家用电热水器控制系统设计

v .. .

..

. . . 资 料. . 目录

摘要.......................................................................................................................... I

ABSTRACT ................................................................................................................ II

第1章 引言 ............................................................................................................ 1

第2章 系统功能需求分析与设计方案选择 ............................................................... 3

2.1 系统功能需求分析 ...................................................................................... 3

2.2 方案选择 .................................................................................................... 3

2.3 本章小结 .................................................................................................... 6

第3章 硬件系统设计 .............................................................................................. 7

3.1 电源电路 .................................................................................................... 7

3.2 单片机最小系统说明 ................................................................................... 8

3.3 温度检测电路 ............................................................................................. 9

3.4 人机交互电路 ........................................................................................... 10

3.4.1 键盘接口电路 .................................................................................. 10

3.4.2 显示电路 ........................................................................................ 10

3.5 红外一体接收模块 .................................................................................... 13

3.6 报警电路 .................................................................................................. 13

3.7本章小结 ................................................................................................... 13

第4章 软件系统设计 ............................................................................................ 15

4.1 主程序流程图 ........................................................................................... 15

4.2 液晶显示程序设计 .................................................................................... 15

4.2.1写操作时序图 .................................................................................. 15

4.2.2 初始化程序 ..................................................................................... 16

4.2.3 向LCD1602发送数据程序设计 ....................................................... 17

4.3按键扫描程序设计 ..................................................................................... 17

4.4温度控制程序设计 ..................................................................................... 18

4.4.1初始化DS18B20 .............................................................................. 18 v .. .

..

. . . 资 料. . 4.4.2读取DS18B20当前温度 ................................................................... 19

4.5控制程序策略设计 ..................................................................................... 19

4.6本章小结 ................................................................................................... 21

第5章 仿真与调试 ................................................................................................ 22

第6章 总结 .......................................................................................................... 26

致谢....................................................................................................................... 28

参考文献 ................................................................................................................ 30

附录......................................................................................................................... 1v .. .

..

. . . 资 料. . v .. .

..

. . . 资 料. . 摘要

本设计完成了基于单片机控制的家用电热水器控制系统的设计。系统选STC89C51单片机作为控制器,利用DS18B20数字温度传感器实时检测当前水温,以串行通行的方式反馈给单片机搭建了硬件平台;利用C语言完成温度控制系统软件开发;借助protuse平台进行了模拟仿真,仿真结果表明:该系统实行方案简单易行,可以实现检测水温、加热、红外遥控等功能。

关键词:STC89C51,DS18B20,红外遥控

v .. .

..

. . . 资 料. . ABSTRACT

合集下载

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

太阳能热水器智能控制系统设计

智能控制系统主要分为硬件部分和软件部分。硬件部分包括传感器、执行器和控制模块;软件部分包括数据采集、数据处理和控制算法。

1.传感器

通过安装在太阳能热水器上的不同类型的传感器,可以实时获取一些必要的参数信息,如太阳辐射强度、水温、水位等。传感器的选择需要考虑到其精度、可靠性和成本等因素。传感器可以通过模拟信号或数字信号的形式将收集到的数据传输给控制模块。

2.执行器

执行器用于控制太阳能热水器的工作状态,如水泵的开关控制、阀门的开关控制等。执行器通常由电磁阀、电机或电热器等组成,通过开关控制电源的通断来实现相应的操作。

3.控制模块

控制模块是整个智能控制系统的核心部分,它接收传感器传输过来的数据,并根据一定的控制算法进行处理,最后控制执行器的工作。控制模块通常由单片机或微处理器组成,具有数据处理能力,并能通过通信接口与其他设备进行数据传输和控制。

4.数据采集

数据采集是指将从传感器采集到的数据进行收集和记录的过程,可以将数据存储在数据库或者内存中,供后续的数据处理和分析使用。数据采集可以通过定时采集、事件触发采集或实时采集等方式进行。

5.数据处理 数据处理是指对采集到的数据进行计算、分析和处理的过程,以提取有用的信息。例如,可以通过计算太阳能辐射强度和水温的关系来预测水温的变化趋势,以及控制相应的工作状态。

6.控制算法

控制算法是根据实际应用需求设计的,用于根据传感器数据和其他信息来控制太阳能热水器的工作状态。例如,根据太阳辐射强度和水温的关系,可以设计一个算法来控制水泵的开关,以实现更高效的加热水温。

