太阳能热水器控制器原理图
智能型太阳能热水器控制器--附带原理图(已出PCB板)
淮 阴 工 学 院毕业设计说明书（论文）作者: 吴 健 学号：1101205122系(院): 电子与电气工程学院专业: 电气工程及其自动化题目: 智能型太阳能热水器控制系统的设计——硬件部分张敏 讲 师指导者：(姓名) (专业技术职务)评阅者：(姓名) (专业技术职务)2014 年06 月目前，太阳能热水器已广泛应用，并正在向高效率、全天候、智能化、大型化和普遍化方向发展，因而，研制与其相应的太阳能热水器控制器就有着很强的迫切性和广阔的应用前景。
本设计以STC89C52RC单片机控制整个系统。
通过设置水位的上限和下限来实现自动上水、停水。
当水位高于上限，断开电磁开关，水位低于下限时闭合电磁开关；DS1302实时时钟用来设定每日自动上水的时间；独立按键用以设定想要控制的温度，并由温度传感器检测水温，单片机在内部比较当前温度，当水温低于预设温度，继电器闭合开始加热，高于预设温度断开电热丝；电热丝的加热功率由双向可控硅的导通角控制，从而控制电热丝的有效加热功率，出水可调恒温控制得到解决。
关键词自动控制，实时时钟，双向可控硅，过零检测Title Design Of The Intelligent Control System Of Solar Water Heater——Hardware PartAbstractAt present, solar water heater has been applied extensively and it is stepping to the direction of high-efficiency, all daylong, intelligent, large-scale and generalization. For this reason, there is a great urgency and extensive application prospect to develop the controller of the solar water heater respectively.This design uses the STC98C52RC MCU to control the whole system. We set the level of upper and lower limits to achieve the water supply and cut-off automatically. When the water level is higher than the upper limit, we cut off the electromagnetic switch and close that as the water level below the lower limit. DS1302 real-clock can set the automatic supple time; separate button can set the controlled temperature and detect the water temperature through the temperature sensor. At the same time, MCU internally compares the current temperature. When the water temperature is lower than the set temperature, the relay will cut off and heat until it higher than the set temperature. At this point, it will close the heater strip. TRIAC conduction angle controls the heating power of heater strip, thus it can control the effective heating power. And the issue of adjustable water temperature control can be solved.Keywords automatic control, real-time clock, triac, zero-crossing detection目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 智能型太阳能热水器控制器在国内外的发展情况 (2)1.3 本文所做的工作 (3)1.4 本章小结 (3)2 