太阳能热水器自动温度控制器设计原理

摘要随着人们生活水平的提高，各种热水器的使用已相当普及。

与之相配套的控制仪也相继问世。

然而，目前市场上的各种热水器控制电路还与理想要求相差甚远。

消费者需要真正的“自动”控制，以实现使用的最简单化。

就像家用电视机、电冰箱一样，接通电源、设定完毕就不用再操心了。

本次毕业设计运用AT89C51单片机设计了一种自动控制电路，该电路用于太阳热水器，能实现在用水时，若日晒水温达不到设定值，则电加热自动补温。

从而实现了热水器的自动及节能。

本文详细介绍了基于单片机的太阳能热水器自动控制系统组成、硬件设计。

实现了温度和水位参数的实时显示，而且具有温度设定、水位设定与控制功能，停电后再来电时也不用重新设定，具有故障报警和故障自处理功能，良好的稳定性和抗干扰性能。

本文详细介绍了该控制系统的硬件设计过程。

关键词：单片机；自动控制；太阳能热水器AbstractAlong with the people living standard enhancement, each kind of water heater use quite popularized.One after another is also published with it necessary control meter.However, in the market each kind of water heater control circuit also with ideally requests to be far from at present.The consumer needs truely“automatic” the control, realizes the use to simplify.On the home use television, the electric refrigerator were likely same, put through the power source, the hypothesis finished do not need to worry again.This graduation project has designed one kind of automatic circuit usingat89C51 monolithic integrated circuit, this electric circuit used in the solar water heater, could realize when the water used, if the date exposed to the sun the water temperature not to be able to achieve the setting value, then the electric heating made up automatically heats.Thus has realized the water heater automatic and the energy conservation.This article introduced in detail based on the monolithic integrated circuit solar-powered water heater automatic control system composition, the hardware design.Has realized the temperature and the water level parameter real time display, when has the temperature hypothesis, the water level hypothesis and the control function, after the power cut comes the electricity again does not need to establish, has the breakdown to report to the police with the breakdown from the processing function, good stability and resistance to interference.This article in detail introduced this control system hardware design process.Key words:Monolithic integrated circuit; Automatic control; Solar-powered water heater目录1引言 (5)2控制系统原理 (5)2.2 主要功能 (5)2.2 系统原理图 (6)2.3 操作面板 (7)3控制器硬件设计 (7)3.1 芯片的选择与简介 (7)3.1.1 MSC-51芯片简介 (7)3.1.2 74LS164芯片简介 (11)3.1.3 X5045芯片简介 (11)3.1.4 DS18B20芯片简介 (13)3.1.5 ULN2003芯片简介 (13)3.1.6 其他器件 (13)3.2温度检测电路设计 (13)3.3水位检测电路设计 (16)3.4输出控制电路设计 (17)3.5显示电路设计 (18)3.6按键电路设计 (18)3.7报警电路设计 (19)3.8看门狗电路设计 (19)3.8.1 看门狗电路工作原理 (19)3.8.2 X5045的EEPROM地址分配 (22)4电路制作 (22)4.1 电路实现的基本步骤 (22)4.2 原理图的设计 (23)4.3 板图的生成 (24)4.4 元件清单 (24)总结 (26)致谢 (26)参考文献 (26)附录1…原理图附录2…PCB图引言随着人们生活水平的提高，各种热水器的使用已相当普及。

