太阳能热水器自动温度控制器设计原理
太阳能热水器自动控制系统(硬件)
摘要随着人们生活水平的提高，各种热水器的使用已相当普及。
与之相配套的控制仪也相继问世。
然而，目前市场上的各种热水器控制电路还与理想要求相差甚远。
消费者需要真正的“自动”控制，以实现使用的最简单化。
就像家用电视机、电冰箱一样，接通电源、设定完毕就不用再操心了。
本次毕业设计运用AT89C51单片机设计了一种自动控制电路，该电路用于太阳热水器，能实现在用水时，若日晒水温达不到设定值，则电加热自动补温。
从而实现了热水器的自动及节能。
本文详细介绍了基于单片机的太阳能热水器自动控制系统组成、硬件设计。
实现了温度和水位参数的实时显示，而且具有温度设定、水位设定与控制功能，停电后再来电时也不用重新设定，具有故障报警和故障自处理功能，良好的稳定性和抗干扰性能。
本文详细介绍了该控制系统的硬件设计过程。
关键词：单片机；自动控制；太阳能热水器AbstractAlong with the people living standard enhancement, each kind of water heater use quite popularized.One after another is also published with it necessary control meter.However, in the market each kind of water heater control circuit also with ideally requests to be far from at present.The consumer needs truely“automatic” the control, realizes the use to simplify.On the home use television, the electric refrigerator were likely same, put through the power source, the hypothesis finished do not need to worry again.This graduation project has designed one kind of automatic circuit usingat89C51 monolithic integrated circuit, this electric circuit used in the solar water heater, could realize when the water used, if the date exposed to the sun the water temperature not to be able to achieve the setting value, then the electric heating made up automatically heats.Thus has realized the water heater automatic and the energy conservation.This article introduced in detail based on the monolithic integrated circuit solar-powered water heater automatic control system composition, the hardware design.Has realized the temperature and the water level parameter real time display, when has the temperature hypothesis, the water level hypothesis and the control function, after the power cut comes the electricity again does not need to establish, has the breakdown to report to the police with the breakdown from the processing function, good stability and resistance to interference.This article in detail introduced this control system hardware design process.Key words:Monolithic integrated circuit; Automatic control; Solar-powered water heater目录1引言 (5)2控制系统原理 (5)2.2 主要功能 (5)2.2 