太阳能热水器系统结构总体设计及工作原理 (4)2.1 太阳能热水器系统总体结构 (4)2.2 太阳能热水器原理 (5)3 总体方案设计 (6)3.1 方案论证 (6)3.2 方案选择 (7)4 主要芯片的特性 (7)4.1 主控制器STC89C52 (7)4.2 时钟电路DS1302 (10)4.3 DS18B20简介 (12)4.4 光电耦合器JC817 (13)5 智能型太阳能热水器控制系统设计 (13)5.1 太阳能控制器硬件结构图 (14)5.2 水位检测电路 (14)5.3 水位控制电路 (15)5.4 定时进水电路 (16)5.5 辅助加热控制电路 (17)5.6 温度检测电路 (18)5.7 报警电路 (19)5.8 市电检测电路 (19)5.9 电源供电模块 (20)6 硬件制作 (20)6.1 PCB板制作过程中所遇到的问题 (20)6.2 焊接电路板步骤 (21)6.3 测试电路板 (21)6.4 电路板主要模块的测试 (22)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录A 系统电路原理图 (30)附录B 系统电路PCB图 (31)附录C 系统电路实物图 (32)附录D 元器件清单 (33)图2-1 太阳能热水系统结构图 (5)图2-2 太阳能热水器水循环原理图 (6)图4-1 STC89C52引脚图 (8)图4-2 DS1302引脚及内部结构 (11)图4-3 DS1302的控制字 (11)图4-4 DS1302数据读/写时序 (12)图5-1 太阳能控制器硬件结构框图 (14)图5-2 水位检测电路 (14)图5-3 水位控制电路 (15)图5-4 定时进水模块 (16)图5-5 加热控制电路 (17)图5-6 温度检测电路 (18)图5-7 温度检测电路 (18)图5-8 报警电路 (19)图5-9 通过三极管进行过零检测 (19)图5-10 电源及电源指示灯 (20)图6-1 前期温度显示 (22)图6-2 后期温度显示 (23)图6-3 加热部分测试 (24)图6-4 定时模块的测试前期 (24)图6-5 定时模块的测试后期 (25)图6-6 整流波形 (25)图6-7 非门端输出波形 (26)表4-1 P1.0和P1.1引脚复用功能 (9)表4-2 P3口引脚复用功能 (9)表4-3 DS1302引脚功能 (11)表4-4 内部寄存器地址和内容 (12)1 绪论1.1 课题研究的背景众所周知，太阳能是大自然馈赠给我们源源不断的能源。
太阳能热水器的组成及工作原理(13页)
太阳能热水器的组成及工作原理2.1 系统总体结构设计图2-1系统结构图图2-1为系统设计的结构图，该图的系统控制原理图如下图2-2：T3T2图2-2 系统控制原理图注释：T1：热水箱的温度传感器T2：循环水管中的温度传感器T3：集热器中的温度传感器F1：循环水阀门F2：冷水阀门F3：热水阀门此款热水器利用微机控制主要有以下几种控制功能：晨水加热控制、温水循环控制、冷水集热控制、水箱加热控制。
1.早晨水温控制由于清晨太阳光较弱，所以太阳能热水器从系统发挥作用。
为了提供温度不低于30摄氏度的水，热水器在清晨4-7点之间对水箱进行电加热，具体控制过程如下：首先，关闭冷水阀门F2和循环水阀门F1，然后微机开始进行水箱的温度采集，同时进行温度的比较，当水箱的温度小于30摄氏度时，电热器D接通进行加热，同时微机继续对热水箱的温度进行采集。
当温度加热到大于30摄氏度时电热器断开，如此反复循环保证了温度的稳定。
2.循环水集热过程早晨水温控制之后（7～9点），设定当日的水箱温度N（由两位次齿轮开关设定），输入微机，再利用微机控制系统，通过太阳光能对热水箱加热以达到理想温度N。
具体控制过程如下：打开循环阀门F1，关闭冷水进水阀门F2，热水阀门F3处于空控状态。
然后开始比较温度，若（T31>5摄氏度，T2>T1）为止。
如若T1，那么循环水集热过程结束，进入冷水集热控制过程。
3.冷水集热控制此时热水箱温度已达到了N，冷水要进入太阳能集热器，这时温度为T3，和当日的设定温度值相比较，若T3>N则将已加热的水送入热水箱，每天的控制时段大概为9点～20点。
具体控制过程如下：关闭循环水阀门F2，打开冷水阀门F2，热水阀门F3处于可控状态。
若T3>N，打开热水阀门F3并将保持一段时间，若T3<N，关闭F3继续给太阳能集热器加热，知道温度答应N，当打开F3时此时比较水管水温T2与N的值，若T2>N阀门F3继续保持打开状态，否则关闭F3。
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摘要现在,城市居民绝大部分都使用了太阳能热水器,农村也有相当一部分人使用。
