一种太阳能热水器节能控温系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及传感器与仪表技术领域，特别是涉及一种太阳能热水器节能控温系统。
技术背景
[0002]目前，太阳能热水器以其安全、经济、适用、无污染等特点广泛应用于城乡地区，然而，在设计和安装上，普遍存在着“热等待”、水压不足、控制复杂等问题，导致水电浪费，并严重影响用户沐浴的舒适度，极大地阻碍了太阳能这种清洁能源的进一步推广和应用。相关研究和优化主要是通过排空冷水管、改善辅助加热器、太阳能内部结构改进、恒温控制等来改变这一现状，但是都无法完全解决以上的问题。
【实用新型内容】
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种太阳能热水器节能控温系统。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:一种太阳能热水器节能控温系统，包括太阳能热水器(I)、控制器(3)、上水装置(11)、辅助加热装置(16)、恒温控制装置(17)、节水装置(18)，其特征在于:所述控制器(3)通过CAN总线与所述装置连接，所述装置接收所述控制器(3)发出的信号进行动作；所述控制器(3)是以单片机(19)为核心的控制单元；所述上水装置(11)是一个一进一出电磁阀；所述辅助加热装置(16)包括温度传感器⑶、辅助加热器(9);所述恒温控制装置(17)包括温度传感器(5)、温度调节阀￠)、流量调节阀
(7);所述节水装置(18)包括变径三通管(10)、单向止回阀(12)、储水箱(13)、温度传感器
(14)、三通电磁阀(15)。
[0005]所述的一种太阳能热水器节能控温系统，其特征在于:所述控制器⑶包括机壳面板、电路结构，其机壳面板包括设有太阳能水温和出水温度LED数码管(30)、流量调节按钮(31)、显示水位的发光二极管指示灯(32)、开关电源按钮(33)、水位控制手动按钮(34)、温度调节按钮(35);内部电路结构包括控制电路(20)、显示电路(24)、报警电路(25)温度检测电路(26)、水位检测电路(27)、键盘电路(28)、晶振电路(29)，其控制电路(20)包括电机控制电路(21)、电磁阀控制电路(22)、电加热控制电路(23)，所述节水装置(18)包括变径三通管(10)、单向止回阀(12)、储水箱(13)、温度传感器(14)、三通电磁阀(15)，所述辅助加热装置(16)包括温度传感器(8)、辅助加热器(9)，所述恒温控制装置(17)包括温度传感器(5)、温度调节阀￠)、流量调节阀(7)。
[0006]所述的一种太阳能热水器节能控温系统，其特征在于:电机控制电路(21)，设计中采用57混合式两相步进电机对出水温度和流量进行调节，步进电机通过将电脉冲信号转变为步进电机线圈的角位移，从而控制阀门开度进行水温和流量的调节。
[0007]所述的一种太阳能热水器节能控温系统，其特征在于:电磁阀控制电路(22)，设计中需对两个电磁阀进行控制:其中一进两出三通电磁阀(15)主要实现水流流向的控制；一进一出电磁阀(11)主要实现上水功能。
[0008]所述的一种太阳能热水器节能控温系统，其特征在于:电加热控制电路(23)，主要由功率放大电路、光电耦合电路、双向晶闸管、电热丝等组成。单片机输出的控制信号经光耦M0C3041控制双向可控硅BTA12的导通时间，从而实现加热温度大小的控制。
[0009]所述的一种太阳能热水器节能控温系统，其特征在于:显示电路(24)，本次设计人机界面显示内容主要包括太阳能水温显示、设定温度显示和水位显示，温度显示用LED数码管显示，水位高低通过不同颜色发光二极管显示。
[0010]所述的一种太阳能热水器节能控温系统，其特征在于:温度检测电路(26)采用美国DALLAS半导体公司生产的智能温度传感器DS18B20作为检测元件，其测温范围为_55°C到+125°C，分辨率最大可达0.0625°C，DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用3线制与单片机相连。
