太阳能辅助加热装置的设计.docx
《太阳能辅助加热装置的设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《太阳能辅助加热装置的设计.docx(43页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、山东职业学院毕业设计题目:太阳能热水器智能操纵器的设计系别:电气工程系专业:电气自动化技术班级:电气自动化技术1033班学生姓名:闫珊珊指导教师: 完成时刻:2013-1-20摘 要太阳是距地球最近、与地球关系最紧密的一颗恒星能量的天然来源,太阳 能是取之不尽,用之不竭,没有污染的庞大能源。但由于太阳能的分散性、季 节性和地域性又给太阳能利用带来重重困难,有些技术难点尚未冲破,产品造价 偏高(如光电池)。因此尚未被人们大规模的利用。现今社会进展日新月异,人 们衣食住行也在不断的提高。现有电热型热水器费用昂贵及燃气型的不平安性, 且排放二氧化碳污染大气,北方用煤气取暖造成城市空气环境污染,这些都
2、是太 阳能热水器良好的外部生存环境。太阳能热水器克服了上述缺点,他是绿色环保 产品。它利用简单、方便。太阳能热水器顺呼时期进展的要求,知足人们对环保 绿色产品的需求。在人类文明程度日趋提高的今天,它是现代文明社会的最正确 选择。应该注意到,集体单位对太阳能热水器的用量专门大。新建商住楼安装热 水器,已是衡宇开发公司打算之内的事,配套热水器的商品房销势更好。在太阳 能热利用技术中,太阳能热水器是技术上比较成熟、造价比较低廉的产品,同时 给人民提供不耗能源、爱惜环境、绝对平安的热水而受到人们的欢迎。目前,太 阳能热水器操纵器还一直处于研究与开发时期,市面在售的操纵器绝大部份只具 有温度和水位显示功
3、能,不具有温度水位的自动操纵功能。尽管有的操纵器配有 电加热辅助装置,但都不是全智能型的,给用户利用带来许多不便。本系统采纳51单片机为核心,采纳温度传感器进行温度检测,并通过数码 管显示,功能键盘能够实现辅助电加热温度操纵。其要紧功能包括热水器温度显 示,液位显示,辅助电加热温度操纵,辅助电加热时刻操纵、预约操纵等。做到 智能的、功能完善的、操作简便的太阳能辅助加热系统。关键词:单片机、太阳能热水器、温控系摘 要错误!未定义书签。1. 前言(绪论)错误!未定义书签。太阳能热水器的进展概况及市场竞争分析错误!未定义书签。2. 设计思路及要求错误!未定义书签。本设计的目的和意义错误!未定义书签。
4、设计进程及工艺要求错误!未定义书签。论文的结构组成错误!未定义书签。太阳能热水器辅助加热系统设计整体方案设计错误!未定义书签。系统硬件电路方案错误!未定义书签。温湿度传感器的选择和传感器相关参数错误!未定义书签。单片机型号选择错误!未定义书签。AT89S52单片机参数等相关信息错误!未定义书签。数码管的选择和相关的参数错误!未定义书签。时钟芯片的选择和相关的参数错误!未定义书签。其他相关元件的选择和相关的参数错误!未定义书签。系统整体软件设计思路错误!未定义书签。3. 太阳能热水器智能操纵器系统硬件方案设计错误!未定义书签。系统温度搜集电路硬件设计方案错误!未定义书签。系统时刻搜集电路硬件设计
5、方案错误!未定义书签。系统水位搜集电路硬件设计方案错误!未定义书签。系统单片机及按键电路硬件设计方案错误!未定义书签。系统数码管显示电路硬件设计方案错误!未定义书签。系统报警及水位水温操纵电路硬件设计方案错误!未定义书签。4. 太阳能热水器智能操纵器系统设计软件方案设计错误!未定义书签。系统单片机读取按键信息软件方案错误!未定义书签。系统单片机读取处置芯片信息软件方案错误!未定义书签。系统LED显示和其他部份软件方案.错误!未定义书签。总结错误!未定义书签。终止语错误!未定义书签。致谢错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。附件一电路图错误!未定义书签。附件二源程序错误!未定义书签。1.