太阳能自动调温器原理
太阳能自动调温器是一种利用太阳能来调节室内温度的装置。

其原理基于太阳能集热器和传热原理。

当太阳能集热器吸收太阳能时，集热器内的工质（通常是水或空气）被加热，导致工质的温度
升高。

随着温度的升高，工质的密度和体积也会发生变化。

这一变
化被利用来控制室内温度。

在太阳能自动调温器中，通常会使用传感器来监测室内和室外
的温度。

一旦室内温度超过设定值，控制系统就会启动，将热工质
从集热器输送到室内，通过换热器将热量释放到室内空气中，从而
提高室内温度。

反之，如果室内温度低于设定值，控制系统则会停
止工质的输送，以防止过热。

此外，一些太阳能自动调温器还会采用可调节的反射器或遮阳
板来控制太阳能的输入量，以进一步调节室内温度。

通过这种方式，太阳能自动调温器可以实现室内温度的自动调节，减少能源消耗，
提高室内舒适度。

总的来说，太阳能自动调温器利用太阳能集热器和传热原理，
结合控制系统和传感器，实现对室内温度的自动调节，是一种环保、节能的温控装置。

太阳能温控器原理
太阳能温控器是一种利用太阳能和电子技术实现温控功能的设备。

它的原理是通过感知室内温度，根据设定的温度范围自动调节室内温度，从而实现舒适的居住环境。

太阳能温控器的主要组成部分包括温度传感器、信号处理器、执行器和电源等。

温度传感器用于感知室内温度，通常采用电阻式温度传感器或半导体式温度传感器，可以将温度信号转换为电压信号。

信号处理器负责对温度信号进行处理，比较实际温度与设定温度的差异，并输出控制信号。

执行器则根据控制信号来调节室内温度，通常使用电磁阀控制太阳能集热器的阀门开关或控制空调启停。

太阳能温控器的工作原理如下：当室内温度低于设定温度时，温度传感器将检测到相应的温度信号，信号经过信号处理器处理后输出控制信号。

控制信号通过执行器，调节太阳能集热器的阀门开启，使其开始吸收太阳能将其转化为热能。

当室内温度达到设定温度时，传感器检测到的温度信号与设定温度相等，信号处理器停止输出控制信号，执行器关闭太阳能集热器的阀门停止吸收太阳能。

太阳能温控器的优点是可以利用太阳能作为能量源，减少能源消耗并降低能源成本。

它能够根据温度变化自动控制室内温度，提供舒适的居住环境。

此外，太阳能温控器还具有可靠性高、操作简单、维护方便等特点。

总之，太阳能温控器利用太阳能和电子技术，通过感知室内温
度并根据设定温度范围自动调节室内温度，实现舒适居住环境。

它的工作原理是通过温度传感器、信号处理器和执行器等组成部分实现的。

太阳能热水器智能控制系统设计一、引言太阳能热水器是一种利用太阳能进行加热水的技术设备，具有环保、节能、安全等优点，正逐渐被广大用户所接受和使用。

然而，当前太阳能热水器的控制系统一般较简单，只能实现温度设定和加热控制的基本功能。

本文将基于这种现状，设计一种太阳能热水器智能控制系统，以提高系统的自动化程度和智能化程度，为用户提供更便捷、高效、舒适的使用体验。

二、系统架构智能控制系统的基本架构包括感知层、传输层和应用层。

感知层通过传感器检测环境参数，如太阳能收集器的温度、太阳辐射强度等，传输层将感知层采集到的数据传输给应用层处理，并接收应用层的控制指令。

三、硬件设计1.传感器选择：选择适合使用环境的温度传感器、辐射传感器等多个传感器，确保感知层能够准确地采集各项参数。

2.控制器设计：选用具有较高性能和稳定性的控制器，能够实时处理感知层传输的数据和应用层指令，确保控制系统的高效、稳定工作。

3.通信模块选择：选择适合的无线通信模块，以确保感知层数据的稳定传输和应用层指令的可靠接收。

四、软件设计1.数据处理算法：根据感知层采集的数据，设计相应的数据处理算法。

如根据太阳能收集器的温度和太阳辐射强度，计算热水器加热的时间和功率等参数。

2.智能控制算法：设计智能控制算法，根据用户设定的热水需求以及当前环境参数，自动控制热水器的工作状态，实现最优的加热效果和节能效果。

