水位继电器控制器：不用单片机自动控制水泵

水位继电器控制器能自己把水缸补满，不用单片机，也不用写一行程序。两支导电探针吊在两个不同的高度上：水位跌到下面那支尖端以下，模块的继电器就闭合、水泵开跑；水位升到上面那支尖端，继电器就断开。这两个尖端之间的那段距离，就是全部的窍门。

装控制器之前：水泵本身转不转？

有位客户手上拿着刚买到的新水泵写信来问：“do you know how to actually connect the water pump after i buy it to test if its actually working or not”（买回来之后到底怎么接，才能试出它是不是真的会动）。水泵这件事跟控制器一点关系都没有。拿一条 USB 转 5V 圆头电源线插在任何一个手机充电器上，把圆头插进一个圆孔母座带线，再把母座的红线跟水泵的红线拧在一起、黑对黑，水应该立刻就动。

通电之前先把水泵放进水里：它是靠所输送的液体来散热和润滑的，空转只会让叶轮和轴承白白发热。而且它是一台水泵——另一位客户用马来文问：“yg ni blh buat oxsigen angin ka.. atau untk pump air ja”（这个能打氧气、打气吗，还是只能抽水）。只能抽水：叶轮在空气里几乎推不动什么质量，而控制器本来就是靠液体的导电性来判断水位的。

你需要两路各自独立的 USB 输出——一个充电器加一个行动电源就够了——还需要两个容器，而这一点几乎没人提。水泵必须一直泡在水里，所以它不能待在它要填满的那个水缸里。它待在水源那一边——一个水桶、一个塑料桶，或者从别处引来的集水槽——把水沿着水管往上打进水缸，而探针吊在水缸那一头。这套东西完全不监视水源那边，所以让水泵始终有水盖着，仍然是你自己的事。

XHM203W 为什么要两支探针，一支不行吗？

XHM203W 用两支，是因为一支回答不了这个问题。单一个尖端只有两种状态，湿和干，而且是在某一个精确的高度上翻转——可是水从来都不是静止的。水泵自己搅出来的涟漪，或者从缸里舀走一杯水，都会反复跨过那个高度，于是水泵会在一秒钟之内启停好几次，把继电器触点和马达碳刷一起磨掉。两个尖端给的是一个区间：下面那支决定从哪里重新开始补水，上面那支决定在哪里停。

水位	下探针	上探针	水泵
低于下探针	干	干	启动，并持续运转
在区间里往上升	湿	干	继续运转
到达或高于上探针	湿	湿	停止
从区间里往下落	湿	干	保持停止

看第二行和第四行。探针报告的是一模一样的东西——下湿、上干——而正确答案在这两行里正好相反。单凭那一瞬间读到的任何东西，都分不出这两者，所以板子必须记住。这个记忆就是一个置位—复位锁存器，也就是探针插座和继电器线圈之间那几颗小信号元件在干的活：下面的尖端转干把它置位，上面的尖端转湿把它复位，两者之间它一直守着上一次的答案。任何值得买的水位控制器都是这么工作的；这个区间叫做回差（hysteresis）。

板子上那几个中文标记，分别是什么？

XHM203W 的四个接线处里，有三个印着中文标记，第四个干脆什么都没印。四个全在这里：

标记	它是什么	接什么
左边蓝色螺丝端子	电源输入，12 V 交流或直流皆可	那条 12 V USB 升压线，经一个圆孔母座带线接进来
下水位（白色两针插座）	低水位——重新开始补水的那个高度	一条探针线，直接插上
上水位（白色两针插座）	高水位——停泵的那个高度	另一条探针线，直接插上
输出（右边蓝色螺丝端子）	输出——继电器裸露的开关触点	水泵自己那一路电源的其中一条线，剪断后压在这两颗螺丝上

电源极性很宽容，而板子本身就说明了原因：输入端子后面那颗黑色方块是一个桥式整流器，不管电源以哪个方向进来，它交给稳压电路的都是同一个极性——这也是为什么这块模块吃 12 V 交流和吃 12 V 直流一样自在。那个端子上没有印 + 或 −，有桥堆在电路里，也确实不需要印。两条探针线都在包装里：一个白色两针插头接出一红一黑两根线，而它们剥出来的镀锡裸线头就是电极。

