太阳能热水器控制系统资料.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。太阳能热水器控制系统-上饶职业技术学院太阳能热水器控制系统摘要随着人们生活水平的提高,各种热水器的使用已相当普及。与之相配套的控制仪也相继问世。本文详细介绍了基于单片机的太阳能热水器自动控制系统组成、硬件设计。实现了温度和水位参数的实时显示,而且具有温度设定、水位设定与控制功能,停电后再来电时也不用重新设定,具有故障报警和故障自处理功能,良好的稳定性和抗干扰性能。本文详细介绍了该控制系统的硬件设计过程及软件、硬件调试过程。关键词：自动控制、数显水位1引言随着人们生活水平的提高,各种热水器的使用已相当普及

2、。与之相配套的控制仪也相继问世。目前市场上太阳能热水器的控制系统大多存在功能单一、操作复杂、控制不方便等问题,很多控制器只具有温度和水位显示功能,不具有温度控制功能即使热水器具有辅助加热功能,也可能由于加热时间不能控制而产生过烧,从而浪费电能。随着计算机在各种智能控制系统应用中的不断深入与蓬勃发展,单片机更以其小巧的外形、较高的性价比、灵活的控制方式广泛地应用在这一领域。2设计要求分析2.1水箱水位采用10%、30%、5%0%、80%、100%显示，由于100%需要3位数码管，而本次的设计共采用了2位数码管，因此用90%代替100%，即当水位达到90%时，上水自动停止。用90%代替100%，实

3、际水位是一样的，设计要求水的温度采用数字显示，可单独设计一个的3位的数显温度计。当水箱水位小于等于10%时，自动上水，当达到100%时，上水自动停止可采用2个继电器进行控制。一个继电器控制水位10%时，自动上水，另一个继电器控制水位达到100%时，上水自动停止，要求采用50HZ-220V10%,电源电压可设计一个稳压电源电路。2.2设计原理根据上述分析可采用74147，7404，7448，三种主要集成块构成水位显示电路，用继电器，三极管，电磁阀构成控制电路，用CA3162.4511数码管构成温度显示器如图所示，图中各部分作用如下：稳压电源：用于向水位探测显示电路，数字显示温度电路，控制电路提供

4、电源保证它们正常工作。水位探测显示电路：用于显示水位的具体情况如下10%、30%、5%0%、80%、100%。控制电路：用于控制自动上水和停止自动上水的。数字显示温度电路：显示水箱里面水的温度。电磁阀进出水电路：用于执行上水和停止上水两个动作的。电磁阀控制稳压电源水位探测显示数字显示温度电路控制电路3单元电路设计3.1稳压电源电路输出电压设定为u0=5V,由于电网电压波动范围为10，故U1=(23)u0=(23)5=(1015)V,选取12V则变压器二次侧电压有效值去121.2=10V确定限流电阻R，见公式取I2MAX=38mA,IOMAX=10MaUimaxU0/IimaxRUimax-UO

5、121.1-5/38R120.9-6/100.22KR0.48Ku故取R=3K（图2）3.2水位探测显示电路（图3）a-e为5个探头，安装在5个不同的高度的水平面上，分别是10%、30%、5%0%、80%、100%，COM为公共电极。a-e经导线分别连接到图4所示电路中，水位在a时最高在e点时为最低。假设水位在d点时，则+5V经介质水，探头d导通VT4、VT5饱和导通，10-4线优先编码器的、脚同时为低电平，由于74LS147具有优先编码功能，因此只有13脚的“3”编码，“3”被编码后输出其反码1100再经7404反相为原码0011，送BCD-7译码，IC3译码显示出30%，同理，其他也一样。

6、控制电路（图4）（图5）（图6）控制电路如图所示，当水位到e点时，也就是在10%外，A点点位为“1”，VT1饱和导通，继电器K1动作见图7，常开开关KH闭合电磁阀接通电源，开始自动上水，也可手动上水，当水位上升到100%时，A、D两点点位均为“1”，VT2导通饱和，继电器K2动作见图7，继电器后的常闭开关，K2-1打开电磁阀电源断开停止自动上水，这时手动上水失效。6. 小结本文详细介绍了基于单片机的太阳能热水器自动控制系统组成、硬件设计。实现了温度和水位参数的实时显示,而且具有温度设定、水位设定与控制功能。7. 参考书目3.1黄亚平高频电子技术北京机械工业出版社20023.2胡宴如高频电子线路北京高等教育出版社19933.3刘骋高频电子技术北京人民邮电出版社2006元件清单-