因此,研究和开发先进的太阳能热水器控制系统变得越来越重要。
本设计阐述了可编程控制器（PLC）在太阳能热水器控制系统中的应用,重点研究了系统的硬件构成及软件的设计过程.指出了PLC设计的关键是能满足基本的控制功能, 并考虑维护的方便性、系统可扩展性等。
本设计进行了系统的I/O分配和PLC选型，根据要求绘制出了控制系统电气原理图和接线图等。
把PLC作为太阳能热水器的控制系统，大大减少了其它元器件的使用.它使系统接线简单，检修维护方便快捷,增进了系统的先进性.关键词太阳能热水器PLC 控制系统DESIGN OF SOLAR WATER HEATERCONTROL SYSTEM BASED ON PLCABSTRACTNow，vast majority of urban residents use solar water heaters, so do a considerable number of rural people。
太阳能热水器原理及医院门诊楼技术方案研讨PPT课件
贮水箱设计
---贮水箱的开口位置与尺寸（4）
流水区 死水区
死水区 流水区
在满足以上要求的前提下，水箱的开口位置还应尽量注意消 除死水区，或者尽量减少死水区。但为了防止顶水使用时冷 水供应不上，造成热水断流的问题，有意在水箱出热水口上 部留出一部分热水高度，当冷水供应不上时，起缓冲作用。
■溢流口：开式常压系统的水箱应留有溢流口，应不小于进水 口，且最小不应小于25mm 。
贮水箱设计
---贮水箱的开口位置与尺寸（2）
■用热水口： a)对于承压水箱，用热水口应位于水箱的顶部； b)对于顶水使用的开式水箱，用热水口应位于水箱的中上部， 且不能低于上循环口； c）对于落水使用的开式水箱，用热水口应位于水箱的底部， 但应不低于排污口； d)对于底部带有电加热管的水箱，用热水口应高于电加热管 的位置，以确保电加热管始终浸没在水中，防止电热管无水 干烧。
太阳能热水器控制系统
水位检测电路 温度采集电路
太阳能控制仪表
显示电路
51单片机
键盘电路
电源电路
报警电路 电加热器
水泵 出水阀门
阐述：
系统有两路输入信号：
一个支路提取水箱中的水位信号，当水位低于下限时 ，声光报警，并启动水泵加水，当水位到达上下限之间时， 停止声光报警，但要继续加水，直到水位到达上限为止，若 开机时水位在上下限之间时，不作任何处理，直到低于下限 或超过上限时才处理，若超过上限，则关掉水泵，并打开出 水阀门，并声光报警，直到水位下降到上下限之间；
太阳辐射透过玻璃盖板，被集热板吸收后沿肋片和管 壁传递到吸热管内的水。吸热管内的水吸热后温度升高， 比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸 系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时通 过下循环管不断补充温度较低的水，如此循环往复，最终 整箱水都升高至一定的温度
太阳能控制器电路图大全（LM393电源PIC12F675单片机控制器）
太阳能控制器电路图大全（LM393电源PIC12F675单片机控制器）太阳能控制器电路图（一）一、电路结构电路如图所示。
双电压比较器LM393两个反相输入端②脚和⑥脚连接在一起，并由稳压管ZD1提供6.2V的基准电压做比较电压，两个输出端①脚和⑦脚分别接反馈电阻，将部分输出信号反馈到同相输入端③脚和⑤脚，这样就把双电压比较器变成了双迟滞电压比较器，可使电路在比较电压的临界点附近不会产生振荡。
R1、RP1、C1、A1、Q1、Q2和J1组成过充电压检测比较控制电路；R3、RP2、C2、A2、Q3、Q4和J2组成过放电压检测比较控制电路。
电位器RP1和RP2起调节设定过充、过放电压的作用。
可调三端稳压器LM371提供给LM393稳定的８Ｖ工作电压。
被充电电池为12V65Ah全密封免维护铅酸蓄电池；太阳电池用一块40W硅太阳电池组件，在标准光照下输出17V、2.3A左右的直流工作电压和电流；D1是防反充二极管，防止硅太阳电池在太阳光较弱时成为耗电器。
二、工作原理当太阳光照射的时候，硅太阳电池组件产生的直流电流经过Ｊ１－１常闭触点和Ｒ１，使ＬＥＤ１发光，等待对蓄电池进行充电；Ｋ闭合，三端稳压器输出８Ｖ电压，电路开始工作，过充电压检测比较控制电路和过放电压检测比较控制电路同时对蓄电池端电压进行检测比较。
当蓄电池端电压小于预先设定的过充电压值时，Ａ１的⑥脚电位高于⑤脚电位，⑦脚输出低电位使Ｑ１截止，Ｑ２导通，ＬＥＤ２发光指示充电，Ｊ１动作，其接点Ｊ１－１转换位置，硅太阳电池组件通过Ｄ１对蓄电池充电。
蓄电池逐渐被充满，当其端电压大于预先设定的过充电压值时，Ａ１的⑥脚电位低于⑤脚电位，⑦脚输出高电位使Ｑ１导通，Ｑ２截止，ＬＥＤ２熄灭，Ｊ１释放，Ｊ１－１断开充电回路，ＬＥＤ１发光，指示停止充电。
