CN204574513U - 一种家用热水控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种家用热水控制器，属于自动控制技术领域。包括单片机，以及与单片机输入端相连的温度传感器、水位采集电路、键盘，与单片机输出端相连的显示电路、加热驱动电路、混水阀、漏电保护电路等，单片机的输入端与电源相连。上述温度传感器采用专门的智能温度传感器，分辨率可达0.5℃，具有低成本和易使用的特点；加热驱动电路采用可控硅驱动加热管，具有触发可靠、电路简单等特点；采用单片机控制步进伺服电机进而控制冷热水阀门的开度情况来控制进水量，可实现恒温供水。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种家用热水控制器，属于自动控制技术领域。
背景技术
目前家用储水式电热水器的控制器，主要存在如下几个缺陷：
1. 因为普遍采用热电阻温度传感器，导致其温度调节精度低；
2. 采用热继电器导通加热电路，因为频繁的吸合和断开，影响其使用寿命；
3. 通过单片机控制减速电机进而控制阀门的开度，由于减速电机在停机下没有自锁功能，当水压、水流量过大时容易改变进水阀门的开度，使得误差较大，控制困难。
有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种家用热水控制器，本案由此产生。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种温度控制精度高、使用寿命长、可恒温出水的家用热水控制器。
为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种家用热水控制器，包括单片机，以及与单片机输入端相连的温度传感器、水位采集电路、键盘，与单片机输出端相连的显示电路、加热驱动电路、混水阀、漏电保护电路等，所述单片机进一步与电源相连；其中，所述水位采集电路包括水位变送器和与其相连的V/F变换电路；
上述单片机采用型号为AT89C52的单片机。
上述温度传感器采用智能温度传感器，如美国DALLAS半导体公司生产的智能温度传感器DS18B20。
上述加热驱动电路主要由光电隔离的双向可控硅驱动器、双向可控硅、红外发光二极管和加热管等器件组成，当单片机发出的控制信号为高电平时，红外发光二极管通电发射红外线，双向可控硅驱动器驱动双向可控硅，双向可控硅被触发导通后，接通加热管。
上述混水阀包括冷热两个进水口和一个混水出水口，混水阀阀芯通过伺服电机驱动，伺服电机与单片机相连，当检测到的出水温度低于用户设定值时，由单片机控制伺服电动机正转，热水进水口开度增大，冷水进水口开度减小，使热水在混水管中的比例增大；反之，电机反转，使冷水在混水管中的比例增大，而当水温到达设定值时，伺服电机停转，混水阀阀芯位置固定，从而使出水水温相对稳定。
上述显示电路采用LED数码管显示，单片机通过移位寄存器驱动LED数码管。
上述漏电保护电路采用四运放中的两个运放，第一个作放大器，第二个做比较器，当没有漏电时，比较器输出高电平，当有漏电时，比较器的负极电位低于正极，从而使比较器输出低电平，其下降沿作为单片机的外部中断信号，单片机检测到中断信号后，通过端口关断加热管电源，并通过端口导通三极管，驱动直流蜂鸣器。
上述家用热水控制器工作时，首先通过温度传感器将水箱内水温直接变换成数字信号送到单片机，单片机通过数码管显示当前各个参数，并对接收到的信号与按键输入的设定信号进行比较，采用PID控制的方法和PWM技术，控制加热管的输出功率。当温度达到设定值时，停止加热。淋浴时，温度传感器把温度数字量送入单片机，经处理后，输出一个控制量，控制混水阀产生动作，使出水水温向设定温度靠近。整个工作过程中，当出现漏电时，漏电保护电路检测到漏电信号，传送给单片机，单片机接收到中端信号后，通过相关端口关断加热管电源保证用户人身安全。
与现有技术相比，上述家用热水控制器采用专门的智能温度传感器，分辨率可达0.5℃，并且可以直接读取被测温度，采用3线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点；采用可控硅驱动加热管，具有触发可靠、电路简单等特点；采用单片机控制步进伺服电机进而控制冷热水阀门的开度情况来控制进水量，可将进水量控制可从零点开始，和很小的开度增量，同时由于在电机轴和机械阀建间加入了行星轮机构，增大了力矩，使得脉冲信号停止输入时电机有足够大的自锁力限制阀门运动。
