阅读说明：本技术 电子可调恒温出水太阳能热水器控制器 (Electronic adjustable constant temperature water outlet solar water heater controller ) 是由 潘天堂 陈新 朱永东 于 2020-04-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及电子可调恒温出水太阳能热水器控制器,属于民用太阳能热水器领域。包括开关电源、A/D转换器、单片机、驱动电路、数码管显示器、显示电路、四个设置按键开关和IO线排,开关电源分别连接A/D转换器、单片机、驱动电路和显示电路,四个设置按键开关与单片机连接,单片机同时与驱动电路和显示电路连接,驱动电路与IO线排连接,IO线排与A/D转换器连接,A/D转换器与单片机连接,显示电路与数码管显示器连接。本发明能够接受热、冷水温度信息,按设定出水温度,并根据程度内部算法分别开启冷热水阀到一定角度,并由温水温度传感器信息反馈进行闭环控制,得到准确的出水温度。(The invention relates to an electronic adjustable constant-temperature water outlet solar water heater controller, belonging to the field of civil solar water heaters. The display device comprises a switch power supply, an A/D converter, a single chip microcomputer, a driving circuit, a nixie tube displayer, a display circuit, four set key switches and an IO line row, wherein the switch power supply is respectively connected with the A/D converter, the single chip microcomputer, the driving circuit and the display circuit, the four set key switches are connected with the single chip microcomputer, the single chip microcomputer is simultaneously connected with the driving circuit and the display circuit, the driving circuit is connected with the IO line row, the IO line row is connected with the A/D converter, the A/D converter is connected with the single chip microcomputer, and the display circuit is connected with the ni. The invention can receive the temperature information of hot water and cold water, respectively open the cold water valve and the hot water valve to a certain angle according to the set outlet water temperature and the internal algorithm of the degree, and carry out closed-loop control by the information feedback of the warm water temperature sensor, thereby obtaining the accurate outlet water temperature.)

电子可调恒温出水太阳能热水器控制器

技术领域

本发明涉及电子可调恒温出水太阳能热水器控制器，属于民用太阳能热水器领域。

背景技术

现有的太阳能热水器所用控制器功能简单，大多只能控制一个进水电磁阀全开或全关两个状态，而不能控制冷水和热水管的开度大小，导致出水温度调节不可电子控制。

发明内容

本发明目的是提出一种电子可调恒温出水太阳能热水器控制器，以克服现有的太阳能热水器所用控制器功能简单，大多只能控制一个进水电磁阀全开或全关两个状态，而不能控制冷水和热水管的开度大小，导致出水温度调节不可电子控制的问题。

电子可调恒温出水太阳能热水器控制器，包括开关电源、A/D转换器、单片机、驱动电路、数码管显示器、显示电路、四个设置按键开关和IO线排，所述开关电源分别连接所述A/D转换器、单片机、驱动电路和显示电路，所述四个设置按键开关与单片机连接，所述单片机同时与驱动电路和显示电路连接，所述驱动电路与IO线排连接，所述IO线排与A/D转换器连接，所述A/D转换器与单片机连接，所述显示电路与数码管显示器连接。

进一步的，所述开关电源，用于将输入的AC220V整流为DC330V，并为所述A/D转换器、单片机、驱动电路和显示电路供电；

所述开关电源，还用于将DC300V变压，并产生一路+5V电路、两路+12V电路和一路-12V电路；

所述A/D转换器，用于接受太阳能热水器中的三个温度传感器和一个水量传感器的模拟信号，并转换为数字信号发送给所述单片机；

所述单片机，用于根据所述数字信号按照预设程序发出控制信号至所述驱动电路，同时向所述显示电路输出显示信号；

所述驱动电路，用于将所述控制信号放大，并驱动太阳能热水器中的冷热水阀电机朝正反两个方向运行；

所述显示电路，用于接受所述显示信号，并驱动所述数码管显示器进行显示；

所述数码管显示器，用于显示水位、热水温度和温水温度；

所述四个设置按键开关，用于发送设置信号至所述单片机，以进行热水器的设置；

所述IO线排，用于连接太阳能热水器中的所述三个温度传感器、一个水量传感器和冷热水阀电机，所述驱动电路通过所述IO线排发送所述放大的控制信号，所述A/D转换器通过所述IO线排接受所述模拟信号。

