【正文】 最高則自動停止進水；若需要啟動加熱器 則必須先設(shè)定加熱溫度，然后按下加熱鍵進行加熱；若需洗浴時，則需打開手動閥 YV4，系統(tǒng)自動打開電磁水閥 YV2，可通過 YV5 自由調(diào)節(jié)水溫；當(dāng)電磁水閥 YV1 和 YV2 損壞或停電時，可通過打開 YV5 和 YV6 進行上下水解決燃眉之急；此系統(tǒng)設(shè)置 YV3 是為了防止冬天氣溫過低引起水管因內(nèi)有積水而凍裂（即手動打開此閥放完水管中的積水） 第 三 章 硬件電路設(shè) 計 檢測電路設(shè)計 水溫檢測電 路設(shè)計 圖 3 水溫檢測電路圖 12 本設(shè)計溫度傳感器選用 AD590。 綜上所述，太陽能供熱控制系統(tǒng)不及節(jié)約而且高度只能化，方便省事，不論 11 日常家居，還是對賓館 、學(xué)校等都是最佳選擇。熱水箱溫度為 T1，講它和設(shè)定值 N 相比較，從而控制是否打開電加熱，控制時段為下午，具體過程如下： 若 T1N，電加熱接通；否則，電加熱斷開，而且， 15 點 20 點中的每個小時有下表的關(guān)系： 表一 溫度比較 時間（時） 溫度比較 加熱值（度） 15 TI35N 35 16 T140N 40 17 T145N 45 18 T150N 50 19 T155N 55 20 T160N 60 最終熱水箱的溫度加熱到設(shè)定值 N。可見，次過程充分利用太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，方便快捷。具體控制過程如下： 關(guān)閉循環(huán)水閥門 F2，打開冷水閥門 F2，熱水閥門 F3 處于可控狀態(tài)。如若 TI=N，那么循環(huán)水集熱過程結(jié)束，進入冷水集熱控制過程。 具體控制過程如下： 10 打開循環(huán)閥門 F1，關(guān)閉冷水進水閥門 F2，熱水閥門 F3 處于空控狀態(tài)。 循環(huán)水集熱過程 ： 早晨水溫控制之后（ 79），設(shè)定當(dāng)日得水箱溫度 N（由兩位 BCD 次齒輪開關(guān)設(shè)定），輸人微機，再利用178。為了提供溫度不低于 30 攝氏度的水，熱水器在清晨 47點之間對水箱進行電加熱，具有控制過程如下： 首先，關(guān)閉冷水閥門 F2 和循環(huán)水閥門 F1，然后微機開始進行水箱的溫度采集，同時進行溫度的比較，當(dāng)水箱的溫度小于 30攝氏度時，電熱器 D 接通進行加熱，同時微機繼續(xù)對熱水箱的溫度進行采集。 89C51 電源控制 溫度測量 LED 顯示 鍵盤和水量檔位 9 太陽能熱水器的控制功能 太陽能熱水器利用微機控制主要有以下幾種控制功能 :晨水加熱控制、溫水循環(huán)控制 、 冷水 集熱控制、水箱加熱控制 。 ⑥ 水溫檢測傳感器：主要用來檢測水箱中水的實際溫度。 ④ 手動控制閥： 當(dāng)自動閥損壞時，可以通過手動閥進行上下水。 ② 控制器：主要通過里面的電磁閥控制 YV1 和 YV2 的通斷，控制水溫檢測傳感器檢測水溫、控制水位檢測傳感器檢測水在水箱的位置以及控制電阻加熱線加熱。因此一個較完善的控制器應(yīng)具有以下功能： 8 水溫的測量與顯示；水量的測量與顯示；用戶設(shè)定功能 (如水溫設(shè)定，定時設(shè)定等 )；對電加熱管的控制功能；一些功能鍵 (如定時自動加水，恒溫控制，手動加水，手動加熱等 )。在熱水控制器中應(yīng)用單片機，具有設(shè)計簡單、可靠性高、功能易擴展等優(yōu)點。 當(dāng)前市 場上的熱水控制器基本上采用雙金屬片溫控，控溫精度低、可靠性差、功能單一。 水溫由四個 LED 數(shù)碼管顯示，前三個數(shù)碼管顯示的為溫度最后一個數(shù)碼管我們只用到了四個四段碼顯示為溫度的符合 ℃ ，水溫有效值最多可顯示為 ℃ 。 控制系統(tǒng)具有手動和自動切換功能； 具有水溫和水位顯示功能； 具有進水超水位和水溫報警指示； 用水時若水溫達不到設(shè)置時，可手動起動加熱裝置，這樣可在很大程度上節(jié)約電能； 用水時可自由調(diào)節(jié)水溫； 控制系統(tǒng)具有管道排空功能，這樣防止冬天時因水管內(nèi)有積水而在夜間凍裂水管。 同時使學(xué)生得到較全面的鍛煉和提高，為今后能夠獨立進行某些單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計工作 7 打下一定的基礎(chǔ)?？蓮V泛應(yīng)用于家庭生活對太陽能熱水器的水位顯示與水溫控制。 本設(shè)計具有很強的實用性，用成本低廉的電阻式傳感器以及電極配以單片機技術(shù)對生產(chǎn)實際中的太陽能的水位的控制以及水位的顯示。因此根據(jù)以上要求為核心，開發(fā)出一種太陽能熱水器智能控制系統(tǒng)，了目前市面上太陽能熱水器控制系統(tǒng)存在的問題。 但是市面上絕大多數(shù)的控制器結(jié)構(gòu)簡單，功能單一，智能化程度低下，用戶界面不人性化，只具有水位顯示功能，不具有溫度顯示功能。 經(jīng)過兩年多的實踐，人們認識到太陽能熱利用是投資少、見效快、經(jīng)濟實用、節(jié)能減排，實現(xiàn)我國能源替代的 一個好產(chǎn)業(yè)，國家也正大力扶持和支持，學(xué)校、賓館、飯店 、洗浴中心紛紛建設(shè)太陽能洗浴系統(tǒng)，太陽能熱水器的市場存在擴大空間。 目前太陽能熱水器已在我國城鄉(xiāng)開始推廣使用，主要供應(yīng)生活和洗浴熱水，我國已成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)國和應(yīng)用國。 Keywords: microcontroller, thermocouples, solar water heater, automatic control 5 目 錄 引言 ................................................................ 6 第一章 設(shè)計目的與設(shè)計思路 ......................................... 6 設(shè)計目的 ...................................................... 6 設(shè)計要求 ...................................................... 7 設(shè)計思路 ...................................................... 7 設(shè)計方案 ...................................................... 7 第二章 太陽能控制系統(tǒng)的組成及工作原理 .............................. 8 太陽能控制系統(tǒng)的組成 .......................................... 8 太陽能熱水器的控制功能 ........................................ 9 早晨水溫控制： ............................................ 9 循環(huán)水集熱過程： .......................................... 9 冷水集熱控制： ........................................... 10 水箱加熱控制： ........................................... 10 太 陽能控制裝置的工作原理： ................................... 11 第三章 硬件電路設(shè)計 ................................................ 11 檢測電路設(shè)計 ................................................. 11 水溫檢測電路設(shè)計 .......................................... 11 水位檢測電路設(shè)計 .......................................... 12 驅(qū)動電路設(shè)計 ................................................. 13 鍵盤電路和顯示電路的設(shè)計 ..................................... 14 鍵盤電路的設(shè)計 ...........