[0011]所述的一种太阳能热水器节能控温系统，其特征在于:水位检测电路(27)通过位于储水箱(13)的检测电极进行检测，显示共分4档，分别对应水位为20%、50%、80%、100%。
[0012]所述的一种太阳能热水器节能控温系统，其特征在于:键盘电路(28)主要使用到6个按键，分别为:开关键swl、温度调节键(加温键)sw2、温度调节键(减温键)sw3、流量调节(加量键)SW4、流量调节(减量键)SW5、手动上水键sw6 ;采用独立按键方式实现不同功能；开关键swl是系统开始或者结束时采集数据并做出相关指令，温度调节键(加温键)sw2是在设定温度值上渐次加一，温度调节键(减温键)sw3是在设定温度值上渐次减一，流量调节(加量键)sw4是随按键时间长短使流量逐渐增大，流量调节(减量键)sw5是随按键时间长短使流量逐渐减小，手动上水键sw6是打开上水阀。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:基本上解决了目前市场上落差式太阳能热水器所存在的“热等待”、出水量小、控制复杂等问题，显著提高了热效率，节约了水电资源。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的太阳能热水器节能控温系统的总体结构框图。
[0015]图2为控制器面板示意图。
[0016]图3为控制器电路结构框图。
[0017]图4为主控系统流程图。
[0018]图5为控制系统电路原理图。
[0019]图6为水位检测电路图。
【具体实施方式】
[0020]在图1中，整个系统包括太阳能热水器(I)、温度传感器(2)、控制器(3)、喷头
(4)、上水装置(11)、辅助加热装置(16)、恒温控制装置(17)、节水装置(18)、水管以及连接各元件的CAN总线；上水装置(11)包括两通电磁阀；辅助加热装置(16)包括传感器(8)、辅助加热器(9);恒温控制装置(17)包括温度传感器(5)、温度调节阀￠)、流量调节阀(7);节水装置(18)包括变径三通管(10)、单向止回阀(12)、储水箱(13)、温度传感器(14)、三通电磁阀(15)。
[0021]在图2中，面板上设有太阳能水温和出水温度LED数码管(30)、流量调节按钮
(31)、显示水位的发光二极管指示灯(32)、开关电源按钮(33)、水位控制手动按钮(34)、温度调节按钮(35)。
[0022]在图3、图5、图6中，以单片机(19)为核心，由控制电路(20)、显示电路(24)、报警电路(25)、温度检测电路(26)、水位检测电路(27)、键盘电路(28)、晶振电路(29)等构成；控制电路(20)包括电机控制电路(21)、电磁阀控制电路(22)、电加热控制电路(23)。
[0023]STC125A08S2单片机(19)系统电机控制电路(21)端口 Pl.0-P1.3分别与步进电机驱动芯片L298N的IN1-1N4引脚连接，步进电机驱动芯片L298N的0UT1-0UT4引脚分别与步进电机M1、M2连接，ENA、ENB和VSS引脚接5V电源，VS引脚接12V电源，SENSEA、SENSEB和GND引脚接地。
[0024]STC125A08S2单片机(19)系统电磁阀控制电路22端口 Pl.4与三极管2N2002基极相连，三极管2N2002集电极与另一个三极管2N2002基极连接，集电极与电磁阀连接，发射极均接地。
[0025]STC125A08S2单片机(19)系统电加热控制电路(23)端口 P0.7与光电隔离电路连接，光电隔离器另一端与双向晶体管BTA12和加热丝连接。
[0026]STC125A08S2单片机(19)系统水位显示电路(24)端口 P2.0-P2.3分别与4个发光二极管连接。
[0027]STC125A08S2单片机(19)系统温度显示电路(24)端P P2.4-P2.7分别与芯片CH451的DIN、DCLK、D0AD和DOUT引脚相连，芯片CH451的SEG0-SEG6引脚分别与数码管阴极