当蓄电池端电压大于预先设定的过放电压值时，Ａ２的③脚电位高于②脚电位，①脚输出高电位使Ｑ３导通，Ｑ４截止，ＬＥＤ３熄灭，Ｊ２释放。
太阳能热水器的工作原理图解与结构图解
太阳能热水器的工作原理图解与结构图解太阳能热水器具有安装使用方便、节能效果明显的优点，可以吸收太阳能辐射能，并且把能量转换成热能，从而产生热水的一种设备。
在家庭用热水、商业用热水、工业制造用热水等方面都有广泛的应用，下面小编就为大家介绍一下太阳能热水器的工作原理与结构图解。
太阳能热水器工作原理太阳能热水器工作原理图1、吸热过程真空管式太阳能热水器：太阳辐射透过真空管的外管，然后被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水，此时水受热而温度逐渐升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。
随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时温度较低的水沿管的另一侧不断补充如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度。
平板式太阳能热水器：其中介质在集热板内因热虹吸自然循环，随后将太阳辐热量及时传送到水箱内，介质也可通过泵循环实现热量传递，因此就有源源不断的人能来保持水温的稳定。
2、循环管路直插式结构的真空管式太阳能热水器，热水是因为通过重力的作用而提供动力；然而平板式则通过自来水的压力提供动力。
不过这两种太阳能集中供热系统均采用泵循环。
由于太阳能热水器集热面积不大，考虑到热能损失，一般不采用管道循环。
太阳能热水器自然循环集热原理示意图3、系统工作1）温差控制集热循环集热器温测器和水温感应器置入在太阳能热水地暖系统中，能够很好地吸收太阳能辐射后，促使集热管温度上升，然后当集热器温度和水箱温度水温差到达△t设定值时，通过检测系统发出指令，循环泵将中央热水器中的冷水输入集热器中，然而水被加热后又再次回到水箱中，使水箱内的水达到设定的温度。
2）地暖管道循环系统这个系统是增加热水循环泵作为不同点，然后通过控制器更好得控制地暖管道循环为工作原理。
然后再通过当水温达到设定温度时，自动启动地暖循环泵，使高温水通过地暖盘管在室内循环，从而使室内温度不断提高。
如果水箱水温开始低于某一设定值时，应当将地暖管道循环泵进行自动停止为最好的方式。
太阳能热水器控制器设计
太阳能热水器的通用控制器研制武汉工程大学 刘增华 李伟 2.1 系统的工作原理太阳能热水器辅助控制系统结构如图 1 所示。
在太阳能热水器的储水箱内增加一个电加 器，采用 220V 市电加热，由辅助控制系统的继电器控制通断电，用来在温度达不到要求的 时候进行辅助加热来保证热水温度。
水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中，通 过电缆线接入用户室内控制器。
流量控制阀用通过步进电机来精确控制冷水即自来水的流 量，来保证热水与冷水混合后的温度达到用户的要求。
当水位不足报警时，通过电磁阀启动 上水，上水的过程中，不允许淋浴，且放水电磁阀关闭。
当需要淋浴时，放水电磁阀打开， 通过自动控制冷水电磁阀的开度来保证冷水与热水混合后的温度与用户设定值基本一致 （水 温保持在设定温度的 2°C 范围内），淋浴过程中，系统禁止上水和辅助加热。
当淋浴完后 按下”淋浴完键”，系统停止放水并且电机要复位。
系统的总体结构图如下。
液位传感器 温度传感器 热水器储水箱 电加热器 上水 电磁阀三通 放水 电磁阀自来水 电动节流截至阀 三通 三通 温度传感器阀 门 淋浴器2.2 控制系统与电路结构组成控制系统采用 FPGA 内部构建 Core8051 单片机来控制水温水位等，其内部接线图如图 2 所示。
整个系统采用 Fusion StartKit 开发平台，嵌入 8051 内核为核心，对水温、水位等参 数进行智能检测和显示，读取电磁阀的状态，经键盘操作和单片机内部运算比较，控制相应 得执行机构进行通、断电及报警提示，其控制系统组成如图 3。
Core8051 的 P0 口作液晶的数据口，P2.0-P2.2 为液晶的使能控制口，P2.3-P2.5 分别接 步进电机驱动器 CP-,u/d-， FREE-, CP 为脉冲信号输入端； U/D 为电机正、 反转控制端； FREE 为电机脱机控制端， 通过不断的对淋浴水温进行智能检测和显示， 经单片机内部运算与设定温度进行比较，控制输入步进电机的脉冲信号及正反转状态，来调节流量控制阀的开度，从 而来保证喷头水温与用户设定水温的相一致。