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例的家用热水控制器系统框图；
图2为本实施例的温度采集电路图；
图3为本实施例的两线制水位变送器电路图；
图4为本实施例的V/F转换电路图；
图5为本实施例的加热驱动电路图；
图6为本实施例的漏电保护电路图。
具体实施方式
如图1所示，一种家用热水控制器，包括单片机1，以及与单片机1输入端相连的温度传感器3、水位采集电路4、键盘2，与单片机1输出端相连的显示电路5、加热驱动电路6、混水阀8、漏电保护电路7等，单片机1的输入端与电源9相连。在本实施例中，上述单片机1采用型号为AT89C52的单片机，温度传感器3采用美国DALLAS半导体公司生产的智能温度传感器DS18B20智能温度传感器，其外围连接电路图如图2所示。
如图3-4所示，上述水位采集电路4包括水位变送器和与其相连的V/F变换电路，水位变送器将水箱水位分成4级，每变动一级水位，产生1V电压变量。经信号调制电路产生1，2，3，4V分级电压输出，输出的电压经V/F变换成100Hz、200Hz…400Hz脉冲信号送至单片机1接口，此时，单片机1按频率计数方式工作，经程序处理后，送出水位显示信号。图3中的圆圈为恒流源，该电流流过检测电阻，产生的压降为1R，K1、K2…K4均不闭合，当浮子在K1处时，认为水位太低，容易造成干烧，所以这种情况下，单片机从P2.3口通过蜂鸣器发出报警；当浮子在K4处时，认为水位太高，这种情况下，单片机1同样会发出报警。
如图5所示，上述加热驱动电路6主要由光电隔离的双向可控硅驱动器、双向可控硅Q、红外发光二极管和加热管等器件组成。利用光电隔离信号，以保证由单片机1输出的信号与外部设备之间的电隔离。当单片机1发出的控制信号（P3.5）为高电平时，红外发光二报管通电发射红外线，光控双向可控硅被触发导通，接通加热管。
上述混水阀8包括冷热两个进水口和一个混水出水口，混水阀阀芯通过伺服电机驱动，伺服电机与单片机1相连，当检测到的出水温度低于用户设定值时，由单片机1控制伺服电动机正转，热水进水口开度增大，冷水进水口开度减小，使热水在混水管中的比例增大；反之，电机反转，使冷水在混水管中的比例增大，而当水温到达设定值时，伺服电机停转，混水阀阀芯位置固定，从而使出水水温相对稳定。这种控制方案可将进水量控制可从零点开始，和很小的开度增量，同时由于在电机轴和机械阀建间加入了行星轮机构，增大了力矩，使得脉冲信号停止输入时电机有足够大的自锁力限制阀门运动。
如图6所示，上述漏电保护电路7采用四运放中的两个运放，第一个作放大器，第二个做比较器，为了能在5V电源下正常工作，选择R2=3.9KΩ， R3=1KΩ， R4=5.1KΩ，将比较器的参考电平（D点）选定为2.5V左右，运放的参考电平（B点）选定为3V左右；漏电互感器输出的信号加在A、B两点之间。当没有漏电时，A、B、C三点电位相同（3V左右），比较器输出高电平；当有漏电时，C点出现放大的漏电信号，信号的负半波将C点的电位从3V向下拉低。只要漏电流达到一定程度，就可以使C点的电位在某时刻低于D点的电位，使比较器输出低电平，其下降沿作为单片机的外部中断信号。单片机1检测到中断信号后，通过P3.5端口关断加热管电源，并通过P0.3端口导通三极管，驱动直流蜂鸣器。
上述键盘2采用独立式非编码键盘，显示电路5采用LED数码管显示，本实施例中，单片机1通过74247移位寄存器驱动LED数码管，采用动态扫描方式，5个显示单元轮流显示。所采用的LED数码管为共阴极型8路状态，指示灯也是阴极并接在一起，形成公共端。每个显示单元的公共端都通过一只由单片机控制的NPN型三极管接地，只有当其中的某个三极管导通时，该路显示单元才被点亮，这样减少占用单片机I/O口的数量。
上述家用热水控制器工作时，首先通过温度传感器将水箱内水温直接变换成数字信号送到单片机，单片机通过数码管显示当前各个参数，并对接收到的信号与按键输入的设定信号进行比较，采用PID控制的方法和PWM技术，控制加热管的输出功率。当温度达到设定值时，停止加热。淋浴时，温度传感器把温度数字量送入单片机，经处理后，输出一个控制量，控制混水阀产生动作，使出水水温向设定温度靠近。整个工作过程中，当出现漏电时，漏电保护电路检测到漏电信号，传送给单片机，单片机接收到中端信号后，通过相关端口关断加热管电源保证用户人身安全。
