一種太陽能熱水器節能控溫系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及傳感器與儀表技術領域，特別是涉及一種太陽能熱水器節能控溫系統。
技術背景
[0002]目前，太陽能熱水器以其安全、經濟、適用、無污染等特點廣泛應用于城鄉地區，然而，在設計和安裝上，普遍存在著“熱等待”、水壓不足、控制復雜等問題，導致水電浪費，并嚴重影響用戶沐浴的舒適度，極大地阻礙了太陽能這種清潔能源的進一步推廣和應用。相關研究和優化主要是通過排空冷水管、改善輔助加熱器、太陽能內部結構改進、恒溫控制等來改變這一現狀，但是都無法完全解決以上的問題。
【實用新型內容】
[0003]為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種太陽能熱水器節能控溫系統。
[0004]本實用新型所采用的技術方案是:一種太陽能熱水器節能控溫系統，包括太陽能熱水器(I)、控制器(3)、上水裝置(11)、輔助加熱裝置(16)、恒溫控制裝置(17)、節水裝置(18)，其特征在于:所述控制器(3)通過CAN總線與所述裝置連接，所述裝置接收所述控制器(3)發出的信號進行動作；所述控制器(3)是以單片機(19)為核心的控制單元；所述上水裝置(11)是一個一進一出電磁閥；所述輔助加熱裝置(16)包括溫度傳感器⑶、輔助加熱器(9);所述恒溫控制裝置(17)包括溫度傳感器(5)、溫度調節閥￠)、流量調節閥
(7);所述節水裝置(18)包括變徑三通管(10)、單向止回閥(12)、儲水箱(13)、溫度傳感器
(14)、三通電磁閥(15)。
[0005]所述的一種太陽能熱水器節能控溫系統，其特征在于:所述控制器⑶包括機殼面板、電路結構，其機殼面板包括設有太陽能水溫和出水溫度LED數碼管(30)、流量調節按鈕(31)、顯示水位的發光二極管指示燈(32)、開關電源按鈕(33)、水位控制手動按鈕(34)、溫度調節按鈕(35);內部電路結構包括控制電路(20)、顯示電路(24)、報警電路(25)溫度檢測電路(26)、水位檢測電路(27)、鍵盤電路(28)、晶振電路(29)，其控制電路(20)包括電機控制電路(21)、電磁閥控制電路(22)、電加熱控制電路(23)，所述節水裝置(18)包括變徑三通管(10)、單向止回閥(12)、儲水箱(13)、溫度傳感器(14)、三通電磁閥(15)，所述輔助加熱裝置(16)包括溫度傳感器(8)、輔助加熱器(9)，所述恒溫控制裝置(17)包括溫度傳感器(5)、溫度調節閥￠)、流量調節閥(7)。
[0006]所述的一種太陽能熱水器節能控溫系統，其特征在于:電機控制電路(21)，設計中采用57混合式兩相步進電機對出水溫度和流量進行調節，步進電機通過將電脈沖信號轉變為步進電機線圈的角位移，從而控制閥門開度進行水溫和流量的調節。
[0007]所述的一種太陽能熱水器節能控溫系統，其特征在于:電磁閥控制電路(22)，設計中需對兩個電磁閥進行控制:其中一進兩出三通電磁閥(15)主要實現水流流向的控制；一進一出電磁閥(11)主要實現上水功能。
[0008]所述的一種太陽能熱水器節能控溫系統，其特征在于:電加熱控制電路(23)，主要由功率放大電路、光電耦合電路、雙向晶閘管、電熱絲等組成。單片機輸出的控制信號經光耦M0C3041控制雙向可控硅BTA12的導通時間，從而實現加熱溫度大小的控制。
[0009]所述的一種太陽能熱水器節能控溫系統，其特征在于:顯示電路(24)，本次設計人機界面顯示內容主要包括太陽能水溫顯示、設定溫度顯示和水位顯示，溫度顯示用LED數碼管顯示，水位高低通過不同顏色發光二極管顯示。
[0010]所述的一種太陽能熱水器節能控溫系統，其特征在于:溫度檢測電路(26)采用美國DALLAS半導體公司生產的智能溫度傳感器DS18B20作為檢測元件，其測溫范圍為_55°C到+125°C，分辨率最大可達0.0625°C，DS18B20可以直接讀出被測溫度值，而且采用3線制與單片機相連。
