太阳能热水器自动控制器制造技术

一种太阳能热水器自动控制器，主要由霍尔元件式水位传感器、热电偶式水温传感器、单片机ＩＣ↓［４］、移位寄存器ＩＣ↓［５］、放大器ＩＣ↓［１］－ＩＣ↓［３］、数码管Ｇ↓［１］和Ｇ↓［２］、三极管Ｑ↓［１］－Ｑ↓［５］、发光二极管Ｌ↓［１］－Ｌ↓［８］、按键开关Ｋ↓［１］－Ｋ↓［５］、蜂鸣器Ｂ↓［１］、继电器及电阻和电容组成，使太阳能热水器成为自动进水和自动加热的全自动热水器，具有构思巧妙、结构合理、功能齐全、性能稳定、使用方便和成本低等优点，可与各种太阳能热水器直接配套使用。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量和控制太阳能热水器水箱中的水位和水温的装置，属于太阳能热水器的一种控制装置。太阳能热水器因具有节能、无污染等优点已受到消费者的广泛欢迎，特别是在太阳能热水器的水箱中增加了电加热的辅助装置，使太阳能热水器成为全天候使用产品，但已销售的太阳能热水器大多都缺乏有效的监控手段，如无法测知水箱中的水位、水温，不能方便地控制水箱进水和电补偿加热等，用户甚感不便，极希望能提供满足上述功能的太阳能热水器控制器。针对上述市场需求，不少单位竞相开发各种功能不同的控制器，但效果却不理想，有的虽然价格较低，但功能过于简单，有的功能较全而价格又太高，两者都不能被消费者接受。同时，由于目前的水位传感器大多是利用浸泡在水中的多个导电测点来检测水位的变化，此法虽简单，但导电测点易被水垢覆盖而很快失效，所以，水位传感器也是影响质量的一个重要原因。本技术的目的是设计一种结构合理、使用方便、成本低、性能稳定、适合与各种太阳能热水器配套使用的太阳能热水器自动控制器。本技术的太阳能热水器自动控制器主要包括水位传感器T1、水温传感器T2、电加热器的电源开关、进水电磁阀或增压泵的电源开关，单片机IC4、移位寄存器IC5、放大器IC1-IC3、数码管G1和G2、三极管Q1-Q5、发光二极管L1-L8、按键开关K1-K4、蜂鸣器B1、继电器及其触点开关RLY1-RLY3、电阻R1-R18、电容C1-C2，其连接关系是水温传感器T2的输出端接IC1的同相输入端，IC1的反相输入端接R1-R3,R3另一端接电源正极，R2另一端接地，IC1的输出端接R4和R1另一端；R4另一端接IC2的反相输入端，IC2同相输入端接地，IC2输出端接IC4的18脚；水位传感器T1的输出端接IC3的同相输入端，IC3的反相输入端接IC3的输出端和IC4的17脚；IC4的14脚经C2接地，IC4的16脚接C1和R6,C1另一端接地，R6另一端接电源正极，IC4的6脚经K1接地，IC4的7脚经K2接地，IC4的8脚经K3接地，IC4的9脚经K4接地和经B1接电源正极，IC4的1脚接IC5的1脚和2脚，IC4的11脚接IC5的8脚，IC4的5脚接地，IC4的3脚接R7、R10和Q3的基极，IC4的2脚接R9、R12和Q2的基极，IC4的10脚接R8、R11和Q1的基极，Q1-Q3的集电极和R7-R9的另一端接电源正极，R10-R12的另一端接地，Q1的发射极接G1的1脚，Q2的发射极接G2的1脚，Q3的发射极接L1-L5的正极，IC5的3脚接G1-G2的10脚和L1负极，IC5的4脚接G1-G2的9脚和L2负极，IC5的5脚接G1-G2的8脚和L3负极，IC5的6脚接G1-G2的5脚和L4负极，IC5的10脚接G1-G2的4脚和L5负极，IC5的11脚接G1-G2的2脚，IC5的12脚接G1-G2的3脚；IC4的13脚