上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
Claims (8)
1.一种家用热水控制器，其特征在于：包括单片机，以及与单片机输入端相连的温度传感器、水位采集电路、键盘，与单片机输出端相连的显示电路、加热驱动电路、混水阀、漏电保护电路，单片机的输入端与电源相连，其中，所述水位采集电路包括水位变送器以及与其相连的V/F变换电路。
2.如权利要求1所述的一种家用热水控制器，其特征在于：所述单片机采用型号为AT89C52的单片机。
3.如权利要求1所述的一种家用热水控制器，其特征在于：所述温度传感器采用智能温度传感器。
4.如权利要求3所述的一种家用热水控制器，其特征在于：所述温度传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的智能温度传感器DS18B20。
5.如权利要求1所述的一种家用热水控制器，其特征在于：所述加热驱动电路主要由光电隔离的双向可控硅驱动器、双向可控硅、红外发光二极管和加热管器件组成，当单片机发出的控制信号为高电平时，红外发光二极管通电发射红外线，双向可控硅驱动器驱动双向可控硅，双向可控硅被触发导通后，接通加热管。
6.如权利要求1所述的一种家用热水控制器，其特征在于：所述混水阀包括冷热两个进水口和一个混水出水口，混水阀阀芯通过伺服电机驱动，伺服电机与单片机相连。
7.如权利要求1所述的一种家用热水控制器，其特征在于：所述显示电路采用LED数码管显示，单片机通过移位寄存器驱动LED数码管。
8.如权利要求1所述的一种家用热水控制器，其特征在于：所述漏电保护电路采用四运放中的两个运放，第一个作放大器，第二个做比较器，当没有漏电时，比较器输出高电平，当有漏电时，比较器输出低电平。
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|---|---|---|---|---|
| CN106647907A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-05-10 | 浙江长兴亿安贝电器有限公司 | 包含水位开关和led提示模块的热水控制电路、安全热水器 |
| CN106679188A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-17 | 浙江大学 | 一种基于pid调节的节水型智能温控热水器及其方法 |
| CN107065965A (zh) * | 2017-02-10 | 2017-08-18 | 太仓鼎诚电子科技有限公司 | 基于单片机水温控制系统 |
| CN109002003A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-12-14 | 佛山市法力奇电器科技有限公司 | 一种电热水器控制电路及控制方法 |
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- 2015-02-04 CN CN201520076959.3U patent/CN204574513U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106647907A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-05-10 | 浙江长兴亿安贝电器有限公司 | 包含水位开关和led提示模块的热水控制电路、安全热水器 |
| CN106679188A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-17 | 浙江大学 | 一种基于pid调节的节水型智能温控热水器及其方法 |
| CN107065965A (zh) * | 2017-02-10 | 2017-08-18 | 太仓鼎诚电子科技有限公司 | 基于单片机水温控制系统 |
| CN109002003A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-12-14 | 佛山市法力奇电器科技有限公司 | 一种电热水器控制电路及控制方法 |
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