在把一整缸水交给它之前，先在干处把板子验一遍。让它单独通电，输出那两颗螺丝上什么都不接——红色 LED 会亮。然后把其中一条线的两个裸尖端浸进一杯自来水里再提出来，换另一条线再来一次，一边盯着插座旁边那两颗绿色指示灯，一边听继电器的动静。水来水走，板子应该跟着反应：一声「咔」是它决定开泵，另一声是它决定停泵。要发现哪里不对劲，一个杯子比一整缸水好得多。

Dean Satchell 演示的正是这个型号的板子：

水泵为什么要用它自己那一路电源？

输出端子本身不供电。那是直接接到继电器触点上的两颗螺丝——一个自己没有电压的开关，这就是干接点的意思。这颗继电器是 SONGLE 的 SRD-12VDC-SL-A，末尾那个 -A 是 SONGLE 订货型号里代表单组常开触点（Form A）的后缀：只有常开，根本没有常闭那一边。所以这里是两颗螺丝，而不是普通继电器模块或延时继电器上的 NO/COM/NC 三个——这里只有一组触点可以引出来。

所以水泵自带它那一路电源，你把它两条线里的其中一条剪断——低压直流水泵剪哪一条都行，不过剪红线可以让黑线留成一整条不断的通路——再把剪出来的两个线头压在输出的两颗螺丝上，顺手把黑线那一处拧接头用胶布包回到圆孔母座那边。为什么我们这套接法要专门给它第二条 USB 通道，算一下就明白了。模块本身的逻辑电流大约 20 mA；继电器线圈在 12 V 下是 400 Ω，所以吸合时再加上 12 ÷ 400 = 30 mA。五十毫安只有那条 12 V 升压线 500 mA 建议负载的十分之一——很宽裕，直到水泵也挤进来。

把可选的12 V 隔膜泵加进来，0.5–0.7 A，总电流就顶到 0.75 A，正好是这条线的绝对上限、一点余量都不剩——而要在 85 % 这种现实的转换效率下交出那 8.4 W（12 V × 0.7 A），从 USB 口抽走的将近 2 A，正好是这条线标称的输入天花板。所以 0.1–0.2 A 的那台 5 V 水泵，要用自己那条普通的 5 V 线和自己那个圆孔母座。

这颗继电器的额定是 250 V 交流 10 A，所以单就触点的能力而言，一台市电水泵是在它的范围之内的——但那一侧的布线、外壳和接地不是玩家自己动手的步骤，我们那篇继电器模块安全指南把这条线画得很清楚。

探针的尖端到底该放在哪里？

在液体里，吊着，别碰缸壁。XHM203W 在两个裸尖端之间送出一股很小的电流，看水有没有把这个回路接通，所以水本身就是那个开关。把尖端贴平在缸壁上，你会同时得到两种失效：水位说它该淹到了，它却可能并没有真的浸在水里；而缸壁上一层凝结的水珠或者一层藻膜，会在缸子空着的时候把它桥通。

两条线给了你四个裸尖端，而其中只有两个是用来定高度的。每一对里的黑线是共用的参考端：把这两根黑线拧成一股，吊在靠近缸底的地方，比任何一支红色尖端都深，这样只要缸里有水可读，它就一定在水里。让每根黑色尖端各自吊得够深也一样管用——拧在一起只是让你少管一根线而已。接在下水位上的那支红色尖端，吊在你希望重新开始补水的高度；接在上水位上的那支红色尖端，吊在你希望停泵的高度。两者要拉得够开——水桶大小的缸里，大约一个手掌的宽度——因为这个间距就是回差。用绝缘胶布把线贴在水线以上的缸壁上，让尖端不会漂走；要把线接长一段，可以看我们那篇绝缘胶布与热缩管怎么选。

这套方法要靠水里溶解的矿物质来带那股电流。自来水、雨水、池塘水都行；蒸馏水和去离子水不行，因为纯水是极好的绝缘体——导电的是溶解在里面的盐类，不是 H₂O 本身。油类和燃油里根本没有离子。

