一種太陽(yáng)能熱水器智能控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及熱水器控制裝置領(lǐng)域，具體為一種太陽(yáng)能熱水器智能控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，熱水器的到了普及，已經(jīng)成為常見(jiàn)家用電器的一種。目前，熱水器的加熱方式主要有電加熱、燃?xì)夂吞?yáng)能三種。太陽(yáng)能熱水器由于其使用成本幾乎為零，相對(duì)清潔，適用范圍廣。特別是現(xiàn)在的農(nóng)村，以太陽(yáng)能熱水器為主。
[0003]但是，普通的太陽(yáng)能熱水器主要存在兩個(gè)問(wèn)題:(1)上水問(wèn)題。普通的太陽(yáng)能熱水器主要還是通過(guò)手動(dòng)操作上水，很多時(shí)候由于忘記關(guān)掉上水的閥門而導(dǎo)致水資源浪費(fèi)。目前，國(guó)內(nèi)也有太陽(yáng)能熱水器自動(dòng)上水控制裝置，主要是以機(jī)械閥的方式進(jìn)行控制居多。(2)加熱問(wèn)題。普通的太陽(yáng)能熱水器通過(guò)集熱器進(jìn)行加熱，但是，在連續(xù)陰雨、冬天光照不強(qiáng)或者氣溫較低的早晨情況下，水溫將無(wú)法達(dá)到使用要求，這樣就限制了該種熱水器的使用范圍。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種太陽(yáng)能熱水器智能控制裝置，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]—種太陽(yáng)能熱水器智能控制裝置，包括:電源模塊、主控模塊、上水控制模塊、加熱模塊，所述電源模塊連接于主控模塊，主控模塊連接控制上水控制模塊、加熱模塊，所述主控模塊上還連接有水位檢測(cè)模塊、水溫檢測(cè)模塊、人機(jī)交互模塊，所述上水控制模塊包括電磁閥驅(qū)動(dòng)電路、電磁閥，所述加熱模塊包括雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路、加熱電阻。
[0007]所述主控模塊以基于32位的ARM-Cortex-MO NUC140VE3CN作為主處理器，主要接收水位檢測(cè)模塊、水溫檢測(cè)模塊的檢測(cè)信號(hào)，并對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)向人機(jī)交互模塊輸出水位和水溫信息進(jìn)行顯示，同時(shí)根據(jù)接收到的水位信號(hào)對(duì)電磁閥進(jìn)行開關(guān)控制，當(dāng)主控模塊接收到來(lái)自人機(jī)交互模塊手動(dòng)輸入信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電磁閥和加熱電路進(jìn)行上水或加熱。
[0008]所述水位檢測(cè)模塊設(shè)置在水箱內(nèi)，在水箱的最低水位、1/2水位、3/4水位以及最高水位分別設(shè)置四個(gè)水位探頭，彼此之間絕緣。
[0009]所述水溫檢測(cè)模塊為數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，負(fù)責(zé)完成溫度的測(cè)量及模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的的全過(guò)程，數(shù)字式溫度傳感器DS18B20直接把檢測(cè)到的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量傳給主控模塊，經(jīng)過(guò)主控模塊處理，在人機(jī)交互模塊上顯示溫度值。
[0010]所述人機(jī)交互模塊采用TFT-1XD液晶顯示屏ILI9320。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)兩種上水功能，并能根據(jù)水位上限自動(dòng)停止加水，解決加水過(guò)量問(wèn)題；同時(shí)可實(shí)現(xiàn)加熱溫度設(shè)定進(jìn)行自動(dòng)加熱，并可以防止加熱過(guò)沖，解決水溫過(guò)低問(wèn)題；并且通過(guò)液晶顯示水溫和水位，并可以直接操作，直觀明了易操作。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型的水位檢測(cè)模塊電路圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型的水溫檢測(cè)模塊電路圖。
[0016]圖4為本實(shí)用新型的電磁閥驅(qū)動(dòng)電路電路圖。
[0017]圖5為本實(shí)用新型的雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路電路圖。
[0018]圖6為本實(shí)用新型的電源模塊電路圖。
[0019]圖7為本實(shí)用新型的主控模塊電路圖。
[0020]圖8為本實(shí)用新型的人機(jī)交互模塊電路圖。