进一步的，所述开关电源包括供电电路、吸收回路、反馈电路和自供电电路。

进一步的，所述热水器的设置包括出水温度设置、时钟设置和上水时间设置。

本发明的主要优点是：本发明的电子可调恒温出水太阳能热水器控制器，能够接受热、冷水温度信息，按设定出水温度，并根据程度内部算法分别开启冷热水阀到一定角度，并由温水温度传感器信息反馈进行闭环控制，得到准确的出水温度，相比现有的控制器更加方便智能，功能更多。

附图说明

附图1为可调恒温出水太阳能热水器的控制原理图；

附图2为数码管显示器显示面板图；

附图3为本发明的电子可调恒温出水太阳能热水器控制器原理图；

附图4为开关电源电路设计图；

附图5为A/D转换器及单片机周边电路简图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图3所示，本发明他提出了电子可调恒温出水太阳能热水器控制器的一实施例，包括开关电源、A/D转换器、单片机、驱动电路、数码管显示器、显示电路、四个设置按键开关和IO线排，开关电源分别连接A/D转换器、单片机、驱动电路和显示电路，四个设置按键开关与单片机连接，单片机同时与驱动电路和显示电路连接，驱动电路与IO线排连接，IO线排与A/D转换器连接，A/D转换器与单片机连接，显示电路与数码管显示器连接。

具体的，为本发明的控制器电子控制原理图，AC220V输入经开关电源产生相关直流低压供后续模块用电，A/D转换器接受三个温度传感器和一个水量传感器的电压信号，并转换为数学信号给单片机，单片机根据程序要求发出信号，经驱动电路放大后，驱动冷热水阀电机正反两个方向运行，以调节冷热水出水量大小，显示电路接受单片机信号，用以驱动数码管显示器，以显示水位、热水温度和温水温度，本实施例中，数码管显示器优选为LED灯，四个设置按键开关发送信号给单片机，可以进行出水温度设置、时钟设置、上水时间设置等。

在本部分优选实施例中，开关电源，用于将输入的AC220V整流为DC330V，并为A/D转换器、单片机、驱动电路和显示电路供电；

开关电源，参照图4所示，还用于将DC300V变压，并产生一路+5V电路、两路+12V电路和一路-12V电路，其中一路+12V电路用作电机供电，另一路+12V电路和-12V电路用作后续电路比较器和运放电路的双路电源，开关电源电路本身由供电电路、吸收回路、反馈电路、自供电电路组成；

A/D转换器，用于接受太阳能热水器中的三个温度传感器和一个水量传感器的模拟信号，并转换为数字信号发送给单片机；

单片机，用于根据数字信号按照预设程序发出控制信号至驱动电路，同时向显示电路输出显示信号；

驱动电路，用于将控制信号放大，并驱动太阳能热水器中的冷热水阀电机朝正反两个方向运行；

显示电路，用于接受显示信号，并驱动数码管显示器进行显示；

数码管显示器，用于显示水位、热水温度和温水温度；

四个设置按键开关，用于发送设置信号至单片机，以进行热水器的设置；

IO线排，用于连接太阳能热水器中的三个温度传感器、一个水量传感器和冷热水阀电机，驱动电路通过IO线排发送放大的控制信号，A/D转换器通过IO线排接受模拟信号。

具体的，图5为AD转换及单片机周边电路简图，ADC0809芯片为四路模拟量A/D转换器的芯片，80S51为单片机，两者配合使用可以采集三个温度传感器和一个水量传感器的电压信号，并转换为数学信号给单片机，单片机经内部程序计算驱动Q1、Q2、Q3和Q4四个场效应管，最终实现冷热水调节阀的水量调节功能。水位显示和热水温度显示用单片机驱动多个LED实现。其它的一些辅助电路在此省略。

