太陽能熱水器的組成及工作原理-資料下載頁
2025-08-03 11:08本頁面
【正文】 LED T2 GND R6圖36 輔助加熱電路圖上圖為太陽能熱水器光電隔離與輔助加熱電路設(shè)計(jì)。當(dāng)室外光強(qiáng)不足（陰天、下雨）時(shí)，對水箱的水提前加熱是很必要的，這一電路恰好能完成這一功能。工作原理：，三極管T1導(dǎo)通，致使發(fā)光二極管發(fā)光，同時(shí)光敏三極管T2導(dǎo)通，繼電器閉合，電阻絲R1~R4發(fā)熱，這樣就完成了加熱任務(wù)，此電路雖然簡單，但在太陽能熱水器中是必不可少的。控制器的軟件設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì)熱水器不論在什么樣的天氣里，都能夠在設(shè)定的時(shí)間向用戶提供設(shè)定溫度的熱水，從而給用戶帶來便利。當(dāng)控制器在設(shè)定的時(shí)間使水溫達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，將通過聲光報(bào)警提醒用戶。根據(jù)這一要求，控制器軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括主程序、鍵盤中斷子程序、DS12887更新周期結(jié)束中斷子程序、LED顯示子程序和提前加熱時(shí)間計(jì)算子程序等。系統(tǒng)主程序主要完成溫度和水位的檢測以及進(jìn)行輔助加熱時(shí)間預(yù)算和一些初始化功能。在主程序中采用了查表方法進(jìn)行輔助加熱提前量預(yù)算。系統(tǒng)主程序流程圖如圖4所示。圖41 系統(tǒng)程序流程圖對于溫度和時(shí)間設(shè)定， 每次設(shè)定結(jié)束后， 就將設(shè)定值存入DS12887 的非易失性RAM中，下次開機(jī)時(shí)進(jìn)行讀取。這樣作至少有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是系統(tǒng)在不進(jìn)行設(shè)定時(shí)，就認(rèn)定該設(shè)定值和先前一次一樣，解決了每次開機(jī)總要從頭設(shè)定的問題，另一個(gè)是若系統(tǒng)在運(yùn)行中間停電而再次來電時(shí)，可以不用重新設(shè)定， 就能按原設(shè)定值對溫度進(jìn)行控制，增強(qiáng)了控制器適應(yīng)外界變化的能力。對提前加熱時(shí)間的計(jì)算，則是系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的重要一環(huán)。因?yàn)橄到y(tǒng)采用分段式水位檢測，若采用能量守恒的方法對提前加熱時(shí)間進(jìn)行預(yù)算，也同樣得不到精確的結(jié)果。為了避開繁瑣的計(jì)算過程，本系統(tǒng)中采用了模糊控制思想，使用了如下一些控制語句：IF 水位高AND 溫度差大THEN 加熱時(shí)間長IF 水位適中AND 溫度差適中THEN 加熱時(shí)間適中IF 水位低AND 溫度差低THEN 加熱時(shí)間少采用這種思想后，可以用實(shí)驗(yàn)方法獲得各種情況下需要加熱的時(shí)間， 編制成表格。使用時(shí)，只要查表獲得提前加熱時(shí)間就行了。顯然，表格分得越細(xì)，控制就越準(zhǔn)確。本控制器采用溫差每等于5℃為一格， 就能滿足控制要求了。為了減小誤差，試驗(yàn)表明，可以采用如圖5 的方法。 圖42 水位監(jiān)測處理示意圖實(shí)驗(yàn)中，用水位達(dá)到B1時(shí)的結(jié)果代替水位達(dá)到A1時(shí)的結(jié)果，B2代替A2，B3 代替A3，B4代替A4。這樣，CPU 讀入的A1水位查表后得到的預(yù)加熱時(shí)間是實(shí)驗(yàn)中水位在B1 處的時(shí)間。經(jīng)過這種處理，會(huì)把由于分段檢測而產(chǎn)生的計(jì)算誤差減小一半，由原來的h變成了h/2(h為分段水位檢測間隙)。如果水箱水深為40cm，分8段檢測。這種誤差對于民用的熱水器來說，已完全能夠滿足要求了。分析表明，移位寄存器74LS164僅有串入并出作用沒有譯碼功能。因此，在編寫顯示驅(qū)動(dòng)程序之前，首先需要計(jì)算列寫出與本電路對應(yīng)的LED段選碼 ，再并行輸出到LED 的段選端。需要指出的是，上面顯示電路采用TOS28106BHK型號(hào)的共陽極LED顯示器，根據(jù)PCB印制線路板的連線方便，其LED的8個(gè)段選端與74LS164的并行輸出口即8根段選線的連接沒有遵照通常的規(guī)律，而是如圖35所示的段排列為5，相應(yīng)的段選碼也要重新計(jì)算，如顯示字符0的段選碼為11H，顯示字符1的段選碼為D7H等。另外，這種穩(wěn)定的靜態(tài)顯示方式也省去了CPU的動(dòng)態(tài)掃描過程，此為上述電路的又一特點(diǎn)。電路中設(shè)計(jì)了4位LED顯示器，其功能為：左首位為百位數(shù)或標(biāo)志位，左二位為十位數(shù)，左三位為個(gè)位數(shù)，左四位為小數(shù)點(diǎn)后的十分位數(shù)。據(jù)此，給出如圖43所示的顯示子程序框圖。 13 /
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