工作页3 太阳能热水器智能控制系统设计

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1、《太阳能光热技术及应用》工作页项目3:太阳能热水器智能控制系统设计专业：新能源应用技术学习项目：太阳能热水器智能管理学习任务：太阳能热水器智能控制系统设计班级：11新能源二日期：6月24日姓名：吴胜亚组长：学号：11022225组别：1任务描述：太阳能热水器使用方便，节能，无污染，普及推广迅速。目前市场上太阳能热水器的控制系统大部分都存在着或多或少的缺点：功能单一、操作复杂、控制不方便等。随着人们生活水平的提高和电子技术的发展,这样的太阳能热水器控制系统越来越不适应人们的生活需求，开发一种控制方便，操作灵活的太阳能热水器的管理控制系统，有利于更好的使用太阳能热水

2、器系统。任务3太阳能热水器智能控制系统设计一、任务描述在了解太阳能热水器智能管理控制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管理控制系统，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、低水位报警控制），当水温不符合设定的温度时发出报警，还有定时提醒加水的功能，以及辅助能源加热功能。二、知识获取学生通过教师教授、自主学习、小组讨论，获取本任务所学的知识点，了解常用的温度传感器，常用的压力传感器；掌握热水器智能控制系统硬件设计、软件设计的方法及步骤。三、任务实施由小组长协调组织，在小组讨论、教师指导下完成下面的任务。1

3、、小组讨论，确定温度测量、水位测量的方法，选择相关元器件构建太阳能热水系统智能管理控制系统方案绘制系统原理框图。-11-《太阳能光热技术及应用》工作页项目3:太阳能热水器智能控制系统设计答：系统组成：如图1所示，本系统主要由控制器、自动控制阀、手动控制阀、水位检测电极、水温检测传感器、电阻加热丝、储水箱等组成控制器：主要通过里面的电磁阀控制YV1和YV2的通断，控制水温检测传感器检测水温、控制水位检测传感器检测水在水箱中的位置以及控制电阻加热丝加热。自动控制阀：主要通过控制器控制，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

4、一个目标水位为止。图1系统组成示意图图2-1系统组成示意图手动控制阀：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第二等分之间，则显示水箱中有四分之一的水，当超过第二等分，则显示二分之一的水。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管理控制系统的硬件设计，包括测温电路设计、水位测控电路设计、键盘电路设计、显示

5、电路设计、报警电路设计。答：㈠水位检测电路的硬件设计-11-《太阳能光热技术及应用》工作页项目3:太阳能热水器智能控制系统设计实验证明，纯净水几乎是不导电的，但自然界存在的以及人们日常使用的水都会含有一定的Mg2+、Ca2+等离子，它们的存在使水导电。本控制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呈现高电平，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

6、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。（若没有发光二极管亮则表示箱内没有水或者只有少量的水，若有一个发光二极管灯亮则表示箱内有四分之一箱的水，以此类推，若有四个发光二极管亮，则表示水箱水是满的。）当水位未达到a时，即h

7、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。图3-9水位检测电路-11-《太阳能光热技术及应用》工作页项目3:太阳能热水器智能控制系统设计㈡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，测温范围-55℃-+150℃，在其二端加上一定的工作电压，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

8、℃，本设计中选取±0.5