系统原理图 (6)2.3 操作面板 (7)3控制器硬件设计 (7)3.1 芯片的选择与简介 (7)3.1.1 MSC-51芯片简介 (7)3.1.2 74LS164芯片简介 (11)3.1.3 X5045芯片简介 (11)3.1.4 DS18B20芯片简介 (13)3.1.5 ULN2003芯片简介 (13)3.1.6 其他器件 (13)3.2温度检测电路设计 (13)3.3水位检测电路设计 (16)3.4输出控制电路设计 (17)3.5显示电路设计 (18)3.6按键电路设计 (18)3.7报警电路设计 (19)3.8看门狗电路设计 (19)3.8.1 看门狗电路工作原理 (19)3.8.2 X5045的EEPROM地址分配 (22)4电路制作 (22)4.1 电路实现的基本步骤 (22)4.2 原理图的设计 (23)4.3 板图的生成 (24)4.4 元件清单 (24)总结 (26)致谢 (26)参考文献 (26)附录1…原理图附录2…PCB图引言随着人们生活水平的提高，各种热水器的使用已相当普及。
太阳能自动调温器原理
太阳能自动调温器原理
太阳能自动调温器是一种利用太阳能来调节室内温度的装置。
其原理基于太阳能集热器和传热原理。
当太阳能集热器吸收太阳能时，集热器内的工质（通常是水或空气）被加热，导致工质的温度
升高。
随着温度的升高，工质的密度和体积也会发生变化。
这一变
化被利用来控制室内温度。
在太阳能自动调温器中，通常会使用传感器来监测室内和室外
的温度。
一旦室内温度超过设定值，控制系统就会启动，将热工质
从集热器输送到室内，通过换热器将热量释放到室内空气中，从而
提高室内温度。
反之，如果室内温度低于设定值，控制系统则会停
止工质的输送，以防止过热。
此外，一些太阳能自动调温器还会采用可调节的反射器或遮阳
板来控制太阳能的输入量，以进一步调节室内温度。
通过这种方式，太阳能自动调温器可以实现室内温度的自动调节，减少能源消耗，
提高室内舒适度。
总的来说，太阳能自动调温器利用太阳能集热器和传热原理，
结合控制系统和传感器，实现对室内温度的自动调节，是一种环保、节能的温控装置。
太阳能温控器原理
太阳能温控器原理
太阳能温控器是一种利用太阳能和电子技术实现温控功能的设备。
它的原理是通过感知室内温度，根据设定的温度范围自动调节室内温度，从而实现舒适的居住环境。
太阳能温控器的主要组成部分包括温度传感器、信号处理器、执行器和电源等。
温度传感器用于感知室内温度，通常采用电阻式温度传感器或半导体式温度传感器，可以将温度信号转换为电压信号。
信号处理器负责对温度信号进行处理，比较实际温度与设定温度的差异，并输出控制信号。
执行器则根据控制信号来调节室内温度，通常使用电磁阀控制太阳能集热器的阀门开关或控制空调启停。
太阳能温控器的工作原理如下：当室内温度低于设定温度时，温度传感器将检测到相应的温度信号，信号经过信号处理器处理后输出控制信号。
控制信号通过执行器，调节太阳能集热器的阀门开启，使其开始吸收太阳能将其转化为热能。
当室内温度达到设定温度时，传感器检测到的温度信号与设定温度相等，信号处理器停止输出控制信号，执行器关闭太阳能集热器的阀门停止吸收太阳能。
太阳能温控器的优点是可以利用太阳能作为能量源，减少能源消耗并降低能源成本。
它能够根据温度变化自动控制室内温度，提供舒适的居住环境。
此外，太阳能温控器还具有可靠性高、操作简单、维护方便等特点。
总之，太阳能温控器利用太阳能和电子技术，通过感知室内温
度并根据设定温度范围自动调节室内温度，实现舒适居住环境。
它的工作原理是通过温度传感器、信号处理器和执行器等组成部分实现的。
太阳能热水器智能控制系统设计
太阳能热水器智能控制系统设计一、引言太阳能热水器是一种利用太阳能进行加热水的技术设备，具有环保、节能、安全等优点，正逐渐被广大用户所接受和使用。
然而，当前太阳能热水器的控制系统一般较简单，只能实现温度设定和加热控制的基本功能。
本文将基于这种现状，设计一种太阳能热水器智能控制系统，以提高系统的自动化程度和智能化程度，为用户提供更便捷、高效、舒适的使用体验。
二、系统架构智能控制系统的基本架构包括感知层、传输层和应用层。
感知层通过传感器检测环境参数，如太阳能收集器的温度、太阳辐射强度等，传输层将感知层采集到的数据传输给应用层处理，并接收应用层的控制指令。
三、硬件设计1.传感器选择：选择适合使用环境的温度传感器、辐射传感器等多个传感器，确保感知层能够准确地采集各项参数。
2.控制器设计：选用具有较高性能和稳定性的控制器，能够实时处理感知层传输的数据和应用层指令，确保控制系统的高效、稳定工作。
3.通信模块选择：选择适合的无线通信模块，以确保感知层数据的稳定传输和应用层指令的可靠接收。
四、软件设计1.数据处理算法：根据感知层采集的数据，设计相应的数据处理算法。
如根据太阳能收集器的温度和太阳辐射强度，计算热水器加热的时间和功率等参数。