经R13接R14和Q4的基极，R14另一端和Q4的发射极接地，Q4集电极接R15、D1负极和RLY1-RLY2的电磁线圈的一端，R15另一端接L7负极，L7正极和D1负极及RLY1-RLY2的电磁线圈的另一端接电源正极；IC4的12脚经R16接R17和Q5的基极，R17另一端和Q5的发射极接地，Q5集电极接R18、D2负极和RLY3的电磁线圈的一端，R18另一端接L8负极，L8正极和D2负极及RLY3的电磁线圈的另一端接电源正极，RLY1和RLY2的常开触点H1和H2与电加热器连接，RLY3的常开触点W1和W2与电磁阀或增压泵连接。附附图说明图1是本太阳能热水器自动控制器的电路连接关系图；附图2是本自动控制器选用的水位传感器的结构示意图；附图3是本自动控制器选用的水温传感器的电路结构示意图。参见附图，图中的IC1可选用OP-07等型号，IC2和IC3可选用LM350等型号，IC4可选用PIC16C711等型号，IC5可选用74LS164等型号，Q1-Q5可选用9012等型号，霍尔元件可选用DN6835或CS3503或UGS3503等型号线性霍尔集成器件。为了克服的水位传感器因导电测点易被水垢覆盖而很快失效的缺点，选用了磁控传感器，该传感器包括霍尔元件、磁铁、浮球、摆杆和支架，参见附图2，图中的支架6装在水箱上部的溢水孔中，摆杆2的上部安装在支架前端可摆动的支点3上，浮球1装在摆杆下端，摆杆的上端安装有一块永久磁铁4，霍尔元件5安装在与磁铁4对应位置的支架前部，霍尔元件的1脚接电源正极，霍尔元件的3脚接电源负极，霍尔元件的2脚为该水位传感器的输出端。由于热电偶可长期浸泡在热水中也不会生锈，也能克服普通半导体测温元件存在的防水封装等问题，故选用热电偶作水温传感器，其电路连接关系如图3所示，该水温传感器包括热电偶，电阻R19-R21、二极管D3，其安装位置是热电偶的热端置于水箱内的水中，热电偶的冷端置于水箱外与温度补偿的二极管D3装在一起，其连接关系是热电偶的热端负极接R19,R19另一端接R20,R20的该端作为该水温传感器的输出端，热电偶的热端正极接冷端正极，冷端负极接地，R20另一端接D3正极和R21,D3负极接地，R21的另一端接电源正极。为了便于安装，可将热电偶的热端直接绕在水位传感器的摆杆和浮球上。使用时，将传感器的浮球和支架从水箱的溢水口插入，使浮球挂在水箱中，支架固定在溢水口上，将水温和水位传感器的输出端分别与装在室内控制盒中的IC1的同相输入端和IC3的同相输入端连接，电磁阀或增压泵装在水箱进水管上，其电源线经RLY3的常开触点开关后接电源，水箱中电加热器的两根电源线分别经RLY1和RLY2的常开触点开关后接加热电源，这里使用两个继电器将两根电源线分开可用体积小的继电器。本控制器的电路工作过程是热电偶检测的温度信息经二极管D3补偿环境温度的影响后，经IC6和IC1放大和IC2反相后送入IC4的模拟输入脚之一的18脚，调整R3的阻值可校正温度值；由霍尔元件检测到的水位信息经IC3缓冲后送入IC4的另一模拟输入的17脚；当水位升高时浮球也升高，装在摆杆上端的磁铁下降而靠近霍尔元件，使霍尔元件的输出信号较强，反之则弱，故可检测水位；单片机IC5中的程序是平时轮流采集17和18两个输入脚上的模拟信号，并作模/数转换，再作计算，换算成显示数据，送至水位、水温显示器显示。