2022年工作页太阳能热水器智能控制系统设计方案.docx

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1、精品学习资源欢迎下载精品学习资源专业： 新能源应用技术学习工程 ：太阳能热水器智能治理学习任务 ：太阳能热水器智能掌握系统设计班级 ： 11 新能源二日期 ：6 月 24 日姓名 ：吴胜亚组长 ：学号 ： 11022225组别： 1欢迎下载精品学习资源任务描述： 太阳能热水器使用便利，节能，无污染，普及推广快速；目前市场上太阳能热水器的掌握系统大部分都存在着或多或少的缺点：功能单一、操作复杂、掌握不便利等；随着人们生活水平的提高和电子技术的进展, 这样的太阳能热水器掌握系统越来越不适应人们的生活需求，开发一种掌握便利，操作敏捷的太阳能热水器的治理掌握系统，有利于更好的使用太阳能热水器系统；任务

2、 3 太阳能热水器智能掌握系统设计一、 任务描述在明白太阳能热水器智能治理掌握系统的构成及特点的基础上，以单片机作为核心部件设计智能治理掌握系统，实时采集温度和水位数据,并设置报警系统，当水位不符合某一标准时发出报警信号高、低水位报警掌握），当水温不符合设定的温度时发出报 警，仍有定时提示加水的功能，以及帮助能源加热功能；二、 学问猎取同学通过老师教授、自主学习、小组争论，猎取本任务所学的学问点，明白常用的温度传感器，常用的压力传感器；把握热水器智能掌握系统硬件设计、软件设计的方法及步骤 ；三、 任务实施由小组长和谐组织，在小组争论、老师指导下完成下面的任务；1、欢迎下载精品学习资源小组争论，

3、确定温度测量、水位测量的方法，挑选相关元器件构建太阳能热水系统智能治理掌握系统方案绘制系统原理框图；答：系统组成： 如图 1 所示，本系统主要由掌握器、自动掌握阀、手动掌握阀、水位检测电极、水温检测传感器、电阻加热丝、储水箱等组成掌握器：主要通过里面的电磁阀掌握YV1 和 YV2的通断，掌握水温检测传感器检测水温、掌握水位检测传感器检测水在水箱中的位置以及掌握电阻加热丝加热；自动掌握阀：主要通过掌握器掌握，当水箱中的水的实际温度大于所设置的温度时，自动阀就自动打开往水箱中上水，直到上到上一个目标水位为止； 手动掌握阀： 当自动阀损坏时，可以通过手动阀进行上下水；水位检测电极：主要用来检测水箱中

4、水的位 置，主要把水箱分成四等分，一共有五个电极，接地的电极放在最水箱的最底下，其余分别放在四等分点上，比如当水箱中的水在第一等分和其次等分图1 系统组成示意图之间，就显示水箱中有四分之一的水，当超过其次等分，就显示二分之一的水；水温检测传感器：主要用来检测水箱中水的实际温度；电阻加热丝：主要用来加热水箱中水，使其达到用户所需要的温度；2、小组分工合作完成热水器智能治理掌握系统的硬件设计，包括测温电路设计、水欢迎下载精品学习资源位测控电路设计、键盘电路设计、显示电路设计、报警电路设计；答： 水位检测电路的硬件设计试验证明，纯洁水几乎是不导电的，但自然界存在的以及人们日常使用的水都会含有肯定的

5、Mg2+ 、Ca2+等离子，它们的存在使水导电；本掌握装置就是利用水的导电性来完成的；我们把储水箱大致分为四个等份，水位由潜入太阳能热水器的储水箱不同深度的水位电极和潜入储水箱底部的公共电极导线）进行检测；由单片机依次使各水位电极出现高电平，由公共电极所接的三极管进行电位转换，水位到达的电极，转换电位为低0）；水位没有到达的电极，转换电位为高1）；每检测一位便得到一位数据，5个电极检测一遍以后便得到了 5个串行数据，然后把这5个数据转化为字节一路送发光二极管；在这里我们可以用发光二极管亮的盏数来显示水位的高低；如没有发光二极管亮就表示箱内没有水或者只有少量的水，如有一个发光二极管灯亮就表示箱内

6、有四分之一箱的水，以此类推，如有四个发光二极管亮，就表示水箱水是满的；）当水位未达到 a时，即 ha时、这时传感器的总阻值为4R，对应，系统处于缺水状态；当ahb 时，传感器电阻阻值为3R，对应，系统处于20%水位；当bhc 时，传感器电阻阻值为2R，对应，系统处于50%水位；当chd 时，传感器电阻阻值为R，对应，系统处于 80%水位；当h=d 时，传感器电阻阻值为0，对应，系统处于100% 水位；其中，环形振荡器产生的方波周期T或f）可通过单片机 P87LPC744BN 的两个定时 /计数器T0 、T1 ）来确定， T1用来计数， T0 用来定时；欢迎下载精品学习资源图3-9水位检测电路3

7、 / 12欢迎下载精品学习资源水温检测电路的硬件设计图2 水温检测电路本设计温度传感器选用 AD590 ；AD590 属于半导体集成电路温度传感器，测温范畴 - 55 -+150，在其二端加上肯定的工作电压，其输出电流与温度变化成线性关系， 1uA/ K ，误差有几种等级 : 1、0.5、 0.3，本设计中选取 0.5品种； OP07为高精度运算放大器， AD590 电流流经 R1、RP1转换为电压信号， R2、RP2为运算负反馈电阻，成反相比例放大器，将温度信号转换成 0-5V 的电压信号， ADC0832 再将其转换为数字信号，输入 CPU ；图 2-8为温度检测和 A/D 转换电路图掌握