2.智能控制算法：设计智能控制算法，根据用户设定的热水需求以及当前环境参数，自动控制热水器的工作状态，实现最优的加热效果和节能效果。
3.用户界面设计：为用户提供友好、直观的操作界面，以便用户随时设定热水需求、查询加热状态和温度等信息。
五、系统功能1.自动感知：系统能够自动感知太阳能收集器的温度、太阳辐射强度等参数，并采集到控制器。
2.数据处理：根据感知层采集的数据，通过数据处理算法计算热水器的工作参数，并将参数传输给应用层。
3.智能控制：根据用户设定的热水需求，结合当前环境参数，通过智能控制算法自动控制热水器的工作状态，实现最优的加热效果和节能效果。
4.用户界面：为用户提供友好、直观的操作界面，用户可以设定热水需求、查询加热状态和温度等信息。
毕业设计太阳能热水器控制电路
太阳能热水器控制电路设计一、系统设计1.设计原理太阳能热水器自动控制电路采用AT89S52单片机作为控制关键，外围加蜂鸣器控制电路、数码显示电路、水位检测电路、电机控制电路、按键电路、温度检测电路等。
数码管实时切换显示目前温度与目前液位，当液位过高时，蜂鸣器报警，并且电机反转模拟排水过程；当液位过低时，蜂鸣器报警，并且电机正转模拟进水过程。
本系统设计简朴，成本低，性能优良，具有一定旳稳定性和实用性。
三、硬件电路设计1.基本原理框图图一：原理框图（1）太阳能热水器控制装置重要构成由CPU、显示电路、按键电路、蜂鸣器电路、电机电路、液位检测电路、温度检测电路、电源电路构成，如图一。
（2）太阳能热水器控制装置旳工作原理接通电源后，显示目前水位，水位被分为16个点。
并且显示目前温度。
液位显示与温度旳显示切换进行。
当水位显示低于或等于1时，蜂鸣器报警，并且电机正转，表达进水；当水位显示高于或等于15时，蜂鸣器报警，并且电机反转，表达排水。
液位检测运用CD40512.各部分电路原理（1）最小系统最小系统电路如图二所示。
图二：最小系统（2）显示电路采用LED数码管显示，该方案具有实现轻易、发光亮度大、驱动电路简朴等长处，其可靠性也优于LCD旳显示。
由6个数码管和6个74LS164构成，采用串行静态显示旳措施。
将数码管旳8个输入端与74LS164旳输出端Q0~Q7相连。
P1.0和74LS164旳CLK 连接，作为时钟；P1.4接74LS164旳A 端，作为显示数据旳输入端。
显示电路如图三所示。
C31104VCCC33104VCCC32104VCCC34104VCCC35104VCC图三：显示电路不过使用74LS164串显会出现消隐旳问题。
为了消除消隐，那么就必须在硬件上与软件上结合来消除消隐旳问题。
消隐电路如图四所示。
软件上，在传数据时，先传一种高电平，直到数据传完再传送一种低电平即可。
图四：消隐电路（3）按键电路键按下后，进行温度及液位检测旳切换，也可不使用。
太阳能热水器水温水位控制设计
OCCUPATION1352011 12太阳能热水器水温水位控制设计文/沈建汉太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，与常规能源有很大的区别，这就对太阳能的收集和利用提出了较高的要求。
在太阳能的利用中，有效控制水温和水位是需要解决的关键技术。
一、智能仪工作原理１．基本工作原理利用热敏电阻和液位传感器检测水温和水位，并加以显示。
根据水温水位情况进行控制。
当水位从高到低，出现缺水状态时，蜂鸣报警，缺水指示灯亮，延时15分钟，以免空晒后上水造成炸管，若温度不超过990℃，自动上水至预置水位；若温度高于1000℃，不上水。
太阳晒后，水温上升，当温度超过600℃且水未满时，打开电池阀上水至500℃，防止出现低水量、高水温的不合理现象。
晚上，若热水已用完，延时15分，进行缺水上水；若热水未用完，不上水，以保证热水充分利用；第二天太阳出来后，利用温控上水。
在上水的过程中，水压过低或停水，智能仪会自动进入低水压上水模式，低水压声光报警，间隔30分钟启动上水；若30分钟内不能使水位上升一挡，则停止30分钟，然后再启动，反复循环，以免电池阀长时间通电而烧毁。
２．原理实现方案通过“水位设置”键可进行水位设置，可设置加水水位20%、50%、80%、100%（本仪预置水位50%）。
通过“上水”键，可实现手动上水。
若水位低于预置水位，可上水至预置水位；若水位已达到预置水位，则在原水位基础上再加一挡；若水位已加满，则停止手动加水。
在上水过程中，按“上水”键，可停止上水（见图1）。
二、仪器中的硬件配置１．仪器直流电源可采用集成三端稳压器，只要加上一些外围元件即可实现，如图2所示。
２．输入接口电路的连接接口电路是一组电路，是中央处理器与存储器、输入/输出设备等外设之间协调动作的控制电路。
接口电路的作用就是将来自外部设备的数据信号传送给微处理器，微处理器对数据进行适当加工，再通过接口电路传回外部设备。
所以，接口电路的基本功能就是对数据传送实现控制，具体包括5种功能：地址译码、数据缓冲、信息转换、提供命令译码和状态信息、定时和控制。