总结起来,太阳能热水器智能控制系统的设计可以通过传感器实时获取相关参数信息,经过数据采集和处理,最终通过控制算法控制执行器的工作状态。这样的设计可以提高太阳能热水器的效率和节能性,实现智能化的控制和管理。

基于PLC的太阳能热水器控制系统设计

基于PLC的太阳能热水器控制系统设计

本科毕业设计(论文)

题 目 基于PLC的太阳能

热水器控制系统设计

学生姓名

专业班级 自动化07-2班

学 号

院 (系) 电气信息工程学院

指导教师

完成时间 2011年06月 05日

电气信息工程学院

本科毕业设计任务书

题目 基于PLC的太阳能热水器控制系统设计

专业 自动化07-2班 学号 2 姓名

主要内容、基本要求、主要参考资料等:

主要内容:

本设计研究的主要内容是用PLC控制太阳能热水器系统,实现太阳能热水器系统自动控制及手工控制,使其满足实际各种控制需要,使更多的工作免于人工参与、使系统更加稳定可靠。

基本要求:

1、确定系统的各种工序,绘制系统的工艺流程图.

2、PLC选型及I/O点分配.

3、设计、绘制梯形图,满足各个控制要求。

4、绘制电气原理图、外部接线图等。

主要参考资料:

[1]袁任光.可编程序控制器技术与实例[M]。广州:华南理工大学出版社,2003。215-238

[2]陈宏.可编程控制器( PLC)的选型[J]。化工进展,2003,22 (12) :1354-1356

[3]赵缓,越慧.我国太阳能资源及其开发利用[J].经济地理,1998,98-125

[4]陆维德.我国太阳热水器产业的发展[J].太阳能,1999(4):23-25

[5]网上查阅的相关资料等

完 成 期 限: 2011。03 ~ 2011.06

指导教师签名:

专业负责人签名:

2011年 03 月 01 日 基于PLC的太阳能热水器控制系统设计

基于PLC的太阳能热水器控制系统设计

基于单片机的电热水器定时控制器设计

基于单片机的电热水器定时控制器设计

第19卷第6期 2006年11月 机电产品开发与刨新 Development&Innovation of Machinery&Electrical Products VOI.19.No.6 NOV..2006 

基于单片机的电热水器定时控制器设计 

刘海英 , 

(1.武汉工程大学电气与信息学院,湖北 胡卫兵 ,魏军丞 

武汉430073;2.武汉宏软公司,湖北武汉430073) 

摘 要:利用AT89C2051单片机为核心器件辅以外围电路设计了电热水器定时控制器,用户可以在24小 

时内任意设置热水器开启和关闭的时间,具有简单易制、价格低廉、控制时间精确等特点。该控 

制器已经通过测试并制成电路板,功能基本实现,有待推广使用。 

关键词:AT89C2051; 

中图分类号:TP368 电热水器;定时控制;动态扫描;键盘电路 

文献标识码:A 文章编号:1002—6673(2006)06—129—02 

0 引言 

传统的大容量电热水器加热的时间比较长,如果热 

水器一直开着,则耗能耗电。定时开关控制器可有效解 

决这些问题,使电热水器使用起来更加舒适省电。这样 

电热水器不仅可以充分利用闲置的时间,避免用户使用 

时长时间等待,减少不必要保温,也可以更加节约电能, 

特别对低谷及高峰用电有差价地区,利用晚间低谷用电 

开机加热,白天用电高峰关机保温,能大量节约电费开 

支。本文中的定时控制器主要是以单片机AT89C2051作 

为核心控制元件,通过外围电路控制热水器的电源,以 

达到定时开关机的目的。 

1 硬件组成及工作原理 

本系统加电后即进人正常计时状态,用户可以随时进 

行校准时间动作以及设定热水器开关的时间,控制器将会 

在设定的开关时刻通过单片机的输出端口控制输出继电器 

动作,进而控制热水器的启闭。硬件原理图见图1 r1_ 。 

--● 1.1 显示电路 

主要由七段共阳显示译码器74IJs47、3线~8线译码 

器74HC138、7个PNP型三极管和六个数码管组成。通 

即热式电热水器温度控制电路设计和分析

即热式电热水器温度控制电路设计和分析

I 一王猩蝮篁起………………………一 

即热式电热水器温度控{l;==『电路设计和分析 

岳阳职业技术学院机电工程系 王伟 刘 锐彭细华 

【摘要】本文设计了一种基 ̄-B3D590温度传感器的即热式电热水器温度控制电路,并对各部分电路的组成、工作原理进行详细的分析和说明。 【关键词】即热式;传感器;温度控制 