6、前言(绪论)太阳能热水器的进展概况及市场竞争分析自20世纪90年代以来,我国太阳能热水器行业维持了 20年左右的快速增 加。1992年,我国产业年生产量只有50万平方米,而到2020年,我国太阳能 热水器总产量达到5700万平方米。目前我国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国和太阳能热水器市场,该 产业也成为我国唯一在生产能力和利用规模上处于世界领先水平的可再生能源 产业。随着太阳能热利用行业竞争态势的日趋猛烈,有久远进展目光的太阳能企 业开始将创新放在各项工作的重中之重,不管是在核心技术仍是外观形象,不管 是集热技术、保温技术仍是高能效技术、太阳能与建筑一体化技术,都取得了飞 速的进展与进步
7、。2021年6月,国家财政部、发改委、工业和信息化部联合发起的高效节 能太阳能热水器惠民工程推行实施细那么正式出台。推行期限暂定为2021年 6月1日至2021年5月31日,旨在通过采取财政补助的方式,支持太阳能热水 器的推行利用,拉动新能源产品的消费。目前,我国城乡居民对洗浴热水的需求增加迅猛。在农村地域和中小城市, 太阳能热水器已经成为提高人民生活质量、全面建设小康社会的重要手腕。随着 中高温太阳能热水器的开发和太阳能与建筑一体化技术的日趋完善,太阳能热水 器的应用领域再也不局限于提供热水,正慢慢向取暖、制冷、烘干和工业应用方 向拓展,中国太阳能热水器市场潜力庞大。2. 设计思路及要求本设
8、计的目的和意义本设计具有很强的有效性,用本钱低廉的电阻式传感器和电极配以单片 机技术对生产实际中的太阳能热水器的水温的操纵和水位的显示。本装置电 路简单、有效性强、性价比高、水温操纵灵活,水位显示直观夺目。可普遍 应用于家庭生活对太阳能热水器的水位显示与水温操纵。具有良好的市场前 景设计进程及工艺要求(1) 大体功能; 检测温度、水位; 显示温度、水位;(2) 要紧技术参数 温度检测范围:0C-99C; 测量精度:C; 水位检测范围:10%-100%; 检测精度:20%; 显示方式:数码管显示; 信息输入方式:通过按键能够设定水温、加热时刻、预约加热时刻等。 提示方式:在温度达到设定温度、加热
9、时刻到、预约加热时刻到、水位 抵达极限时会有声光提示。自动上水时会有灯光常亮,和一声提示音。 上水方式:自动上水时是在设定加热水位小于25%时,当水位上升至75% 时自动上水停止,用户能够手动上水,也能够通过水管的并联利用手动开关 上水。论文的结构组成本论文分为四部份:绪论:太阳能热水器的进展概况及市场竞争分析。第二章:要紧介绍太阳能热水器辅助加热系统设计的目的和意义及设计进程及工艺要求,介绍介绍本论文的结构组成,介绍硬件原理框图及软件实现方案并通过比较硬件电路组成部份和软件部份各类实现方案,最终确立最正确方案。第三章:介绍以单片机AT89S52为信息处置核心的太阳能热水器辅助加热系统设计电路
10、,详细分析各单元的硬件电路,并给出相关电路原理图。第四章:依照仪器的硬件组成和功能要求,给出相应的软件设计及要紧程 序流程图。系统硬件电路方案依照系统功能要求,需要一下电路:单片机操纵电路,水位监测电路, 温度检测电路、按键检测电路,温度、水位、计时显示电路,加水操纵电路, 加热操纵电路,时刻读取电路等等。由这几个模块电路组成整个系统,完成 水温水位自动智能操纵。图21太阳能热水器辅助加热系统硬件原理图其各部份电路具体功能如下:-1水位监测电路:在家用太阳能热水器中对水位要求的精准度不高, 因此不需要购买价钱昂贵的水位监测仪器,能够依如实际需要搭建简易 电路检测水位。2温度检测电路:依如实际需
11、要,温度检测电路要有较好的稳固性, 外部电路越简单其工作的稳固性就越好。因为太阳能热水器的测温点距 加热操纵器有必然的距离,因此在选择温度传感器时最好选用数字量的 器件。3按键信息输入电路:此电路要紧完成加热温度设定、加热时刻设定、 预约加热时刻设定、改变显示数据等等功能,属于人机交流部份,使整 个系统加倍合理,人性化。关于整个系统的完善,有相当重要的作用。4单片机信息处置电路:不言而喻,这部份电路关于整个系统而言相 当人的大脑,其要紧包括了整个单片机(51系列)的最小系统,各个模 块电路连接等。固然最要紧的是他的软件要正常运行。5时刻读取电路:此电路要紧为此系统提供较为准确的时刻,使整个 系