8、器的操作使用方式自然合理；S1用来切换操作状态；掌握器有“直接掌握 ”和“参数修改”两种工作状态；按S1键显示 “00，”掌握器进入 “直接掌握 ”状态，显示 “01、” “02”、“03 ”、“ 04分”别表示 “水位上限设定 ”、“定时上水时间设定 ”、“定时加热时间设定”、“加热温 度设定 ”；进入到 “参数修改 ”的状态以后，第一 S1接受本次修改，并切换到下一个参数，S2、S3用来修改规定的参数， S4取消本次修改；进入 “直接掌握 ”后， S3用来手动加热， S2用来手动上水， S4用来停止加热或上水；假如水位已经超过预先设定水位的上限，水温已经超过预先设定的温度，“直接掌握 ”将

9、不起作用；设定水位上限：掌握器可以监测6个水位，上限水位可以由用户设置，水位上限设置范畴为位置 3、4、5、 6；4 / 12欢迎下载精品学习资源设定定时上水时间：每天在规定时间检查水位，并上满；如设定时间为00或大于等于24，就取消自动定时上水；设定定时加热时间：每天在规定时间检查水温，如水温低于设定温度，就接通电加热器，将水温加热到设定温度；如设定时间为00或大于等于 24，就取消自动定时加热；设定加热温度：定时加热温度也可以由用户设定，可设定范畴为20 60；按键电路的硬件设计P1.0-P1.7口作为按键的信号输入端，键按下，就执行该键的功能；其电路如图3所示； 型通用热敏电阻，信号经另

10、一路ADC 输入 MCU ；储存设定参数的 EEPROM 采纳 HT93LC46 ，采纳串行方式与MCU 接口，整个掌握器的硬件及对 MCU 的资源要求降到最低； MCU 依据检测到的水位信号、水箱温度信号，以及用户的设定或操作，通过软件进行数值运算和规律运算，以确定当前应当进行的操作，并通过输出口掌握进水阀、加压泵、加热泵的状态，以实现要求的掌握功能；由于SN8P170 6的I/O 口驱动才能可高达15mA ，采纳高亮度的 LED 显示无须再使用驱动器件，可以由SN8P1706的I/O 口直接驱动；报警电路设计由于是用于家用热水器，考虑到成本问题，故采纳发光二极管报警，相较蜂鸣器而言，既降低

11、了成本，也使设计简洁化；图5中7407是正向缓冲 /驱动器；它具有缓冲功能，同时也可以提高电流的驱动才能；7407有两种接法： 1）当电路共阳极接法时，7407主要起着缓冲的作用，就是缓冲单片机的承担才能，假如没有7407，那么单片机承担的电流才能很小，那么工作电流就受到 了限制，亮度不够亮，而加上7407就可以缓解单片机的灌电流，从而，可以削减限流电 流的值，使流过二极管的电流增强,从而灯变更亮； ；假如水箱水深为 40cm，分 8段检测，此种处理方法的运算将使水位误差由原先的5cm变成了 2.5cm；这种误差对于民用的热水器来说，已完全能够满意要求了；显示子程序分析说明，移位寄存器74LS

12、164 仅有串入并出作用没有译码功能；因此，在编写显示驱动程序之前，第一需要运算列写出与本电路对应的LED 段选码 ，然后由 89C52的P3.0口送入74LS164 的串行输入端，再并行输出到LED的段选端；需要指出的是，上面显示电路采纳TOS28106BHK 型号的共阳极 LED 显示器，欢迎下载精品学习资源依据 PCB印制线路板的连线便利，其LED 的8个段选端与 74LS164 的并行输出口即 8根段选线的连接没有遵照通常的规律，而是如图3-5所示的段排列为 7、6、4、2、1、9、 10、5，相应的段选码也要重新运算，如显示字符0的段选码为 11H ；电路中设计了 4位LED 显示器

13、，其功能为：左首位为百位数或标志位，左二位为十位数，左三位为个位数，左四位为小数点后的非常位数；据此，给出如图8所示的显示子程序框图；图8显示子程序框图软件调试软件的调试主要通过 KeiluVision3 软件进行操作，对程序编写过程中的错误进行查找，找出错误，进行修改，然后欢迎下载精品学习资源再进行编译直至编译胜利，生成HEX 文件，才能下载到单片机里，继而实现相应功能；四、 摸索争论家用单个太阳能热水器可以通过以单片机为核心的掌握系统实现智能化治理掌握；假如单位同时使用多个热水器，如何实现对多个热水器同时智能化治理掌握？答：将多个热水器进行串联在一起，形成一个大的热水器，然后通过单片机实现智能化治理掌握；五、 评判反馈评判采纳小组长考核与老师考核相结合，从专业才能和素养评判两个方面对同学进行评判；小组长督导本组同学完成学问的猎取，在作业本上完成作业，并依据小组成员的日常表现、出勤情形及完成作业情形对小组成员进行素养评判；老师从同学专业学问猎取程度温度等传感器的选用及使用、智能掌握系统设计方法及步骤，绘制图形的规范性）以及学习素养出勤情形及课堂表现）两方面对同学进行评判；个人成果评判表欢迎下载精品学习资源欢迎下载