1.引言 即热式电热水器是一种通过短时间 加热,即开即用并具有精确温度控制的 

新型热水器。其温度控制的主体设计主 

要包含三个方面,温度传感器、加热器 和温度控制器。温度传感器为温度检测 电路主体外围元件,其主要作用是用于 

接触机体输出水流,将测得的温度变化 

信号输出转换成电信号加以输出,加热 

器主负责于机体内部水流进行加热,保 持恒定温度舒适的水流输出。温度控制 

器用于对机体内水温进行智能控制,并 

通过温度数字化来进行直观显示。总体 框图如图1所示。 

2.控制电路设计及原理分析 电路主要由温度检测、A/D数模转 

换、过零检测、加热控制及键盘、显示 

拇 鎏俸嚣I t 

图1总体组成框图 

图2 AD590温度检测电路 

图3 A/D转换电路 

一78一电子11 ̄'-I'P-/2012.07/ 五部分电路组成,其电路设计和工作原 

理如下: (1)温度检测电路 温度检测电路为该设计的主体电路 

之一,温度检测电路首先对经过加热器 加热后的机体水流温度进行温度检测, 

同时将温度的变化信号转换为电脉冲的 脉宽信号,继而反馈给单片机。依据良 

好的性价比,高精确度要求,设计采 

用美国ANALOGDEVICES公司的智能温度 

传感器AD590,工作电压在+4V ̄+30V范 围内变化,反向最大承受电压为20V左 

右,正向最大承受电压为44V。输出电 阻710M Q,器件反接不会导致器件被损 

坏。正常工作温度为一55℃ ̄+150℃。在 +4V ̄+30V输入电压范围内,电路中电流 每变化1 则温度变化1K,电路设计如 

图2所示。 (2)A/D数模转换电路 如图3所示,A/D数模转换电路设计 在电热水器温度控制器中,在数模信号 

家庭使用电热水器的功率计算与设计

家庭使用电热水器的功率计算与设计

家庭使用电热水器的功率计算与设计

家庭使用电热水器是我们日常生活中非常常见的电器设备之一。为了确保正常使用和安全,我们需要对电热水器的功率进行合理的计算和设计。本文将介绍家庭使用电热水器的功率计算与设计的相关原理和方法。

一、功率计算的原理

电热水器的功率计算需要考虑的因素有很多,包括供水需求、加热温度、加热时间以及能源消耗等。在进行功率计算时,我们可以采用下面的公式:

功率(W)= 加热能量(J)/ 加热时间(s)

其中,加热能量可以通过下面的公式进行计算:

加热能量(J)= 水的质量(kg) × 比热容(J/kg·°C)× 温度差(°C)

在进行功率计算时,还需要考虑加热效率、损耗等因素对结果的影响。一般来说,电热水器的加热效率约为98%,损耗较小,可以忽略不计。

二、功率计算的步骤

在进行功率计算时,我们可以按照以下步骤进行:

1. 确定供水需求:首先需要确定家庭使用电热水器的供水需求,即每天需要加热的水的量。这可以根据家庭成员的人数,平均用水量以及个人习惯来确定。

2. 确定加热温度和加热时间:其次需要确定加热温度和加热时间。加热温度取决于家庭使用需求,一般为40-60摄氏度之间。加热时间可以根据电热水器的特性来确定,一般需要根据实际情况进行试验。

3. 计算加热能量:根据确定的供水需求、加热温度和加热时间,可以计算出所需的加热能量。 4. 计算功率:将计算得到的加热能量除以加热时间,即可得到所需的功率。

三、功率设计的考虑因素

在进行功率设计时,除了上述的计算方法外,还需要考虑以下因素:

