一种太阳能热水器智能控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热水器控制装置领域，具体为一种太阳能热水器智能控制装置。
【背景技术】
[0002]随着生产技术的发展和人民生活水平的提高，热水器的到了普及，已经成为常见家用电器的一种。目前，热水器的加热方式主要有电加热、燃气和太阳能三种。太阳能热水器由于其使用成本几乎为零，相对清洁，适用范围广。特别是现在的农村，以太阳能热水器为主。
[0003]但是，普通的太阳能热水器主要存在两个问题:(1)上水问题。普通的太阳能热水器主要还是通过手动操作上水，很多时候由于忘记关掉上水的阀门而导致水资源浪费。目前，国内也有太阳能热水器自动上水控制装置，主要是以机械阀的方式进行控制居多。(2)加热问题。普通的太阳能热水器通过集热器进行加热，但是，在连续阴雨、冬天光照不强或者气温较低的早晨情况下，水温将无法达到使用要求，这样就限制了该种热水器的使用范围。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所解决的技术问题在于提供一种太阳能热水器智能控制装置，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0006]—种太阳能热水器智能控制装置，包括:电源模块、主控模块、上水控制模块、加热模块，所述电源模块连接于主控模块，主控模块连接控制上水控制模块、加热模块，所述主控模块上还连接有水位检测模块、水温检测模块、人机交互模块，所述上水控制模块包括电磁阀驱动电路、电磁阀，所述加热模块包括双向可控硅驱动电路、加热电阻。
[0007]所述主控模块以基于32位的ARM-Cortex-MO NUC140VE3CN作为主处理器，主要接收水位检测模块、水温检测模块的检测信号，并对上述信号进行处理，实时向人机交互模块输出水位和水温信息进行显示，同时根据接收到的水位信号对电磁阀进行开关控制，当主控模块接收到来自人机交互模块手动输入信号时，驱动电磁阀和加热电路进行上水或加热。
[0008]所述水位检测模块设置在水箱内，在水箱的最低水位、1/2水位、3/4水位以及最高水位分别设置四个水位探头，彼此之间绝缘。
[0009]所述水温检测模块为数字式温度传感器DS18B20，负责完成温度的测量及模拟量转化为数字量的的全过程，数字式温度传感器DS18B20直接把检测到的模拟量转化为数字量传给主控模块，经过主控模块处理，在人机交互模块上显示温度值。
[0010]所述人机交互模块采用TFT-1XD液晶显示屏ILI9320。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0012]本实用新型可实现自动与手动两种上水功能，并能根据水位上限自动停止加水，解决加水过量问题；同时可实现加热温度设定进行自动加热，并可以防止加热过冲，解决水温过低问题；并且通过液晶显示水温和水位，并可以直接操作，直观明了易操作。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构原理图。
[0014]图2为本实用新型的水位检测模块电路图。
[0015]图3为本实用新型的水温检测模块电路图。
[0016]图4为本实用新型的电磁阀驱动电路电路图。
[0017]图5为本实用新型的双向可控硅驱动电路电路图。
[0018]图6为本实用新型的电源模块电路图。
[0019]图7为本实用新型的主控模块电路图。
[0020]图8为本实用新型的人机交互模块电路图。
[0021]图9为本实用新型的人机交互模块显示界面。
【具体实施方式】
[0022]为了使本实用新型的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0023]如图所示，一种太阳能热水器智能控制装置，包括:电源模块、主控模块、上水控制模块、加热模块，所述电源模块连接于主控模块，主控模块连接控制上水控制模块、加热模块，所述主控模块上还连接有水位检测模块、水温检测模块、人机交互模块，所述上水控制模块包括电磁阀驱动电路、电磁阀，所述加热模块包括双向可控硅驱动电路、加热电阻。
[0024]所述主控模块以基于32位的ARM-Cortex-MO NUC140VE3CN作为主处理器，主要接收水位检测模块、水温检测模块的检测信号，并对上述信号进行处理，实时向液晶屏输出水位和水温信息进行显示，同时根据接收到的水位信号对电磁阀进行开关控制。当主控模块接收到来自人机交互模块手动输入信号(加水和加热命令)时，驱动电磁阀和加热电路进行上水或加热。
[0025]所述水位检测模块设置在水箱内，在水箱的最低水位、1/2水位、3/4水位以及最高水位分别设置四个水位探头，彼此之间绝缘。利用非纯净水的导电性，作为水位开关。水的电阻值大约在10K左右，当相应探头被水淹没是，接通+5V电源，由于NUC140VE3CN的接口为+3.3V电平，因此在相应I/O 口接一个20K电阻进行分压，实现电平转换。水位检测接口电路如图2所示。当探头被水淹没时，相应I/O 口接收信号置“1”，否则为“0”。于是“ 0001”、“ 0011”、“ 0111”和“ 1111”分别代表如图2所示由下限到上限的四个水位状态。
