太陽(yáng)能是目前最為“干凈”的能源之一。隨著消費(fèi)者環(huán)保和綠色意識(shí)的提高，太陽(yáng)能熱水器已經(jīng)開(kāi)始走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。這里介紹一種低成本、高性能、全自動(dòng)的太陽(yáng)能熱水器控制器。它用數(shù)字方式顯示水溫、水位；全自動(dòng)水位控制，水位低于規(guī)定值報(bào)警并自動(dòng)上水，上水到規(guī)定水位時(shí)自動(dòng)停止上水（水位的上限可由用戶(hù)自行設(shè)定。設(shè)定參數(shù)具有斷電保護(hù)，重新上電不需要用戶(hù)再設(shè)定）；水位界于高低水位之間時(shí)，可以通過(guò)觸摸鍵手動(dòng)上水、停水；當(dāng)水壓不足時(shí)，自動(dòng)控制增壓泵投入工作，避免因水壓不足導(dǎo)致上水失敗；全自動(dòng)的溫度控制，禁止高溫空曬后進(jìn)水，可以防止真空管因突然注入冷水而爆裂。
　　控制器的電路圖如附圖所示。上述控制功能使用ＭＣＵ實(shí)現(xiàn)，我們根據(jù)前面規(guī)定的任務(wù)要求，選用了ＳＯＮＩＸ公司的ＳＮ８Ｐ１７０６。ＳＮ８Ｐ１７０６片內(nèi)資源包括：８路１２位ＡＤＣ；１路７位ＤＡＣ；３０位數(shù)字Ｉ／Ｏ（ＳＮ８Ｐ１７０８有３３位Ｉ／Ｏ）；３個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器；２個(gè)８位ＰＷＭ信號(hào)輸出；７個(gè)中斷源；１個(gè)串行口；１個(gè)監(jiān)視定時(shí)器，８層堆棧；４Ｋ×１６ｂｉｔ ＯＴＰ ＲＯＭ作程序存儲(chǔ)器；２５６×８ｂｉｔＲＡＭ數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；其Ｉ／Ｏ口的最大驅(qū)動(dòng)電流１５ｍＡ，可直接驅(qū)動(dòng)ＬＥＤ。使用ＳＮ８Ｐ１７００系列ＭＣＵ，僅僅配以少量的外圍電路即可實(shí)現(xiàn)大部分民用產(chǎn)品的智能化。太陽(yáng)能熱水器控制器選用ＳＮ８Ｐ１７０６，不失為一個(gè)低成本、高性能的解決方案。
　　系統(tǒng)輸入信號(hào)有：６個(gè)液位信號(hào)、１個(gè)溫度信號(hào)、４個(gè)觸摸鍵；輸出信號(hào)有：４位ＬＥＤ數(shù)碼管分時(shí)顯示當(dāng)前溫度和液位，３個(gè)位輸出控制繼電器分別控制上水電磁閥、加熱泵、增壓泵，１個(gè)位輸出控制蜂鳴器作為低水位報(bào)警信號(hào)和其他異常情況報(bào)警，２個(gè)位輸出指示上水、加熱狀態(tài)。用戶(hù)設(shè)定項(xiàng)目有水位上限、熱水溫度、上水定時(shí)、加熱定時(shí)。設(shè)定參數(shù)用ＥＥＰＲＯＭ保存，停電后參數(shù)無(wú)需重新設(shè)定。系統(tǒng)具有故障自檢功能，電磁閥、加壓泵在停水時(shí)會(huì)自動(dòng)切斷，水位傳感器有故障時(shí)禁止上水，以免上水時(shí)溢出。
　　液位傳感器采用ＡＴＳ１７３型霍爾元件，若干霍爾元件固定在一個(gè)垂直導(dǎo)槽上，浮子帶動(dòng)磁鋼沿導(dǎo)槽移動(dòng)，霍爾元件的輸出經(jīng)過(guò)一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成不同的電壓，經(jīng)ＡＤＣ通道送入ＭＣＵ。這樣，僅用一個(gè)ＡＤＣ通道可以實(shí)現(xiàn)多路數(shù)字信號(hào)的輸入。溫度傳感器采用負(fù)溫度（ＮＴＣ）型通用熱敏電阻，信號(hào)經(jīng)另一路ＡＤＣ輸入ＭＣＵ。