1. 考虑电路容量:在家庭使用电热水器时,需要注意所连接的电路的容量是否足够承载所需的功率。一般来说,电热水器的功率在1000到3000瓦之间。

2. 考虑稳定性:电热水器的功率设计还需要考虑稳定性问题,确保电热水器能够稳定地提供所需的加热能量,避免过载或不足的情况。

3. 考虑安全性:功率设计时还需要注意电热水器的安全性问题。例如,选择合适的绝缘材料和防漏电技术,确保用户的安全。

电磁热水器温度控制系统仿真设计

电磁热水器温度控制系统仿真设计

Hardware Technique 电磁热水器温度控制系统仿真设计 林雄伟,胡大斌 (海军工程大学船舶与动力学院,湖北武汉430033) 摘 要:介绍了电磁热水器温度控制系统的设计与仿真实现方案。采用数字式温度传感器 DS18B20测量水温,用按键设定所需温度,数码管显示实际温度与设定温度。当水温低于设定温度时, 单片机驱动加热电路进行加热,当水温达到设定温度时停止加热。 关键词:温度控制;单片机;数字式温度传感器;Proteus 中图分类号:TP273.1 文献标识码:A Simulation design of temperature control system in electromagnetic wa土er heater LIN Xiong Wei,HU Da Bin (College of Naval Architecture and Power,Naval University of Engineering,Wuhan 430033,China) Abstract:The design and simulation realization of temperature control system in electromagnetic water heater is introduced. Water temperature is given by the digital sensor DS18B20,the wanted temperature is set by the button,both temperature are shown by LED.When the water temperature is lower than the wanted temperature,the MCU drives the heating circuit to heat the water. When the water temperature reaches the wanted temperature,then stop heating. Key words:temperature control;MCU;digital temperature sensor;Proteus 热水器是现代家庭中一种十分重要的家用电器。目 前,常见的电热水器大多采用电热丝加热形式,这种加 热形式不仅效率低而且存在漏电隐患。现在,基于电磁 感应加热原理的、更加节能安全的新型电热水器已经崭 露头角。本文所的介绍即热式电磁热水器,要求将初温 为10℃左右的水加热到20cc~50℃f具体温度由用户设 定1。文中对其温度控制部分做了初步研究,并用Proteus 软件做了仿真实现。 1电磁热水器的加热原理 根据电磁感应原理,高频电流通过线。圈时产生高频 磁场,将金属导磁材料置于这样的高频磁场,金属体中 会产生无数高速运动的电流回路f即涡流),涡流产生的 巨大的循环能量转换为有效热能,并将会使金属加热组 件迅速升温。这种利用涡流加热的方式在工业与民用方 面已获得广泛应用,其优势是有着很高的功率密度,单 位加热面上的功率可达0.1~2 kW/cm ,加热速度极 快,能在数秒至数十秒内将金属表面加热到800℃~ 1 000℃。电磁即热式热水器正是根据这一特性通过电 磁转换传递足够能量.将加热体的金属导磁材料迅速加 热升温,进而使流经加热体的水迅速升温。 电磁热水器加热主电路主要由 —C振荡电路、绝 缘栅双极晶体管(IGBT)构成,如图1所示。其原理是:电 网电压(220 V、50 Hz1经整流、滤波后得到直流电压 f图1.中将这部分省略直接给出u1并把其加到谐振电路 和功率开关管IGBT的两端。IGBT在驱动脉冲信号的作 用下处于“导通”和“关断”的工作状态中。 加热体 冲 图1 加热主电路简化图 电感 中的电流变化如图2所示,并分析【l】如下: (1)幻~£1时段:t0时亥4 IGBT开通,此时 =0,iL=O, VD关断。t。之后直流电源 向线圈 充电,直到t1时刻 

电热水器原理

电热水器原理

电热水器是一种利用电能将水加热至所需温度的家用电器。它通过电加热元件将电能转化为热能,从而实现加热水的功能。电热水器的工作原理主要包括加热元件、温控系统和保温层三个部分。

首先,加热元件是电热水器的核心部件,一般采用发热丝或发热管。当电热水器接通电源后,电能被加热元件转化为热能,使得水温逐渐升高。发热丝和发热管的材质和结构设计都会影响加热效果和耐用性,因此在选择电热水器时,消费者需要关注加热元件的质量和性能。

其次,温控系统是保证电热水器工作稳定的关键。温控系统通过感应水温的变化,控制加热元件的工作状态,从而保持水温在设定的范围内。一般来说,电热水器的温控系统会设有高温保护装置,当水温超过设定的安全范围时,会自动切断电源,以避免发生安全事故。

最后,电热水器通常还会设置保温层,以减少热量的散失,从而提高能源利用效率。保温层的材质和厚度直接影响着电热水器的保温性能,好的保温层能够有效减少水温的下降速度,延长热水的保温时间。

总的来说,电热水器通过加热元件将电能转化为热能,通过温控系统控制水温,再通过保温层减少热量散失,从而实现加热水的功能。在选择电热水器时,消费者需要关注加热元件、温控系统和保温层的质量和性能,以确保电热水器的安全、高效工作。

