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太陽能輔助加熱裝置的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-展示頁

2024-09-01 20:02本頁面
  

【正文】 : 太陽能熱水器 智能控制器的設(shè)計(jì) 系別 : 電氣工程系 專業(yè) : 電氣自動(dòng)化技術(shù) 班級 : 電氣自動(dòng)化技術(shù) 1033 班 學(xué)生姓名 : 閆珊珊 指導(dǎo)老師 : 杜洋 完成時(shí)間 : 2020120 2 摘 要 太陽是距地球最近、與地球關(guān)系最密切的一顆恒星 ,太陽能是取之不盡,用之不竭,沒有污染的巨大能源。但由于太陽能的分散性、季節(jié)性和地區(qū)性又給太陽能利用帶來重重困難,有些技術(shù)難點(diǎn)尚未突破,產(chǎn)品造價(jià)偏高(如光電 池)。當(dāng)今社會(huì)發(fā)展日新月異,人們衣食住行也在不斷的提高。太陽能熱水器克服了上述缺點(diǎn),他是綠色環(huán)保產(chǎn)品。太陽能熱水器順呼時(shí)代發(fā)展的要求,滿足人們對環(huán)保綠色產(chǎn)品的需求。應(yīng)該注意到,集體單位對太陽能熱水器的用量很大。在太陽能熱利用技術(shù)中,太陽能熱水器是技術(shù)上比較成熟、造價(jià)比較低廉的產(chǎn)品,同時(shí)給人民提供不耗能源、保護(hù)環(huán)境、絕對安全的熱水而受到人們的歡迎。雖然有的控制器配有電加熱輔助裝置 ,但都不是全智能型的 ,給用戶使用帶來許多不便。其主要功能包括熱水器溫度顯示 ,液位顯示,輔助電加熱溫度控制,輔助電加熱時(shí)間控制、預(yù)約控制等。 關(guān)鍵詞:單片機(jī)、太陽能熱水器、溫控系 3 目 錄 摘 要 .......................................................................................................................... 2 (緒論) ................................................................................................................ 4 太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場競爭分析 .......................................................... 4 ............................................................................................................ 4 本設(shè)計(jì)的目的和意義 ......................................................................................... 4 設(shè)計(jì)過程及工藝要求 ......................................................................................... 5 論文的結(jié)構(gòu)組成 ................................................................................................ 5 太陽能熱水器輔助加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì) ................................................... 6 系統(tǒng)硬件電路方案 ...................................................................................... 6 溫濕度傳感器的選擇以及傳感器相關(guān)參數(shù) .................................................. 7 單片機(jī)型號選擇 ........................................................................................ 9 AT89S52 單片機(jī)參數(shù)等相關(guān)信息 ............................................................... 10 數(shù)碼管的選擇以及相關(guān)的參數(shù) .................................................................. 14 時(shí)鐘芯片的選擇以及相關(guān)的參數(shù) ............................................................... 17 其他相關(guān)元件的選擇以及相關(guān)的參數(shù) ........................................................ 21 系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)思路 ............................................................................. 21 ................................................................. 22 系統(tǒng)溫度采集電路硬件設(shè)計(jì)方案 ...................................................................... 22 系統(tǒng)時(shí)間采集電路硬件設(shè)計(jì)方案 ...................................................................... 23 系統(tǒng)水位采集電路硬件設(shè)計(jì)方案 ...................................................................... 24 系統(tǒng)單片機(jī)及按鍵電路硬件設(shè)計(jì)方案 ............................................................... 25 系統(tǒng)數(shù)碼管顯示電路硬件設(shè)計(jì)方案 .................................................................. 26 系統(tǒng)報(bào)警及水位水溫控制電路硬件設(shè)計(jì)方案 .................................................... 27 .......................................................... 27 系統(tǒng)單片機(jī)讀取按鍵信息軟件方案 .................................................................. 27 系統(tǒng)單片機(jī)讀取處理芯片信息軟件方案 ........................................................... 