万一有一支探针不报了会怎样？

探针出错的每一种方式，在 XHM203W 看来都长得一模一样：尖端被提出了水面、插头被扯出了插座、黑色参考端悬在半空、镀锡的尖端蒙上一层水垢发暗了。全部都意味着没有电流，而没有电流就等于干——上面那支尖端读到干，就等于缸还没满。所以探针故障并不会让水泵停下来。它拿走的，是本来要让水泵停下来的那个东西，于是缸里继续往上灌。

这个方向是固定的，你没法把它反过来，所以要围绕着它做设计。给水缸留一个溢流口，通到你不介意水流过去的地方。让水源那个容器装的水，少于水缸剩下的空间，那么最坏的一次彻底失效，也不过是把一桶水搬个家，而不是湿掉一地板。头几个自动循环，人守在旁边看，别转身就走；每隔几个星期把尖端提出来擦一擦，因为亮的金属读得到水，发乌的金属读到的是空气。

它能改成抽干集水槽，而不是把水缸补满吗？

不能。XHM203W 常被说成有补水和排水两种模式；它只有一种。它那两个输入并不能互换：一个是启动输入，一个是停止输入，写死在板子的逻辑里，而不是写在插头上。把两条线对调，换掉的是这两个输入所看的高度，不是它们的职责。你拿到的仍然是「启动端转干就开泵，停止端转湿就停泵」，只不过现在启动端吊在高处、停止端吊在低处。而那支低处的尖端，只要缸里还有值得留下的水，它就一直是湿的，所以停止条件永远不会松开：水泵只有在水位低于那一支尖端时才跑得起来，而水一碰到它，它又马上被叫停。所以这一对调并没有把板子反过来——它是把整个区间丢掉了，剩下你对着单一个高度补水。排水需要的是一台在尖端转湿时启动的水泵，而用一个「转干才启动」的输入配一个「转湿才停止」的输入，无论怎么排列都做不出这个东西。

自带浮球开关的抽水泵用机械方式解决了这件事：浮球随水位上升，把泵体内部的一个开关闭合，所以触发条件本来就是「湿」。或者干脆交给单片机，锁存器不过是四行程序，而它的方向是一个常数。下面这段程序就是把 XHM203W 的行为写出来，外加板子本身给不了你的那个极性；在 Uno 上编译出来是 2,258 字节。

// 两探针水泵锁存器 - 用软件写出 XHM203W 的逻辑，外加板子本身
// 给不了你的那个极性。要做集水槽排水，把 DRAIN_MODE 设成 true。
//
// 接线：共用电极 -> D7。下探针 -> A0，上探针 -> A1，
// 并从 A0 和 A1 各接一颗 1 Mohm 电阻到 GND。继电器模块的 IN -> D8，
// 它自己的 VCC/GND 接 Arduino 的 5V/GND。探针要泡在水里，不能贴在
// 缸壁上。D7 只在读取的那一刻才驱动，所以电极每秒只导通几个毫秒，
// 而不是整天都在导通。

const int  PIN_DRIVE   = 7;      // 共用电极
const int  PIN_LOW     = A0;     // 下探针 - 重新补水的高度
const int  PIN_HIGH    = A1;     // 上探针 - 停泵的高度
const int  PIN_RELAY   = 8;      // 继电器模块的 IN

const int  WET_COUNTS  = 300;    // 满量程 1023。自来水桥接一颗 1 Mohm
                                 // 下拉电阻时读数远高于此；空气读到 0。
const bool DRAIN_MODE  = false;  // false = 给供水缸补水，true = 抽干集水槽
const bool ACTIVE_LOW  = true;   // 多数 1 路继电器模块是 LOW 电平触发

bool pumpOn = false;

bool probeIsWet(int pin) {
  digitalWrite(PIN_DRIVE, HIGH);
  delay(5);                      // 读之前先让 1 Mohm 那个节点稳下来
  analogRead(pin);               // 丢弃：ADC 采样保持里还是上一次的旧值
  int counts = analogRead(pin);
  digitalWrite(PIN_DRIVE, LOW);  // 把电极重新停下来
  return counts > WET_COUNTS;
}

void setPump(bool on) {
  bool level = ACTIVE_LOW ? !on : on;   // LOW 触发的模块要把驱动反过来
  digitalWrite(PIN_RELAY, level ? HIGH : LOW);
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(PIN_DRIVE, OUTPUT);
  digitalWrite(PIN_DRIVE, LOW);
  pinMode(PIN_RELAY, OUTPUT);
  setPump(false);                // 绝不让水泵在复位时自己跑起来
}

void loop() {
  bool wetLow  = probeIsWet(PIN_LOW);
  bool wetHigh = probeIsWet(PIN_HIGH);