以上就是关于电热水器原理的介绍,希望对大家有所帮助。

基于单片机的太阳能热水器智能控制器设计

设计一个基于单片机的太阳能热水器智能控制器是一项非常有意义的工程项目。通过这个设计,我们可以实现对太阳能热水器系统的智能监测和控制,提高系统的效率和可靠性。下面将详细介绍这一设计的原理、结构、功能和实施步骤。

一、设计原理

基于单片机的太阳能热水器智能控制器的核心原理是通过传感器采集环境温度、水箱温度、太阳能辐射等数据,并通过单片机进行数据处理、控制算法运算,最终实现对太阳能热水器系统的自动控制。

二、系统结构

1. 传感器模块

包括环境温度传感器、水箱温度传感器、太阳能辐射传感器等,用于采集相关参数数据。

2. 控制模块

采用单片机作为控制核心,通过编程实现对传感器数据的采集、处理和控制策略的执行。

3. 显示模块 一般采用液晶显示屏或数码管显示太阳能热水器的工作状态、温度等信息。

4. 执行模块

通过继电器或驱动电路控制太阳能热水器系统中的循环泵、电加热器等设备的开关。

三、功能设计

1. 环境监测:实时监测环境温度和太阳光照强度,以便调整系统工作状态。

2. 温度控制:根据水箱温度和环境温度,控制循环泵和电加热器的运行,保证水温在合适范围内。

3. 节能优化:根据太阳能辐射情况,合理利用太阳能资源,减少电加热器的使用,节约能源。

4. 故障检测:监测系统运行状态,及时发现故障并报警,保障系统安全稳定运行。

四、实施步骤

1. 传感器接入:将环境温度传感器、水箱温度传感器、太阳能辐射传感器等传感器连接至单片机的模拟输入引脚。

2. 程序设计:编写单片机程序,包括数据采集、控制算法、显示控制等功能的实现。

3. 硬件连接:根据设计需求,将单片机、传感器、显示模块、执行模块等连接至一块PCB板上。

4. 调试测试:将控制器连接至太阳能热水器系统,进行系统调试和测试,验证控制器的功能和稳定性。

5. 性能优化:根据测试结果对控制算法进行优化,提高控制器的响应速度和稳定性。

通过以上设计和实施步骤,我们可以完成一个基于单片机的太阳能热水器智能控制器的设计。这样的设计可以有效提高太阳能热水器系统的工作效率,降低能耗,提升系统的智能化水平,具有重要的实用价值和推广意义。

《生活热水系统设计案例3100字》

生活热水系统设计案例综述

目录

生活热水系统设计案例综述 ................................................................................................................. 1

1.1热水供水方式的选择 ....................................................................................................................... 1

1.1.1热水供应系统的选择 ............................................................................................................... 1

1.1.2热水供水方式的选择 ............................................................................................................... 2

1.2热水系统构成 ................................................................................................................................. 4

1.2.1集中热水供应系统的组成 ........................................................................................................ 4

1.2.2局部热水供应系统的组成 ........................................................................................................ 4

基于STC89C51单片机的智能电热水器的设计--毕业设计

毕业设计

基于STC89C51单片机的智能电热水器的设计

I 摘 要

本设计采用STC89C51单片机为核心来设计智能电热水器。本设计也对单片机控制电热水器实现智能化的可能性进行了分析,利用温度传感器、和继电器等来完成本设计。在硬件设计方面,主要对单片机最小系统及其扩展、电源电路、键盘显示及接口电路、水温检测电路、报警电路进行了详细介绍。还详细介绍了设计中应用到的主要芯片的性能和特点,包括STC89C51、DS18B20等。在软件设计方面,采用C语言编程。

该智能电热水器设计完善,实现方案简单易行。采用软件设计来控制,可以实现智能检测水温,智能加热,并且提高了整机的可靠性及准确性。

关键词:STC89C51,DS18B20,智能

II ABSTRACT

As technology make a good progress, the applications of single-chip microcomputer

become mature all the time. The single-chip microcomputer integrates the various

components in a chip, uses the internal bus structure, reduces the connection in different

chips, enhanced greatly the reliability and anti-jamming capability. In the development of

single-chip microcomputer, due to its excellent cost performance, high integration, small

size, high reliability, it has been used as a control center all the time.

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相关文档
最新文档