29 系統(tǒng) LED 顯示以及其他部分軟件方案 ............................................................. 30 總 結(jié) ........................................................................................................................... 30 結(jié)束語 ........................................................................................................................... 31 致謝 ........................................................................................................................ 31 參 考 文 獻(xiàn) .................................................................................................................. 31 附件一 電路圖 ............................................................................................................... 32 附件二 源程序 ............................................................................................................... 33 4 (緒論) 太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場競爭分析 自 20 世紀(jì) 90 年代以來,我國太陽能熱水器行業(yè)保持了 20 年左右的快速增長。 目前我國已成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)國和太陽能熱水器市場,該產(chǎn)業(yè)也成為我國唯一在生產(chǎn)能力和利用規(guī)模上處于世界領(lǐng)先水平的可再生能源產(chǎn)業(yè)。 2020 年 6 月,國家財(cái)政部、發(fā)改委、工業(yè)和信息化部聯(lián)合發(fā)起的《高效節(jié)能太陽能熱水器惠民工程推廣實(shí)施細(xì)則》正式出臺。 目前,我國城鄉(xiāng)居民對洗浴熱水的需求增長迅猛。隨著中高溫太陽能熱水器的開發(fā)以及太陽能與建筑一體化技術(shù)的日益完善,太陽能熱水器的應(yīng)用領(lǐng)域不再局限于提供熱水,正逐步向取暖、制冷、烘干和工業(yè)應(yīng)用方向拓展,中國太陽能熱水器市場潛力巨大。本裝置電路簡單、實(shí)用性強(qiáng)、性價(jià)比高、水溫控制靈活,水位顯示直觀醒目。具有良好的市場前景 5 設(shè)計(jì)過程及工藝要求 ( 1)基本功能; ① 檢測溫度、 水位 ; ② 顯示溫度、 水位 ; ( 2)主要技術(shù)參數(shù) ① 溫度檢測范圍 : 0℃ 99℃; ② 測量精度 : ℃; ③ 水位 檢測范圍 : 10%100%; ④ 檢測精度 : 20%; ⑤ 顯示方式 : 數(shù)碼管顯示 ; ⑥ 信息輸入 方式 : 通過按鍵可以設(shè)定水溫、加熱時(shí)間、預(yù)約加熱時(shí)間等 。 自動(dòng)上水時(shí)會(huì)有燈光常亮,和一聲提示音。 論文的結(jié)構(gòu)組成 本論文分為 四 部分 : 緒論: 太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場競爭分析 。 第三章:介紹以單片機(jī) AT89S52 為信息處理核心的 太陽能熱水器 輔助加熱系統(tǒng) 設(shè)計(jì)電路,詳細(xì)分析各單元的硬件電路,并給出相關(guān)電路原理圖。 6 太陽能熱水器輔助加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件電路方案 根據(jù)系統(tǒng)功能要求,需要一下電路:單片機(jī)控制電路,水位監(jiān)測電路,溫度檢測電 路、按鍵檢測電路,溫度、水位、計(jì)時(shí)顯示電路,加水控制電路,加熱控制電路,時(shí)間讀取電路等等。 圖 2— 1 太陽能熱水器輔助加熱系統(tǒng) 硬件原理圖 其各部分電路具體功能如下: 因?yàn)樘?能熱水器的測溫點(diǎn)距加熱控制器有一定的距離,因而在選擇溫度傳感器時(shí)最好選用數(shù)字量的器件。 3 按鍵信息輸入電路:此電路主要完成 加熱溫度設(shè)定、加熱時(shí)間設(shè)定、預(yù)約加熱時(shí)間設(shè)定、改變顯示數(shù)據(jù) 等等功能,屬于人機(jī)交流部分,使整個(gè)系統(tǒng)更加合理,人性化。 當(dāng)然最主要的是他的軟件要正常運(yùn)行。 5 時(shí)間讀取 電路:此電路主要為此系統(tǒng) 提供較為準(zhǔn) 確的時(shí)間,使整個(gè)系統(tǒng)能正確的判斷出白天與夜晚和何時(shí)是用水高峰等,是其能達(dá)到智能控制的關(guān)鍵 。 6 提示 電路 及信息顯示電路 :此電路主要完成當(dāng) 水溫 度值 、水位 超過設(shè)定值 或最大值時(shí),發(fā)出提示 信號,其中包括聲響信號和光信號。其顯示信息數(shù)量較為簡單,所以可以選擇數(shù)碼管顯示。 7 加水電路及加熱 電路: 對于家用太用能熱水器 加水加熱都沒有精確的水位溫度要求,在此電路可以直接選擇開關(guān)量的器件控制加熱加水,但其控制的電壓電流值 比較大,所以在設(shè)計(jì)上要綜合考慮。 溫濕度 傳感器是 溫濕度 測系統(tǒng)中重要的組成部分,其基本功能是將 庫房的溫度 和 濕度 這樣一些物理量 (非電量 )轉(zhuǎn)換成為便于測量的電量。 目前, 溫濕度 信號的測量方式 較多,但在測溫方面主要有: ① 金屬熱電阻:溫度 /熱改變 電阻 阻值 ② 熱電偶:溫度 /熱量 使導(dǎo)體產(chǎn)生 溫差電動(dòng)勢 ③ 半導(dǎo)體熱敏電阻:溫度 /熱量 改變 電阻 阻值 ④ 紅外釋熱測溫:溫度 改變 紅外熱輻射 ⑤ 色溫法:溫度 改變 金屬顏色變化(煉鋼) ⑥ 石英:溫度 改變 石英震蕩頻率 ⑦ 形變:溫度 使 雙金屬片 彎曲 而以上傳感器不能滿足外部電路簡單,數(shù)字量輸出的要求,而 DS1302 及能滿足系統(tǒng)的要求而且價(jià)格便宜,穩(wěn)定性好。它具有體積小 ,分辨率高 ,轉(zhuǎn)換快等優(yōu)點(diǎn)。溫度實(shí)時(shí)測控集裝箱的設(shè)計(jì) , 在實(shí)現(xiàn)測控系統(tǒng)的溫度檢測方面就較好地利用了 DS18B20 的獨(dú)到 特點(diǎn) ,使系統(tǒng)得到了極大的簡化。 DS18B20 在 I/O 處理器連接時(shí) ,僅需要一個(gè) I/O 口即可實(shí)現(xiàn)微處理器同 DS18B20 的雙向通訊。 3) DS18B20 的測溫范圍為 : 55℃~ +125℃ ,在 10℃~ + 85℃時(shí) , 其精度為 + 015℃。 數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 測溫范圍為 5
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