毕业设计太阳能热水器控制电路
太阳能热水器控制电路设计一、系统设计1.设计原理太阳能热水器自动控制电路采用AT89S52单片机作为控制核心，外围加蜂鸣器控制电路、数码显示电路、水位检测电路、电机控制电路、按键电路、温度检测电路等。
数码管实时切换显示当前温度与当前液位，当液位过高时，蜂鸣器报警，并且电机反转模拟排水过程；当液位过低时，蜂鸣器报警，并且电机正转模拟进水过程。
本系统设计简单，成本低，性能优良，具有一定的稳定性和实用性。
三、硬件电路设计1.基本原理框图图一：原理框图（1）太阳能热水器控制装置主要组成由CPU、显示电路、按键电路、蜂鸣器电路、电机电路、液位检测电路、温度检测电路、电源电路组成，如图一。
（2）太阳能热水器控制装置的工作原理接通电源后，显示当前水位，水位被分为16个点。
并且显示当前温度。
液位显示与温度的显示切换进行。
当水位显示低于或等于1时，蜂鸣器报警，并且电机正转，表示进水；当水位显示高于或等于15时，蜂鸣器报警，并且电机反转，表示排水。
液位检测利用CD40512.各部分电路原理（1）最小系统最小系统电路如图二所示。
P10/TP11/T P12 P13P14 P15 P16 P1712 INT114 T1 VCCEA/VP X1 X2 RXD 10 ALE/P 30TXD VCC 14 VCC 14 A A Q7 13 h1 Q7 13 h2 B VCC B Q6 12 g1 Q6 12 g2 Q0 Q0 Q5 11 f1 Q5 11 f2 Q1 Q1 6 Q4 10 e1 VCC 6 Q4 10 e2 VCC Q2 Q2 Q3 CLEAR 9 Q3 CLEAR 9 CLK 8 74164-CLK CLK 874164-CLK GND GND 164B VCC 14A Q7 13 h3VCC VCC B Q6 12 g3 Q0 Q5 11 f3 Q16 Q4 10 e3VCCQ2 Q3 CLEAR9 CLK8 74164-CLKGND VCC 14 AQ7 13 h4 BQ6 12 g4 Q0Q5 11 f4Q16 Q4 10 e4VCCQ2 Q3 CLEAR9 CLK 8 74164-CLKGND VCC h4a5 VCC 14 AQ7 13 h5 BQ6 12 g5 Q0Q5 11 f5 Q1 6 Q4 10 e5VCCQ2Q3 CLEAR 9 CLK8 74164-CLKGND VCCS1C1 10uF+RSTR2 1KCY130p Y11 2 3 4 5 MOSI 6 MISO 7 SCK 813 1531 19 18 U2INT0 T0A T89S52P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28CY2 11.0592M RES 9 17 30p16RESET R D WR11 PSEN 29图二：最小系统（2）显示电路采用 LED 数码管显示，该方案具有实现容易、发光亮度大、驱动电路简单等优点，其可靠性也优 于 LCD 的显示。
太阳能热水器工作原理图
：一、吸热过程太阳辐射透过玻璃盖板，被集热板吸收后沿肋片和管壁传递到吸热管内的水。
吸热管内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。
随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时通过下循环管不断补充温度较低的水，如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度。
现有的平板式集热器，基本上都采用结合良好的多管组合方式，如滚压或压延方法等，其中走水管子与吸热板之间的热阻几乎可以忽略。
影响平板式集热器板芯性能的主要因素，一是结构设计，二是表面吸收涂层。
设计良好的集热器的板芯肋片效率应该在93%以上。
集热器的板芯肋片效率与板芯结构、表面处理以及集热器整体结构有关。
集热器整体结构的影响可以用总传热系数来描述，其影响程度与自身的几何尺寸（肋片厚度、材质）是一样。
也就是说，在同等效率的情况下，集热器热损小时板芯可以薄一些。
选择性吸收表面可以提高集热效率，但是市面上这类产品为了提高经济效益，往往肋片较薄。
用于热水器场合时，这类产品的实际集热效果与选择性差一些（甚至没有选择性）但肋片厚一些的集热器不会有太大的区别。
二、循环管路家用太阳能热水器通常按自然循环方式工作，没有外在的动力，设计良好的系统只要有5~6℃以上的温差就可以循环很好。
水循环管路管径及管路分布的合理性直接影响到集热器的热交换效率。
多数情况下，自然循环家用热水器系统管路中的流态都可以视为层流。