太阳能温控阀工作原理
太阳能温控阀工作原理
太阳能温控阀是一种不用电的自来水器，在普通自来水管的基础上，将普通自来水管与温控阀组合在一起，便构成了太阳能温控阀。
当太阳能温控器将温度控制在一定范围内时，将自来水管道内的水加热。
当水温超过一定限度时，温度控制器切断加热电源，使水温保持在一定的温度范围内。
当水温降低到设定的温度时，水温控制器又将水加热。
太阳能温控阀可广泛用于工业、民用建筑给排水系统中，也可用于食品、饮料、化妆品等行业。
在给排水系统中作为温度传感器使用时，可以测量水温、供水压力、进水流量等参数，为热水系统的自动控制提供依据。
太阳能温控阀工作原理
1.控制器工作原理
太阳能温控器与普通温控器一样，主要由主控件、温度传感器、温度开关、热敏电阻等组成。
当把温度传感器的一端连接在控制器上时，由于普通温控器不能将信号传递到控制器中，因此当系统水温超过设定温度时（一般设定在35℃~40℃），主控件上的开关将切断加热电源。
—— 1 —1 —。
太阳能热水器温度控制系统-毕业设计
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汇报人：
目录
01 添 加 目 录 项 标 题
02 系 统 概 述
03 硬 件 设ห้องสมุดไป่ตู้计
04 软 件 设 计
05 系 统 测 试 与 优 化
06 结 论 与 展 望
Part One
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研究太阳能热水器 的温度控制与物联 网技术的结合
THANKS
汇报人：
测试环境：室内温度、光照 强度、水箱容量等
测试结果：系统稳定性、准 确性、响应速度等
优化方案：根据测试结果， 调整系统参数，提高系统性
能
优化方案与实施
优化目标：提高太阳能热水器的温度控制精度和稳定性 优化方案：采用PID控制算法，实现温度闭环控制 实施步骤：搭建测试平台，进行参数调整和优化 优化效果：提高温度控制精度，降低温度波动，提高系统稳定性
Part Five
系统测试与优化
测试环境与设备
测试环境：室内、室外、晴天、 阴天、雨天等不同环境
测试设备：温度传感器、控制 器、太阳能热水器、数据采集 器等
测试方法：模拟实际使用环境， 进行长时间连续测试
测试指标：温度控制精度、响 应时间、稳定性、安全性等
测试过程与结果
测试方法：模拟实际使用环 境，记录温度变化、系统响 应时间等
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自动开关机：根据设定时间自动开 关热水器
远程控制：可以通过手机APP远程 控制热水器的运行状态
系统组成
太阳能集热器：收 集太阳能并将其转 化为热能
储水箱：储存热水， 保持水温稳定
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太阳能热水器自动温度控制器设计原理
引言目前，市场上销售的太阳能热水器大多没有自动控制功能，使用起来
不灵活方便，为此，为太阳能热水器加装自动控制功能，具有广泛的市场。
1
自动控制系统技术要求（1）设定温度的范围为25℃至65℃。
（2）输入信号
为水温传感器产生的温度信号；水位传感器产生的水量信号。
（3）输出信号
为控制水温电信号（控制加热电热管）和控制水流量调节阀信号（控制加水
电磁阀）。
（4）配有输入功能键盘：完成自动/手动、手动加水键、手动加热键、
温度设定键、水位档选择键。
（5）具有两位LED 数码显示电路，显示温度设
定值、实际温度测量值，六个发光二极管指示六档水位
（10%、30%、50%、70%、90%、100%）。
2 系统硬件设计及原理太阳能热
水器加装自动控制功能，主要是加装一个数据采集系统和一个电脑控制板。
根
据太阳能热水器的技术要求及经济方面的考虑，我们选用89C51 单片机为核心
控制器,组成热水器温度控制系统。
系统由89C51 单片机、数据采集系统、水
位选择电路、温度显示系统、水位指示系统、加水电磁阀控制电路、加热电热
管控制电路、报警讯响电路、复位电路、晶振电路、键盘电路组成。
硬件系统
组成粗略框架如图1 所示。
数据采集系统是非常重要的一部分，它通过水温传
感器和水位传感器分别采集水位、水温连续变化的模拟量信号，通过TLC0832
模数转换器，把模拟信号转换成数字信号，送到CPU89C51 中进行处理。
温度
显示系统及水位指示系统如图2 ，显示电路用两个数码管显示温度，采用动态
显示方案，两个数码管为共阳型，两个三极管为PNP 型，7 个I/O 端口输出段
码，小数点不用，2 个I/O 端口输出位控制信号低电平有效，显示温度设定值、
实际温度测量值。
用六个发光二极管作为六档水位指示
（10%、30%、50%、70%、90%、100%），由89C51 直接驱动。
水位选择电路、。