[0011]所述的一種太陽能熱水器節能控溫系統，其特征在于:水位檢測電路(27)通過位于儲水箱(13)的檢測電極進行檢測，顯示共分4檔，分別對應水位為20%、50%、80%、100%。
[0012]所述的一種太陽能熱水器節能控溫系統，其特征在于:鍵盤電路(28)主要使用到6個按鍵，分別為:開關鍵swl、溫度調節鍵(加溫鍵)sw2、溫度調節鍵(減溫鍵)sw3、流量調節(加量鍵)SW4、流量調節(減量鍵)SW5、手動上水鍵sw6 ;采用獨立按鍵方式實現不同功能；開關鍵swl是系統開始或者結束時采集數據并做出相關指令，溫度調節鍵(加溫鍵)sw2是在設定溫度值上漸次加一，溫度調節鍵(減溫鍵)sw3是在設定溫度值上漸次減一，流量調節(加量鍵)sw4是隨按鍵時間長短使流量逐漸增大，流量調節(減量鍵)sw5是隨按鍵時間長短使流量逐漸減小，手動上水鍵sw6是打開上水閥。
[0013]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:基本上解決了目前市場上落差式太陽能熱水器所存在的“熱等待”、出水量小、控制復雜等問題，顯著提高了熱效率，節約了水電資源。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的太陽能熱水器節能控溫系統的總體結構框圖。
[0015]圖2為控制器面板示意圖。
[0016]圖3為控制器電路結構框圖。
[0017]圖4為主控系統流程圖。
[0018]圖5為控制系統電路原理圖。
[0019]圖6為水位檢測電路圖。
【具體實施方式】
[0020]在圖1中，整個系統包括太陽能熱水器(I)、溫度傳感器(2)、控制器(3)、噴頭
(4)、上水裝置(11)、輔助加熱裝置(16)、恒溫控制裝置(17)、節水裝置(18)、水管以及連接各元件的CAN總線；上水裝置(11)包括兩通電磁閥；輔助加熱裝置(16)包括傳感器(8)、輔助加熱器(9);恒溫控制裝置(17)包括溫度傳感器(5)、溫度調節閥￠)、流量調節閥(7);節水裝置(18)包括變徑三通管(10)、單向止回閥(12)、儲水箱(13)、溫度傳感器(14)、三通電磁閥(15)。
[0021]在圖2中，面板上設有太陽能水溫和出水溫度LED數碼管(30)、流量調節按鈕
(31)、顯示水位的發光二極管指示燈(32)、開關電源按鈕(33)、水位控制手動按鈕(34)、溫度調節按鈕(35)。
[0022]在圖3、圖5、圖6中，以單片機(19)為核心，由控制電路(20)、顯示電路(24)、報警電路(25)、溫度檢測電路(26)、水位檢測電路(27)、鍵盤電路(28)、晶振電路(29)等構成；控制電路(20)包括電機控制電路(21)、電磁閥控制電路(22)、電加熱控制電路(23)。
[0023]STC125A08S2單片機(19)系統電機控制電路(21)端口 Pl.0-P1.3分別與步進電機驅動芯片L298N的IN1-1N4引腳連接，步進電機驅動芯片L298N的0UT1-0UT4引腳分別與步進電機M1、M2連接，ENA、ENB和VSS引腳接5V電源，VS引腳接12V電源，SENSEA、SENSEB和GND引腳接地。
[0024]STC125A08S2單片機(19)系統電磁閥控制電路22端口 Pl.4與三極管2N2002基極相連，三極管2N2002集電極與另一個三極管2N2002基極連接，集電極與電磁閥連接，發射極均接地。
[0025]STC125A08S2單片機(19)系統電加熱控制電路(23)端口 P0.7與光電隔離電路連接，光電隔離器另一端與雙向晶體管BTA12和加熱絲連接。
[0026]STC125A08S2單片機(19)系統水位顯示電路(24)端口 P2.0-P2.3分別與4個發光二極管連接。
[0027]STC125A08S2單片機(19)系統溫度顯示電路(24)端P P2.4-P2.7分別與芯片CH451的DIN、DCLK、D0AD和DOUT引腳相連，芯片CH451的SEG0-SEG6引腳分別與數碼管陰極