其显示原理是IC4共输出3个8位显示字节，2个用于温度，1个用于水位，这些数据以串行方式送出，IC4的1脚输出8位串行数据，11脚输出数据时钟，移位寄存器IC5接收串行数据字节，并转换成并行数据暂时存放；当IC5接收完第1个字节(温度的高位字节)时，IC4的10脚输出高电平，使三极管Q1导通，这样就给数码管G1的公共端加上了正电源，只要其它任何一脚为低电位，对应于该脚的显示段就被点亮，而这时IC57条脚上正好是要显示的高位温度数字值，所以数码管G1显示温度的高位值；在G1点亮一段时间后，将IC4的10脚降为低电平而关闭Q1的电源供给，G1就全部熄灭，由于人眼对光线有0.1秒的滞留效应，所以只要定时地开通G1显示，就可以看到一个稳定的发光数字；同样原理，当依次接通Q1、Q2、Q3，以循环的方式依次点亮G1、G2、L1-L5，即可看到稳定的2位数字温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能热水器自动控制器包括水位传感器Ｔ↓［１］、水温传感器Ｔ↓［２］、电加热器的电源开关、进水电磁阀或增压泵的电源开关，其特征在于还包括单片机ＩＣ↓［４］、移位寄存器ＩＣ↓［５］、放大器ＩＣ↓［１］－ＩＣ↓［３］、数码管Ｇ↓［１］和Ｇ↓［２］、三极管Ｑ１－Ｑ５、发光二极管Ｌ↓［１］－Ｌ↓［８］、按键开关Ｋ↓［１］－Ｋ↓［４］、蜂鸣器Ｂ↓［１］、继电器及其触点开关ＲＬＹ↓［１］－ＲＬＹ↓［３］、电阻Ｒ↓［１］－Ｒ↓［１８］、电容Ｃ↓［１］－Ｃ↓［２］，其连接关系是：水温传感器Ｔ↓［２］的输出端接ＩＣ↓［１］的同相输入端，ＩＣ↓［１］的反相输入端接Ｒ↓［１］－Ｒ↓［３］，Ｒ↓［３］另一端接电源正极，Ｒ↓［２］另一端接地，ＩＣ↓［１］的输出端接Ｒ↓［４］和Ｒ↓［１］另一端，Ｒ↓［４］另一端接ＩＣ↓［２］的反相输入端，ＩＣ↓［２］同相输入端接地，ＩＣ↓［２］输出端接ＩＣ↓［４］的１８脚，水位传感器Ｔ↓［１］的输出端接ＩＣ↓［３］的同相输入端，ＩＣ↓［３］的反相输入端接ＩＣ↓［３］的输出端和ＩＣ↓［４］的１７脚；ＩＣ↓［４］的１４脚经Ｃ↓［２］接地，ＩＣ↓［４］的１６脚接Ｃ↓［１］和Ｒ↓［６］，Ｃ１另一端接地，Ｒ↓［６］另一端接电源正极，ＩＣ↓［４］的６脚经Ｋ↓［１］接地，ＩＣ↓［４］的７脚经Ｋ↓［２］接地，ＩＣ↓［４］的８脚经Ｋ↓［３］接地，ＩＣ↓［４］的９脚经Ｋ↓［４］接地和经Ｂ↓［１］接电源正极，ＩＣ↓［４］的１脚接ＩＣ↓［５］的１脚和２脚，ＩＣ↓［４］的１１脚接ＩＣ↓［５］的８脚，ＩＣ↓［４］的５脚接地，ＩＣ↓［４］的３脚接Ｒ↓［７］、Ｒ↓［１０］和Ｑ↓［３］的基极，ＩＣ↓［４］的２脚接Ｒ↓［９］、Ｒ↓［１２］和Ｑ↓［２］的基极，ＩＣ↓［４］的１０脚接Ｒ↓［８］、Ｒ↓［１１］和Ｑ↓［１］的基极，Ｑ↓［１］－Ｑ↓［３］的集电极和Ｒ↓［７］－Ｒ↓［９］的另一端接电源正极，Ｒ↓［１０］－Ｒ↓［１２］的另一端接地，Ｑ↓［１］的发射极接Ｇ↓［１］的１脚，Ｑ↓［２］的发射极接Ｇ↓［２］的１脚，Ｑ↓［３］的发射极接Ｌ↓［１］－Ｌ↓［５］的正极，ＩＣ↓［５］的３脚接Ｇ↓［１］－Ｇ↓［２］的１０脚和Ｌ↓［１］负极，ＩＣ↓［５］的４脚接Ｇ↓［１］－Ｇ↓［２］的９脚和Ｌ↓［２］负极，ＩＣ↓［５］的５脚接Ｇ↓［１］－Ｇ↓［２］的８脚和Ｌ↓［３］负极，ＩＣ↓［５］的６脚接Ｇ↓［１］－Ｇ↓［２］的５脚和Ｌ↓［４］负极，ＩＣ↓［５］的１０...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋祈真，马国庆，沈知之，
申请(专利权)人：南京物研科技实业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]