[0026]所述水温检测模块为数字式温度传感器DS18B20，负责完成温度的测量及模拟量转化为数字量的的全过程，数字式温度传感器DS18B20直接把检测到的模拟量转化为数字量传给NUC140VE3CN，经过NUC140VE3CN处理，在9320液晶上显示温度值。
[0027]所述上水控制模块采用的是电磁阀进行开关控制。NUC140VE3CN根据水位检测的水位信号或者来自触摸液晶屏的加水命令信号向上水驱动模块发出命令(低电平输出有效)，驱动电磁阀打开，进行自动上水。当检测到上限水位信号时关闭电磁阀，停止注水。
[0028]所述加热模块采用时间比例零位控制方式对双向可控硅进行控制以控制加热电阻进行加热，当达到设定温度时停止加热，这种加热方式可以防止加热过冲。与可控硅配套使用的是带有过零触发检测器M0C3041光电藕合双向可控硅驱动器，这样节省了交流电源过零检测电路，精简了电路，提高了可靠性。
[0029]双向可控硅低电平控制有效，即由单片机的PA13 口输出低电平时，此时，M0C3041的二极管导通，而且在电源过零导通，从而通过光电耦合使双向可控硅的门极接收信号，继而使双向可控硅导通。通过PA13 口来调节占空比，即可以使双向可控硅导通时间和关断时间来控制加热器。
[0030]所述电源模块采用+5V输出的电源适配器作为控制装置的电源输入，采用三端稳压芯片LM1086将+5V转换成+3.3V供NUC140VE3CN和其他芯片使用。
[0031]所述人机交互模块采用TFT-1XD液晶显示屏ILI9320作为人机交互模块的硬件，采用UC/GU通用嵌入式用户图像界面软件。与处理器连接电路如图7所示。本模块可以实现温度、水位的实时显示，具有加热、加水输入以及加热温度的设定。水温显示度数精确到0.1°C。水位以刻度显示进行显示(如图所示为最低水位)。当按下“加热”后，可通过“ + ”和进行温度设定，步长为0.5°C。
[0032]本实用新型的工作原理为:通过温度传感器DS18B20采集温度数据信号、水位传感器采集水位数据信号传送到主控模块板中，在LCD上显示实时温度和水位高度，并作出相应的分析，当低于下限水位，主控模块驱动电磁阀打开自动加水，高于上限水位控制关闭电磁阀停止加水，当主控模块接收到液晶屏的加热命令后，触发加热温度设定，温度设定完毕5秒后为自动加热，或者再次接收到加热命令后直接驱动加热电路进行加热，当主控模块检测到水温达到设定值后，控制加热电路停止加热。
[0033]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种太阳能热水器智能控制装置，包括:电源模块、主控模块、上水控制模块、加热模块，其特征在于:所述电源模块连接于主控模块，主控模块连接控制上水控制模块、加热模块，所述主控模块上还连接有水位检测模块、水温检测模块、人机交互模块，所述上水控制模块包括电磁阀驱动电路、电磁阀，所述加热模块包括双向可控硅驱动电路、加热电阻。2.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器智能控制装置，其特征在于:所述主控模块以基于32位的ARM-Cortex-MO NUC140VE3CN作为主处理器，主要接收水位检测模块、水温检测模块的检测信号，并对上述信号进行处理，实时向人机交互模块输出水位和水温信息进行显示，同时根据接收到的水位信号对电磁阀进行开关控制，当主控模块接收到来自人机交互模块手动输入信号时，驱动电磁阀和加热电路进行上水或加热。3.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器智能控制装置，其特征在于:所述水位检测模块设置在水箱内，在水箱的最低水位、1/2水位、3/4水位以及最高水位分别设置四个水位探头，彼此之间绝缘。4.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器智能控制装置，其特征在于:所述水温检测模块为数字式温度传感器DS18B20，负责完成温度的测量及模拟量转化为数字量的的全过程，数字式温度传感器DS18B20直接把检测到的模拟量转化为数字量传给主控模块，经过主控模块处理，在人机交互模块上显示温度值。5.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器智能控制装置，其特征在于:所述人机交互模块采用TFT-LCD液晶显示屏ILI9320。
【专利摘要】本实用新型提供一种太阳能热水器智能控制装置，包括：电源模块、主控模块、上水控制模块、加热模块，所述电源模块连接于主控模块，主控模块连接控制上水控制模块、加热模块，所述主控模块上还连接有水位检测模块、水温检测模块、人机交互模块，所述上水控制模块包括电磁阀驱动电路、电磁阀，所述加热模块包括双向可控硅驱动电路、加热电阻。本实用新型可实现自动与手动两种上水功能，并能根据水位上限自动停止加水，解决加水过量问题；同时可实现加热温度设定进行自动加热，并可以防止加热过冲，解决水温过低问题；并且通过液晶显示水温和水位，并可以直接操作，直观明了易操作。
【IPC分类】F24J2/40
【公开号】CN205026973
【申请号】CN201520479671
【发明人】蒋慧, 陆月朋, 高沂
【申请人】淮南联合大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年7月1日