[0021]圖9為本實(shí)用新型的人機(jī)交互模塊顯示界面。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0023]如圖所示，一種太陽(yáng)能熱水器智能控制裝置，包括:電源模塊、主控模塊、上水控制模塊、加熱模塊，所述電源模塊連接于主控模塊，主控模塊連接控制上水控制模塊、加熱模塊，所述主控模塊上還連接有水位檢測(cè)模塊、水溫檢測(cè)模塊、人機(jī)交互模塊，所述上水控制模塊包括電磁閥驅(qū)動(dòng)電路、電磁閥，所述加熱模塊包括雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路、加熱電阻。
[0024]所述主控模塊以基于32位的ARM-Cortex-MO NUC140VE3CN作為主處理器，主要接收水位檢測(cè)模塊、水溫檢測(cè)模塊的檢測(cè)信號(hào)，并對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)向液晶屏輸出水位和水溫信息進(jìn)行顯示，同時(shí)根據(jù)接收到的水位信號(hào)對(duì)電磁閥進(jìn)行開關(guān)控制。當(dāng)主控模塊接收到來(lái)自人機(jī)交互模塊手動(dòng)輸入信號(hào)(加水和加熱命令)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電磁閥和加熱電路進(jìn)行上水或加熱。
[0025]所述水位檢測(cè)模塊設(shè)置在水箱內(nèi)，在水箱的最低水位、1/2水位、3/4水位以及最高水位分別設(shè)置四個(gè)水位探頭，彼此之間絕緣。利用非純凈水的導(dǎo)電性，作為水位開關(guān)。水的電阻值大約在10K左右，當(dāng)相應(yīng)探頭被水淹沒(méi)是，接通+5V電源，由于NUC140VE3CN的接口為+3.3V電平，因此在相應(yīng)I/O 口接一個(gè)20K電阻進(jìn)行分壓，實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。水位檢測(cè)接口電路如圖2所示。當(dāng)探頭被水淹沒(méi)時(shí)，相應(yīng)I/O 口接收信號(hào)置“1”，否則為“0”。于是“ 0001”、“ 0011”、“ 0111”和“ 1111”分別代表如圖2所示由下限到上限的四個(gè)水位狀態(tài)。
[0026]所述水溫檢測(cè)模塊為數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，負(fù)責(zé)完成溫度的測(cè)量及模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的的全過(guò)程，數(shù)字式溫度傳感器DS18B20直接把檢測(cè)到的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量傳給NUC140VE3CN，經(jīng)過(guò)NUC140VE3CN處理，在9320液晶上顯示溫度值。
[0027]所述上水控制模塊采用的是電磁閥進(jìn)行開關(guān)控制。NUC140VE3CN根據(jù)水位檢測(cè)的水位信號(hào)或者來(lái)自觸摸液晶屏的加水命令信號(hào)向上水驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出命令(低電平輸出有效)，驅(qū)動(dòng)電磁閥打開，進(jìn)行自動(dòng)上水。當(dāng)檢測(cè)到上限水位信號(hào)時(shí)關(guān)閉電磁閥，停止注水。
[0028]所述加熱模塊采用時(shí)間比例零位控制方式對(duì)雙向可控硅進(jìn)行控制以控制加熱電阻進(jìn)行加熱，當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)停止加熱，這種加熱方式可以防止加熱過(guò)沖。與可控硅配套使用的是帶有過(guò)零觸發(fā)檢測(cè)器M0C3041光電藕合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器，這樣節(jié)省了交流電源過(guò)零檢測(cè)電路，精簡(jiǎn)了電路，提高了可靠性。
[0029]雙向可控硅低電平控制有效，即由單片機(jī)的PA13 口輸出低電平時(shí)，此時(shí)，M0C3041的二極管導(dǎo)通，而且在電源過(guò)零導(dǎo)通，從而通過(guò)光電耦合使雙向可控硅的門極接收信號(hào)，繼而使雙向可控硅導(dǎo)通。通過(guò)PA13 口來(lái)調(diào)節(jié)占空比，即可以使雙向可控硅導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間來(lái)控制加熱器。
[0030]所述電源模塊采用+5V輸出的電源適配器作為控制裝置的電源輸入，采用三端穩(wěn)壓芯片LM1086將+5V轉(zhuǎn)換成+3.3V供NUC140VE3CN和其他芯片使用。
[0031]所述人機(jī)交互模塊采用TFT-1XD液晶顯示屏ILI9320作為人機(jī)交互模塊的硬件，采用UC/GU通用嵌入式用戶圖像界面軟件。與處理器連接電路如圖7所示。本模塊可以實(shí)現(xiàn)溫度、水位的實(shí)時(shí)顯示，具有加熱、加水輸入以及加熱溫度的設(shè)定。水溫顯示度數(shù)精確到0.1°C。水位以刻度顯示進(jìn)行顯示(如圖所示為最低水位)。當(dāng)按下“加熱”后，可通過(guò)“ + ”和進(jìn)行溫度設(shè)定，步長(zhǎng)為0.5°C。