12、统能正确的判定出白天与夜晚和何时是用水顶峰等,是其能达到智能 操纵的关键。6提示电路及信息显示电路:此电路要紧完成当水温度值、水位超过 设定值或最大值时,发出提示信号,其中包括声响信号和光信号。显 示电路是人机交互平台的重要组成部份,要紧能够完成显示实时的温 度值、设定值、水位值及计时的显示的功能。其显示信息数量较为简 单,因此能够选择数码管显示。7加水电路及加热电路:关于家用太用能热水器加水加热都没有精准 的水位温度要求,在此电路能够直接选择开关量的器件操纵加热加水, 但其操纵的电压电流值比较大,因此在设计上要综合考虑。考虑到每一个模块都能够有多种实现方案,下面通过比较各类方案,来选择 最优
13、化的实现方案温湿度传感器的选择和传感器相关参数传感器又称为换能器、变换器等。温湿度传感器是温湿度测系统中重要的 组成部份,其大体功能是将库房的温度和湿度如此一些物理量(非电量)转换成为 便于测量的电量。温湿度传感器的精度、灵敏度、抗干扰能力及安装方式决定了 温湿度传感器测量精度,因此其选型对整个设计具有决定性的作用。目前,温湿度信号的测量方式较多,但在测温方面要紧有: 金属热电阻:温度/热改变电阻阻值 热电偶:温度/热量使导体产生温差电动势 半导体热敏电阻:温度/热量改变电阻阻值 红外释热测温:温度改变红外热辐射 色温法:温度改变金属颜色转变(炼钢) 石英:温度改变石英震荡频率 形变:温度使双
14、金属片弯曲而以上传感器不能知足外部电路简单,数字量输出的要求,而DS1302及能知足 系统的要求而且价钱廉价,稳固性好。以下介绍它的相关信息:一线式数字温度传感器DS18B20是DS1820的更新换代产品(由美国DA IIAS公司生产)。它具有体积小,分辨率高,转换快等优势。由于每片DS18B20含 有唯一的硅串行数,因此在一条总线上能够挂接多达248R 218 X 1014只DS18B20,再加上DS18B20独特的单线总线结构,决定了 DS18B20专门适合于大 型的多路温度实时测控系统的温度检测。温度实时测控集装箱的设计,在实现测 控系统的温度检测方面就较好地利用了 DS18B20的独到
15、 特点,使系统取得了极大的简化。(1) DS18B20 的特性1) 独特的单线接口方式。DS18B20在I/O处置器连接时,仅需要一个I/O 口即可 实现微处置器同DS18B20的双向通信。2) DS18B20支持组网功能,多个DS18B20能够并联在唯一的单线上,实现多点测 温。3) DS18B20的测温范围为:-55C+125C,在-10C+ 85C时,其精度为+ 015C。4) DS18B20的测温结果的数字量位数从912位,可编程进行选择。数字化温度传感器DS1820测温范围为-55+125 C,增量值为C(9位温度读 数),它要紧由4个数据部件部份组成:64位ROM;温度传感器;非易
16、失性的温度 告警触发器TH和TL;高速便笺存储器64位ROM用于存储序列号,其首字节 固定为28H,表示产品类型码,后6个字节是每一个器件的编码,最后1个字节 是CRC校验码.温度告警触发器TH和TL存储用户通过软件写入的报警上下 限值,高速便笺存储器由9个字节组成,其中有2个字节RAM单元用来寄存温度值前1个字节为温 度值的补码低8位,后1个字节为符号位和温度值的补码高3位。(2) DS18B20测温原理DS18B20内部结构框图,如图3-4所示。图22 DS18B20内部结构框图DS18B20的测温原理:DS18B20测量温度采纳了特有的温度测量技术,它是通 过计数时钟周期来实现的,内部计
17、数器对一个受温度阻碍的振荡器的脉冲计数, 低温时,振荡器的脉冲能够通过门电路。而当抵达某一设置高温时,振荡器的脉冲 无法通过门电路。计数器设置为-55C。同时,计数器复位在当前的温度值时,电 路对振荡器的温度系数进行补偿,计数重视新开始计数直到回零。若是门电路仍 未关闭,那么系统重复上述进程。(3) DS18B20的操作协议DS18B20单纯通信功能是分时完成的。单线信号包括复位脉冲,响应脉冲,写“0”, 写“1”,读“1”。它们有严格的时隙概念。系统对DS18B20的操作以ROM命令 (5个)和存储器命令(6个)形式显现。对它的操作协议是:初始化DS18B20发复 位脉冲)f发ROM功能命令
18、一处置数据一发存储器命令处置数据。各类操作都有 相应的时序图。DS18B20在利历时,一样都采纳单片机来实现数据搜集。只需将DS18B20信号 线与单片机1位I/O线相连,且单片机的1位I/O线可挂接多个DS18B20,就可 实现单点或多点温度检测。DS18B20传感器精度高、互换性好;它直接将温度数 据进行编码,能够只利用一根电缆传输温度数据,通信方便,传输距离远且抗干 扰性好:与用传统温度传感器组成的多点测温系统相较可节省大量电缆,而且系 统得以简化,系统扩充保护十分方便。DS18B20能够普遍用于工厂工业进程、 大型粮仓、酿酒厂,食物加工厂的温度检测和宾馆、仪器仪表室等处的温度检测 和操