集热器内管路系统的阻力主要来自沿程阻力，局部阻力的影响要小得多，其中支管的沿程阻力又比主管要大得多。
当水温升高后，由于运动粘度减小，沿程阻力变小，局部阻力的影响变大。
在一定范围内，当主管管径不变时，加大支管管径，不仅沿程阻力迅速减小，而且局部阻力也将跟着减小。
一般地，支管的水力半径应在10mm以上。
当主管管径达到一定值以后，增加主管管径对减小系统阻力意义不大。
三、顶水式使用过程家用太阳能热水器的用水方式分为落水式和顶水式。
落水使用方式不受自来水供水影响，其缺点是使用过程中水温先低后高，掌握不好的话容易造成突然缺水的尴尬。
毕业设计太阳能热水器控制电路
太阳能热水器控制电路设计一、系统设计1。
设计原理太阳能热水器自动控制电路采用AT89S52单片机作为控制核心，外围加蜂鸣器控制电路、数码显示电路、水位检测电路、电机控制电路、按键电路、温度检测电路等.数码管实时切换显示当前温度与当前液位，当液位过高时，蜂鸣器报警,并且电机反转模拟排水过程;当液位过低时，蜂鸣器报警，并且电机正转模拟进水过程。
本系统设计简单，成本低，性能优良，具有一定的稳定性和实用性.三、硬件电路设计1.基本原理框图图一：原理框图（1）太阳能热水器控制装置主要组成由CPU、显示电路、按键电路、蜂鸣器电路、电机电路、液位检测电路、温度检测电路、电源电路组成，如图一。
(2）太阳能热水器控制装置的工作原理接通电源后,显示当前水位，水位被分为16个点。
并且显示当前温度。
液位显示与温度的显示切换进行。
当水位显示低于或等于1时，蜂鸣器报警，并且电机正转，表示进水；当水位显示高于或等于15时,蜂鸣器报警,并且电机反转,表示排水。
液位检测利用CD40512。
各部分电路原理（1）最小系统最小系统电路如图二所示。
S1图二：最小系统(2）显示电路采用LED 数码管显示，该方案具有实现容易、发光亮度大、驱动电路简单等优点,其可靠性也优于LCD 的显示。
.由6个数码管和6个74LS164组成，采用串行静态显示的方法。
将数码管的8个输入端与74LS164的输出端Q0～Q7相连。
P1。
0和74LS164的CLK 连接，作为时钟；P1。
4接74LS164的A 端，作为显示数据的输入端。
显示电路如图三所示。
C31104VCC C33104VCCC32104VCCC34104VCCC35104VCC图三：显示电路但是使用74LS164串显会出现消隐的问题。
为了消除消隐，那么就必须在硬件上与软件上结合来消除消隐的问题.消隐电路如图四所示.软件上，在传数据时，先传一个高电平，直到数据传完再传送一个低电平即可。
图四：消隐电路(3）按键电路键按下后，进行温度及液位检测的切换，也可不使用。
太阳能热水器控制器原理图
太阳能热水器控制器原理图家用太阳能热水器方便、节能、无污染，应用广泛。
本文介绍的太阳能热水器辅助控制系统以单片机为核心，对储水箱水位、水温等进行检测和显示；水位过低时进行自动上水、水满自停,防止溢水；在无光照阴雨天或寒冷季节进行辅助电加热，且温度可由用户预置；在寒冷的冬季能对上水管道的水进行排空，防止管道冻裂;具有防漏电、防干烧等多种安全保护和声光报警功能。
一、系统结构太阳能热水器辅助控制系统结构如图1所示.在真空管太阳能热水器的保温储水箱内增加一个与电热水器类似的电热元件并固定在绝缘底座上，引出交流电源线入户，由辅助控制系统的继电器控制通断电.水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中,通过电缆线接入用户室内控制器.进行管道排空时，由控制系统关闭排空控制阀,打开热水开关和淋浴开关，将管道中的水放掉；用水时则打开排空控制阀。
系统自动上水时，通过单项电磁阀上水。
水流电开关用于检测淋浴开关是否打开、是否有水的流动，当淋浴开关打开用水时，系统自动停止上水、切断辅助电加热器的电源。
二控制系统组成太阳能热水器控制系统的组成如图2所示。
整个系统以AT89C51单片机为核心,对水温、水位等参数进行智能检测和显示，读取水流开关、排空阀门的状态，经键盘操作和单片机内部运算比较,控制相应得执行机构进行通、断电;进行防漏电、防干烧等保护，并进行相应得声光报警。
对水箱水温信号的检测采用DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20,它具有3引脚TO—92小体积封装形式，CPU只需一根端口线就能与DS18B20通信控制读取温度值。
水流开关信号的检测采用开关式传感器,其内部是一个霍尔开关，排空阀是一个带行程开关的球型阀，由5W交流伺服电机带动，每旋转90度输出一个开关信号,排空阀的开闭状态对应于该开关信号。