  // 锁存器。只有两个事件会改变任何东西；在这两者之间，pumpOn 一直
  // 保持它原来的样子，这就是区间中段安全的原因。
  if (DRAIN_MODE) {
    if (wetHigh)      pumpOn = true;    // 集水槽满了 - 开始抽干
    else if (!wetLow) pumpOn = false;   // 降到下探针 - 停
  } else {
    if (!wetLow)      pumpOn = true;    // 缸里水少了 - 开始补
    else if (wetHigh) pumpOn = false;   // 到了上探针 - 停
  }

  setPump(pumpOn);

  Serial.print(wetLow ? "low:wet " : "low:dry ");
  Serial.print(wetHigh ? "high:wet " : "high:dry ");
  Serial.println(pumpOn ? "pump:ON" : "pump:off");
  delay(1000);
}

如果你要的是一个读数，而不是一个开关？

探针加继电器的控制器没有「满到几成」这个概念——只有「过了这支尖端没有」。要在屏幕上看到一个数字，超声波传感器可以从液体外面测出水面上方那段空气的距离，我们那篇用 Arduino 做水缸水位监测讲的就是这条路。而在很短的一段量程里，水位检测模块是一片交错走线的桨状板，浸进去的部分越多，它的电阻就越低。这两条路都需要一颗单片机。

我们从真实客户那里看到的常见错误

从模块的电源端子给水泵供电。输出那两颗螺丝是一个开关，不是一个插座；而 12 V 输入是给板子自己用的——一台 5 V 水泵接到那里，看到的是 12 V。

忘了那两个参考尖端。两支红色尖端泡在水里，黑色的却吊在空气中，那就是一个开路，于是满缸读成空缸，水泵永远不停。

拿一个比探针间距还浅的水桶做测试。上面那支尖端跑到桶沿以上，停泵的条件就永远不会到来，于是台面测试以一摊水收场。用杯子或水桶试的时候把两个尖端凑近，真正的高度等装到缸里再定。

常见问题

不用 Arduino，自动水泵控制器是怎么工作的？

两个裸探针尖端吊在不同的高度上，浸在水里时让一股很小的电流通过。一个锁存器在下面那支尖端转干时启动水泵、在上面那支尖端转湿时停泵，两者之间一直守着这个决定。不用写码，也不用板子。

我需要两支探针还是三支？

三个电极，用包装里那两条两芯线做出来。两根黑线是共用的参考端：拧成一支吊得够深的尖端，始终在水面以下。两支红色尖端定出你的停泵高度和重新补水的高度。

XHM203W 能切换 240 V 市电水泵吗？

触点额定是 250 V 交流 10 A，所以继电器本身是有这个能力的。围绕它的市电布线则不是 DIY 步骤——外壳、接地，以及谁有资格做这项工作，才是决定因素，我们那篇继电器模块安全指南讲的就是这件事。这套接法只停留在低压直流。

它能用在蒸馏水上吗，或者拿来当打气泵的控制器？

两个都不行。它的感测靠的是溶解的矿物质在两个尖端之间导电，而纯水接近绝缘体，油类和燃油也一样。空气则完全不导电，而这套接法里的泵是抽水的。

我能不能让它在缸满的时候把水抽出去？

用这块板子不行。它那两个输入是固定的启动输入和固定的停止输入，所以对调插头只是换了它们各自看的高度，永远换不了哪一个负责启动水泵。排水需要一个「转湿才启动」的触发：一台内建浮球开关的抽水泵，或者一颗单片机。

最后更新：2026 年 8 月。有问题？WhatsApp 联系我们。