保存設(shè)定參數(shù)的ＥＥＰＲＯＭ采用ＨＴ９３ＬＣ４６，采用串行方式與ＭＣＵ接口，整個(gè)控制器的硬件及對(duì)ＭＣＵ的資源要求降到最低。ＭＣＵ根據(jù)檢測(cè)到的水位信號(hào)、水箱溫度信號(hào)，以及用戶(hù)的設(shè)定或操作，通過(guò)軟件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和邏輯運(yùn)算，以確定當(dāng)前應(yīng)該進(jìn)行的操作，并通過(guò)輸出口控制進(jìn)水閥、加壓泵、加熱泵的狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)要求的控制功能。由于ＳＮ８Ｐ１７０６的Ｉ／Ｏ口驅(qū)動(dòng)能力可高達(dá)１５ｍＡ，采用高亮度的ＬＥＤ顯示無(wú)須再使用驅(qū)動(dòng)器件，可以由ＳＮ８Ｐ１７０６的Ｉ／Ｏ口直接驅(qū)動(dòng)。
　　本機(jī)采用專(zhuān)用單片機(jī)ＳＮ８Ｐ１７０６實(shí)現(xiàn)。由于ＳＮ８Ｐ１７０６的優(yōu)良性能，除了ＭＣＵ之外僅僅使用少量必需的外圍器件。與通用單片機(jī)相比，無(wú)須擴(kuò)展ＡＤＣ、顯示驅(qū)動(dòng)電路，不但節(jié)約了硬件成本，也簡(jiǎn)化了電路，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，軟件任務(wù)也得到了一定的減少。從成本、性能等方面全方位地體貼用戶(hù)，這里介紹的低成本、高性能的太陽(yáng)能熱水器控制器為目前性能價(jià)格比最高的方案之一。它不但可以被熱水器生產(chǎn)廠家直接采用，也可以供電子設(shè)計(jì)愛(ài)好者設(shè)計(jì)制作參考。
　　控制器的操作使用方式自然合理。Ｓ１用來(lái)切換操作狀態(tài)。控制器有“直接控制”和“參數(shù)修改”兩種工作狀態(tài)。按Ｓ１鍵顯示“００”，控制器進(jìn)入“直接控制”狀態(tài)，顯示“０１”、“０２”、“０３”、“０４”分別表示“設(shè)定水位上限”、“設(shè)定定時(shí)上水時(shí)間”、“設(shè)定定時(shí)加熱時(shí)間”、“設(shè)定加熱溫度”。
　　進(jìn)入“參數(shù)修改”狀態(tài)后，Ｓ２、Ｓ３用來(lái)修改規(guī)定的參數(shù)，Ｓ１接受本次修改，并切換到下一個(gè)參數(shù)，Ｓ４取消本次修改。進(jìn)入“直接控制”后，Ｓ２用來(lái)手動(dòng)上水，Ｓ３用來(lái)手動(dòng)加熱，Ｓ４用來(lái)停止加熱或上水；若水位已經(jīng)超過(guò)設(shè)定水位上限，或水溫已經(jīng)超過(guò)設(shè)定溫度，“直接控制”將不起作用。
　　設(shè)定水位上限：控制器可以監(jiān)測(cè)６個(gè)水位，上限水位可以由用戶(hù)設(shè)置，水位上限設(shè)置范圍為位置３、４、５、６。
　　設(shè)定定時(shí)上水時(shí)間：每天在規(guī)定時(shí)間檢查水位，并上滿(mǎn)。若設(shè)定時(shí)間為００或大于等于２４，則取消自動(dòng)定時(shí)上水。
　　設(shè)定定時(shí)加熱時(shí)間：每天在規(guī)定時(shí)間檢查水溫，若水溫低于設(shè)定溫度，則接通電加熱器，將水溫加熱到設(shè)定溫度。若設(shè)定時(shí)間為００或大于等于２４，則取消自動(dòng)定時(shí)加熱。
　　設(shè)定加熱溫度：定時(shí)加熱溫度也可以由用戶(hù)設(shè)定，可設(shè)定范圍為２０℃～６０℃。

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