上水电磁阀采用12V直流单项电磁阀；辅助电加热体的通断电采用继电器控制；排空阀由36V（5W）交流伺服电机带动，由排空阀的开闭状态信号确定并通过继电器控制交流伺服电机电源通断电.三、控制软件设计主程序流程图如图3所示。
太阳能热水器的组成及工作原理
太阳能热水器的组成及工作原理 2.1 系统总体结构设计排气管不锈钢保温水箱图2-1系统结构图图2-1为系统设计的结构图，该图的系统控制原理图如下图2-2：T3 T2F 3热集太阳光F1箱器T1D自来水F2图2-2 系统控制原理图注释：T1：热水箱的温度传感器T2：循环水管中的温度传感器T3：集热器中的温度传感器F1：循环水阀门F2：冷水阀门F3：热水阀门此款热水器利用微机控制主要有以下几种控制功能：晨水加热控制、温水循环控制、冷水集热控制、水箱加热控制。
1.早晨水温控制由于清晨太阳光较弱，所以太阳能热水器从系统发挥作用。
为了提供温度不低于30摄氏度的水，热水器在清晨4-7点之间对水箱进行电加热，具体控制过程如下：首先，关闭冷水阀门F2和循环水阀门F1，然后微机开始进行水箱的温度采集，同时进行温度的比较，当水箱的温度小于30摄氏度时，电热器D接通进行加热，同时微机继续对热水箱的温度进行采集。
当温度加热到大于30摄氏度时电热器断开，如此反复循环保证了温度的稳定。
2.循环水集热过程早晨水温控制之后（7～9点），设定当日的水箱温度N（由两位BCD次齿轮开关设定），输入微机，再利用微机控制系统，通过太阳光能对热水箱加热以达到理想温度N。
具体控制过程如下：打开循环阀门F1，关闭冷水进水阀门F2，热水阀门F3处于空控状态。
然后开始比较温度，若（T3-T1>5摄氏度，T2>T1）为止。
如若T1=N，那么循环水集热过程结束，进入冷水集热控制过程。
冷水集热控制3.和T3，此时热水箱温度已达到了N，冷水要进入太阳能集热器，这时温度为则将已加热的水送入热水箱，每天的控制时当日的设定温度值相比较，若T3>N 20点。
具体控制过程如下：段大概为9点～，T3>N，热水阀门F3处于可控状态。
若关闭循环水阀门F2，打开冷水阀门F2继续给太阳能集热器加F3打开热水阀门F3并将保持一段时间，若T3<N，关闭阀与N的值，若T2>N热，知道温度答应N，当打开F3时此时比较水管水温T2。
太阳能热水器工作原理图
太阳能热水器工作原理图太阳能热水器是一种利用太阳能将水加热的装置，其工作原理图如下所示。
1. 太阳能收集器太阳能收集器是太阳能热水器的核心部件，它负责将太阳能转化为热能。
太阳能收集器通常由一系列黑色吸热板组成，这些吸热板可以吸收太阳辐射的能量，并将其转化为热能。
2. 热水贮存装置热水贮存装置是太阳能热水器中用于储存热水的部件。
当太阳能收集器吸收到太阳能并将其转化为热能时，热水贮存装置会将热能传递给其中的水，使其升温。
热水贮存装置通常由一个绝热的水箱构成，以防止热能的散失。
3. 管道系统管道系统是太阳能热水器中用于传输热能的部件。
它连接太阳能收集器和热水贮存装置，将从太阳能收集器中吸收到的热能传递给热水贮存装置中的水。
管道系统通常由耐高温材料制成，以确保热能的传输效率。
4. 控制装置控制装置是太阳能热水器中用于控制热水温度和供水的部件。
它通常由温度传感器和电控开关组成。
温度传感器可以感知热水的温度，并将这些信息传递给电控开关。
电控开关根据温度传感器的反馈信号，控制水泵的运行和停止，以确保热水的温度在设定的范围内。
太阳能热水器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 吸收太阳能当太阳能热水器暴露在阳光下时，太阳能收集器会吸收太阳辐射的能量，将其转化为热能。
2. 传递热能吸热板中的热能会通过管道系统传递给热水贮存装置中的水。
热水贮存装置中的水会因此而升温。
3. 控制供水控制装置会根据热水的温度来控制水泵的运行和停止。
当热水温度低于设定值时，水泵会启动，将热水供应给使用者。
当热水温度达到设定值时，水泵会停止供水。
太阳能热水器的工作原理图展示了太阳能的利用过程，通过吸热板的吸热和热能传递，将太阳能转化为热水供应。
这种利用太阳能的方式不仅环保，还可以降低能源消耗和经济成本。
因此，太阳能热水器在现代家庭和一些工业领域中得到了广泛应用。
虽然太阳能热水器的工作原理图看起来相对简单，但其中涉及的热传导、温度控制等原理和技术并不简单。
太阳能热水器控制器工作原理
太阳能热水器控制器工作原理一、太阳能热水器控制器的组成一般来说，太阳能热水器控制器包括主控板、温控传感器、差动控制器、液位传感器、触摸屏、电池等多个部件。
主控板是整个控制系统的核心，负责接收和处理各种传感器的信号，并输出相应的控制指令。
二、太阳能热水器控制器的工作原理1.温度传感器太阳能热水器控制器通过温度传感器监测太阳能集热器和储水箱的温度。