在本部分优选实施例中，开关电源包括供电电路、吸收回路、反馈电路和自供电电路。

在本部分优选实施例中，热水器的设置包括出水温度设置、时钟设置和上水时间设置。

本发明的控制器，基于一种电子可调恒温出水太阳能热水器实现，所述热水器包括储水箱、控制器、第一热敏测温电阻、第二热敏测温电阻、第三热敏测温电阻、水量传感器、进水冷水管、出水热水管、出水温水管、冷水进水电动调节阀、热水出水电动调节阀、混水球和放水球阀，出水热水管一端联通储水箱，另一端通过混水球与进水冷水管和出水温水管联通，第一热敏测温电阻、第二热敏测温电阻、第三热敏测温电阻分别安装在进水冷水管、出水热水管和出水温水管，冷水进水电动调节阀安装在进水冷水管上，热水出水电动调节阀安装在出水热水管上，放水球阀安装在出水温水管上，水量传感器安装在储水箱旁，控制器分别与第一热敏测温电阻、第二热敏测温电阻、第三热敏测温电阻、水量传感器、冷水进水电动调节阀和热水出水电动调节阀连接。

在本部分优选实施例中，储水箱，用于储存热水器加热的热水；

控制器，用于根据热水温度信息和冷水温度信息，按设定出水温度，并根据程度内部算法分别开启冷水进水电动调节阀和热水出水电动调节阀到一定角度，并接收第三热敏测温电阻发出的温水温度信息反馈，进行闭环控制，得到出水温度；

第一热敏测温电阻，用于生成并发送冷水温度信息至控制器；

第二热敏测温电阻，用于生成并发送热水温度信息至控制器；

第三热敏测温电阻，用于生成并发送温水温度信息至控制器；

水量传感器，用于测量储水箱的热水水位并将热水水位信息发送至控制器；

进水冷水管，用于引进冷水至混水阀；

出水热水管，用于引出储水箱中的热水至混水阀；

出水温水管，用于从混水阀引出温水；

冷水进水电动调节阀，用于受控制器的命令，调节进水冷水管中的冷水配水量；

热水出水电动调节阀，用于受控制器的命令，调节出水热水管中的热水配水量；

混水球，用于混合冷水和热水至温水；

放水球阀，用于控制出水温水管中温水的流量。

在本部分优选实施例中，冷水进水电动调节阀和热水出水电动调节阀同步调节，开度之和为100％。

具体的，参照图1所示，在出水热水管、进水冷水管与出水温水管上分别安装有热敏测温电阻；在进水冷水管与出水热水管上分别装有冷水进水电动调节阀和热水出水电动调节阀，用于调节冷热水配水量；安装于冷热水管交接处的混水球可以更加均匀的混合冷热水；水量传感器采用可调电位计，用于测量储水箱热水水位；取消传统价格昂贵的具有复杂机械结构但操作不准确可靠的混水阀花洒；控制器接受热、冷水温度信息，按设定出水温度，并根据程度内部算法分别开启冷热水阀到一定角度，并由温水温度传感器信息反馈进行闭环控制，得到准确的出水温度。

具体的，参照图2所示，数码管显示器的面板上的上水时间按键建议设置在每天早晨某个时间，但具体能否真正上水，还要取决于热水器里的水量及热水温度；时钟设置按键用于设定北京时间，为上水时间提供标准；出水温度按键用于根据天气、个人爱好及温水管线长度进行调整，最高温度不超过52度，一般设置好后不需要调整；手动上水按键用于初次安装时上水使用；面板上还具有温水出水温度、热水温度、热水水量显示功能；控制器由AC220V供电，其后部线排用于各种温度、水量信息采集和两个电动水阀的控制。