[0032]本實(shí)用新型的工作原理為:通過(guò)溫度傳感器DS18B20采集溫度數(shù)據(jù)信號(hào)、水位傳感器采集水位數(shù)據(jù)信號(hào)傳送到主控模塊板中，在LCD上顯示實(shí)時(shí)溫度和水位高度，并作出相應(yīng)的分析，當(dāng)?shù)陀谙孪匏?，主控模塊驅(qū)動(dòng)電磁閥打開自動(dòng)加水，高于上限水位控制關(guān)閉電磁閥停止加水，當(dāng)主控模塊接收到液晶屏的加熱命令后，觸發(fā)加熱溫度設(shè)定，溫度設(shè)定完畢5秒后為自動(dòng)加熱，或者再次接收到加熱命令后直接驅(qū)動(dòng)加熱電路進(jìn)行加熱，當(dāng)主控模塊檢測(cè)到水溫達(dá)到設(shè)定值后，控制加熱電路停止加熱。
[0033]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型的要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽(yáng)能熱水器智能控制裝置，包括:電源模塊、主控模塊、上水控制模塊、加熱模塊，其特征在于:所述電源模塊連接于主控模塊，主控模塊連接控制上水控制模塊、加熱模塊，所述主控模塊上還連接有水位檢測(cè)模塊、水溫檢測(cè)模塊、人機(jī)交互模塊，所述上水控制模塊包括電磁閥驅(qū)動(dòng)電路、電磁閥，所述加熱模塊包括雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路、加熱電阻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能熱水器智能控制裝置，其特征在于:所述主控模塊以基于32位的ARM-Cortex-MO NUC140VE3CN作為主處理器，主要接收水位檢測(cè)模塊、水溫檢測(cè)模塊的檢測(cè)信號(hào)，并對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)向人機(jī)交互模塊輸出水位和水溫信息進(jìn)行顯示，同時(shí)根據(jù)接收到的水位信號(hào)對(duì)電磁閥進(jìn)行開關(guān)控制，當(dāng)主控模塊接收到來(lái)自人機(jī)交互模塊手動(dòng)輸入信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電磁閥和加熱電路進(jìn)行上水或加熱。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能熱水器智能控制裝置，其特征在于:所述水位檢測(cè)模塊設(shè)置在水箱內(nèi)，在水箱的最低水位、1/2水位、3/4水位以及最高水位分別設(shè)置四個(gè)水位探頭，彼此之間絕緣。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能熱水器智能控制裝置，其特征在于:所述水溫檢測(cè)模塊為數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，負(fù)責(zé)完成溫度的測(cè)量及模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的的全過(guò)程，數(shù)字式溫度傳感器DS18B20直接把檢測(cè)到的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量傳給主控模塊，經(jīng)過(guò)主控模塊處理，在人機(jī)交互模塊上顯示溫度值。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能熱水器智能控制裝置，其特征在于:所述人機(jī)交互模塊采用TFT-LCD液晶顯示屏ILI9320。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)能熱水器智能控制裝置，包括：電源模塊、主控模塊、上水控制模塊、加熱模塊，所述電源模塊連接于主控模塊，主控模塊連接控制上水控制模塊、加熱模塊，所述主控模塊上還連接有水位檢測(cè)模塊、水溫檢測(cè)模塊、人機(jī)交互模塊，所述上水控制模塊包括電磁閥驅(qū)動(dòng)電路、電磁閥，所述加熱模塊包括雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路、加熱電阻。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)兩種上水功能，并能根據(jù)水位上限自動(dòng)停止加水，解決加水過(guò)量問(wèn)題；同時(shí)可實(shí)現(xiàn)加熱溫度設(shè)定進(jìn)行自動(dòng)加熱，并可以防止加熱過(guò)沖，解決水溫過(guò)低問(wèn)題；并且通過(guò)液晶顯示水溫和水位，并可以直接操作，直觀明了易操作。
【IPC分類】F24J2/40
【公開號(hào)】CN205026973
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520479671
【發(fā)明人】蔣慧, 陸月朋, 高沂
【申請(qǐng)人】淮南聯(lián)合大學(xué)
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日