一般来说，控制器会设定一个温差，当太阳能集热器的温度高于储水箱的温度时，则启动水泵将热水循环到储水箱中；当太阳能集热器的温度低于储水箱的温度时，则停止水泵，避免热量流失。
2.差动控制器差动控制器是太阳能热水器控制器中的重要组成部分，其作用是维持太阳能集热器和储水箱之间的温差。
差动控制器会根据设定的温差范围对水泵工作状态进行调节，保证集热器的热量能够有效地传递给储水箱。
3.液位传感器液位传感器用于监测储水箱中的水位情况。
当储水箱中的水位低于设定值时，控制器会启动水泵将水从水源中抽取到储水箱中；当水位高于设定值时，控制器会停止水泵的工作，避免溢水和浪费。
4.备用电源5.触摸屏触摸屏一般用来显示和调节太阳能热水器的相关参数和状态。
用户可以通过触摸屏设定温度、液位等参数，也可以查看系统的运行状态和故障报警信息。
三、太阳能热水器控制器的工作流程1.接收传感器信号：控制器通过温度传感器、液位传感器等接收相关参数的信号。
2.处理信号数据：主控板对接收到的信号数据进行处理，进行温度、液位判断和控制策略的计算。
3.输出控制指令：主控板根据处理后的数据和设定的控制策略，输出相应的控制指令，控制水泵、辅助加热器等部件的工作状态。
4.控制器反馈：控制器监测各个部件的工作状态，并将实际工作情况反馈给主控板。
5.用户交互：通过触摸屏，用户可以设定相关参数、查看系统状态和故障信息，对系统进行手动控制。
总结：太阳能热水器控制器通过感知相关参数，如温度、液位等，根据设定的控制策略智能地调节各个部件的工作状态，实现太阳能能量的高效利用。
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太阳能热水器控制器原理图
家用太阳能热水器方便、节能、无污染，应用广泛。
本文介绍的太阳能热水器辅助控制系统以单片机为核心，对储水箱水位、水温等进行检测和显示；水位过低时进行自动上水、水满自停，防止溢水；在无光照阴雨天或寒冷季节进行辅助电加热，且温度可由用户预置；在寒冷的冬季能对上水管道的水进行排空，防止管道冻裂；具有防漏电、防干烧等多种安全保护和声光报警功能。
一、系统结构
太阳能热水器辅助控制系统结构如图1所示。
在真空管太阳能热水器的保温储水箱内增加一个与电热水器类似的电热元件并固定在绝缘底座上，引出交流电源线入户，由辅助控制系统的继电器控制通断电。
水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中，通过电缆线接入用户室内控制器。
进行管道排空时，由控制系统关闭排空控制阀，打开热水开关和淋浴开关，将管道中的水放掉；用水时则打开排空控制阀。
系统自动上水时，通过单项电磁阀上水。
水流电开关用于检测淋浴开关是否打开、是否有水的流动，当淋浴开关打开用水时，系统自动停止上水、切断辅助电加热器的电源。
二控制系统组成
太阳能热水器控制系统的组成如图2所示。
整个系统以AT89C51单片机为核心，对水温、水位等参数进行智能检测和显示，读取水流开关、排空阀门的状态，经键盘
操作和单片机内部运算比较，控制相应得执行机构进行通、断电；进行防漏电、防干烧等保护，并进行相应得声光报警。
对水箱水温信号的检测采用DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20，它具有3引脚TO-92小体积封装形式，CPU只需一根端口线就能与DS18B20通信控制读取温度值。
水流开关信号的检测采用开关式传感器，其内部是一个霍尔开关，排空阀是一个带行程开关的球型阀，由5W交流伺服电机带动，每旋转90度输出一个开关信号，排空阀的开闭状态对应于该开关信号。
上水电磁阀采用12V直流单项电磁阀；辅助电加热体的通断电采用继电器控制；排空阀由36V（5W）交流伺服电机带动，由排空阀的开闭状态信号确定并通过继电器控制交流伺服电机电源通断电。
三、控制软件设计主程序流程图如图3所示。
子程序流程图如图4所示。
主程序首先完成串行口、定时器、中断源的初始化，设置初始运行参数、开中断，然后循环读取键盘状态、检测系统是否漏电。
一旦检测到系统漏电，进行声音和显示报警，将所有执行机构断电；若系统不漏电则根据存储的键盘状态和检测的水温、水位等状态信号进行相应得处理并等待中断服务程序的执行。
系统正常控制时，首先显示水温和水位，若检测到水流开关打开用水时，自动断开上水阀和电加热体电源，即实现水电联动，用水停电。
当检测到水位过低时打开电磁阀上水；到达最高水位后，自动关闭电磁阀。
在水位超过第二档时，将检测的实际水温与设置水温进行比较，若实际水温低于设置水温，则加热体通电进行辅助电加热；若实际水温高于设置水温时，切断加热体电源；若检测到水位低于第二档，不管设置温度高低，总是停止加热，以防止加热体干烧。