19、纵。单片机型号选择市场上单片机种类繁多且功能各异,价钱也相差专门大,此刻简单介绍一下咱 们经常使用单片机: PIC单片机:是MICROCHIP公司的产品,其突出的特点是体积小,功耗低, 精简指令集,抗干扰性好,靠得住性高,有较强的模拟接口,代码保密性好,大 部份芯片有其兼容的FLASH程序存储器的芯片。 EMC单片机:是台湾义隆公司的产品,有专门大一部份与PIC 8位单片机 兼容,且相兼容产品的资源相对照PIC的多,价钱廉价,有很多系列可选,但 抗干扰较差。 ATMEL单片机(51单片机):ATMEl公司的8位单片机有AT8九、AT90 两个系列,AT89系列是8位Flash单片机,与8051
20、系列单片机相兼容,静态 时钟模式;AT90系列单片机是增强RISC结构、全静态工作方式、内载在 线可编程Flash的单片机,也叫AVR单片机。 PHLIPIS 51PLC系列单片机(51单片机):PHILIPS公司的单片机是基于 80C51内核的单片机,嵌入了掉电检测、模拟和片内RC振荡器等功能,这 使51LPC在高集成度、低本钱、低功耗的应用设计中能够知足多方面的 性能要求。 HOLTEK单片机:台湾盛扬半导体的单片机,价钱廉价,种类较多,但抗干 扰较差,适用于消费类产品。 TI公司单片机(51单片机):德州仪器提供了 TMS370和MSP430两大系 列通用单片机.TMS370系列单片机是
21、8位CMOS单片机,具有多种存储模 式、多种外围接口模式,适用于复杂的实时操纵场合;MSP430系列单片机 是一种超低功耗、功能集成度较高的16位低功耗单片机,专门适用于要求 功耗低的场合。综合以上信息,为知足系统设计需要和综合系统造价,以后产品的推行与安 装,特选用ATMEL公司生产的AT89S52系列的单片机。AT89S52单片机参数等相关信息AT89S52要紧性能与MCS-51单片机产品兼容;8K字节在系统可编程Flash存储器;1000次 擦写周期;全静态操作:0Hz33Hz;三级加密程序存储器;32个可编程I/O 口 线;三个16位按时器/计数器;八个中断源;全双工UART串行通道;
22、低功耗空 闲和掉电模式;掉电后中断可唤醒;看门狗按时器;双数据指针;掉电标识符。AT89S52功能特性描述AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微操纵器,具有8K在系统可编程 Flash存储器。利用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash许诺程序存储器在系统可编程,亦适于常 规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得 AT89S52为众多嵌入式操纵应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能:8k字节Flash,256字节RAM,32位I/O 口线,看门狗按时 器,2个数据
23、指针,三个16位按时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口, 片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作,支持2种软件可选择节 电模式。空闲模式下,CPU停止工作,许诺RAM、按时器/计数器、串口、中断继续工作。 掉电爱惜方式下,RAM内容被保留,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中 断或硬件复位为止。AT89S52的引脚结构图23 AT89S52的引脚结构AT89S52引脚功能介绍VCC :电源GND:地P0 口: P0 口是一个8位漏极开路的双向I/O 口。作为输出口,每位能驱动8 个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。当访问
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 太阳能 辅助 加热 装置 设计
![提示](https://www.31ppt.com/images/bang_tan.gif)
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5092469.html