用PIC12C508单片机制作太阳能热水自动控制器

    目前市场上的太阳能热水器自动控制装置品种较多,但安装都比较复杂。本设计的突出特点是安装简单,不用在太阳能热水器上安装设备,便可实现对太阳能热水器的自动控制,且可随时用水随时上水,太阳能热水器的水箱利用率高。
    一、工作原理
    本设计采取随时用水随时补充上水的方法,实现太阳能热水器的自动控制。当使用太阳能热水时,输送热水的水管将发热,在水管上装一只热敏电阻,其阻值的变化反映了已开始用水。该信号使单片机进入探测用水是否结束的状态。停止使用热水后,水管的温度开始下降,向单片机传送停止用水的信号,使之进入准备上水的状态。在开始上水之前,单片机进入1小时延时程序,1小时内无再使用热水信号,即开始上水。在开始上水的同时,单片机进入溢水检测状态。当太阳能热水器的水箱上满水后,溢水管将有水流出,溢出探测器检测到溢水后,向单片机传送水满信号,单片机控制停止上水。开始上水后,如在预定的时间内(30分钟),单片机未接到水满信号,说明自来水压力不够或停水,单片机进入循环检测上水运行,每隔2小时进行一次探测上水,直到水满为止。
    二、电路工作原理
    附图是该设计的原理图。
    为确保用水探测和溢水探测的精确度和可靠性,采用差动式电压比较器电路。用水时,当水管温度使热敏电阻TR1达到一定值时,电压比较器输出低电平,用水指示灯D3点亮,同时将12C508单片机③脚的电压拉低,单片机进入探测用水是否结束的工作状态。R11是溢水电阻,无溢水时电阻为无限大,有溢水时电阻为水电阻(30kΩ左右)。当有溢水时,电压比较器输出低电平,将12C508⑤脚的电压拉低,使单片机进入停止上水的工作状态。
    使用热水时,用水指示灯D3点亮,单片机进入探测用水是否结束的工作状态。使用热水结束后,单片机进入上水延时状态,此时延时指示灯D1闪亮。在一小时内若没有使用热水,单片机进入上水工作状态。
    单片机进入上水状态时,12C508⑦脚输出高电平,三极管BG导通,继电器JK吸合,控制自来水的电磁阀打开,开始向太阳能水箱上水。为确保电磁阀安全工作,12C508输出是断续的高电平信号,使电磁阀以间歇的方式工作。太阳能水箱水满后,溢水口有水流出,安装在溢水管上的溢水探针探测到水满信号,12C508的⑤脚为低电平信号,上水停止。上水时,上水指示灯D2点亮。
    如在预定的上水时间内,得不到水满信号,说明水压不足或停水,单片机进入循环检测上水,直到水满停止。
    K10是手动上水按钮。需要人工上水时,按一下K10,单片机进入上水工作,水满自动停止。为确保使用安全,可选用低电压电磁阀控制上水。
    笔者希望与单片机爱好者共同探讨单片机的应用,对本设计有好建议的朋友,请与我联系。
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                                                                   山东  张金光

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