳定度关系较大，在电网电压波动较大的地区，有必要在供电回路增设一只三端稳压集成电路。
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