3.用户界面设计：为用户提供友好、直观的操作界面，以便用户随时设定热水需求、查询加热状态和温度等信息。

五、系统功能1.自动感知：系统能够自动感知太阳能收集器的温度、太阳辐射强度等参数，并采集到控制器。

2.数据处理：根据感知层采集的数据，通过数据处理算法计算热水器的工作参数，并将参数传输给应用层。

3.智能控制：根据用户设定的热水需求，结合当前环境参数，通过智能控制算法自动控制热水器的工作状态，实现最优的加热效果和节能效果。

4.用户界面：为用户提供友好、直观的操作界面，用户可以设定热水需求、查询加热状态和温度等信息。

太阳能热水器控制电路设计一、系统设计1.设计原理太阳能热水器自动控制电路采用AT89S52单片机作为控制关键，外围加蜂鸣器控制电路、数码显示电路、水位检测电路、电机控制电路、按键电路、温度检测电路等。

数码管实时切换显示目前温度与目前液位，当液位过高时，蜂鸣器报警，并且电机反转模拟排水过程；当液位过低时，蜂鸣器报警，并且电机正转模拟进水过程。

本系统设计简朴，成本低，性能优良，具有一定旳稳定性和实用性。

三、硬件电路设计1.基本原理框图图一：原理框图（1）太阳能热水器控制装置重要构成由CPU、显示电路、按键电路、蜂鸣器电路、电机电路、液位检测电路、温度检测电路、电源电路构成，如图一。

（2）太阳能热水器控制装置旳工作原理接通电源后，显示目前水位，水位被分为16个点。

并且显示目前温度。

液位显示与温度旳显示切换进行。

当水位显示低于或等于1时，蜂鸣器报警，并且电机正转，表达进水；当水位显示高于或等于15时，蜂鸣器报警，并且电机反转，表达排水。

液位检测运用CD40512.各部分电路原理（1）最小系统最小系统电路如图二所示。

图二：最小系统（2）显示电路采用LED数码管显示，该方案具有实现轻易、发光亮度大、驱动电路简朴等长处，其可靠性也优于LCD旳显示。

由6个数码管和6个74LS164构成，采用串行静态显示旳措施。

将数码管旳8个输入端与74LS164旳输出端Q0~Q7相连。

P1.0和74LS164旳CLK 连接，作为时钟；P1.4接74LS164旳A 端，作为显示数据旳输入端。

显示电路如图三所示。

C31104VCCC33104VCCC32104VCCC34104VCCC35104VCC图三：显示电路不过使用74LS164串显会出现消隐旳问题。

为了消除消隐，那么就必须在硬件上与软件上结合来消除消隐旳问题。

消隐电路如图四所示。

软件上，在传数据时，先传一种高电平，直到数据传完再传送一种低电平即可。

图四：消隐电路（3）按键电路键按下后，进行温度及液位检测旳切换，也可不使用。

OCCUPATION1352011 12太阳能热水器水温水位控制设计文/沈建汉太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，与常规能源有很大的区别，这就对太阳能的收集和利用提出了较高的要求。

在太阳能的利用中，有效控制水温和水位是需要解决的关键技术。

一、智能仪工作原理１．基本工作原理利用热敏电阻和液位传感器检测水温和水位，并加以显示。

根据水温水位情况进行控制。

当水位从高到低，出现缺水状态时，蜂鸣报警，缺水指示灯亮，延时15分钟，以免空晒后上水造成炸管，若温度不超过990℃，自动上水至预置水位；若温度高于1000℃，不上水。

太阳晒后，水温上升，当温度超过600℃且水未满时，打开电池阀上水至500℃，防止出现低水量、高水温的不合理现象。

晚上，若热水已用完，延时15分，进行缺水上水；若热水未用完，不上水，以保证热水充分利用；第二天太阳出来后，利用温控上水。

在上水的过程中，水压过低或停水，智能仪会自动进入低水压上水模式，低水压声光报警，间隔30分钟启动上水；若30分钟内不能使水位上升一挡，则停止30分钟，然后再启动，反复循环，以免电池阀长时间通电而烧毁。

２．原理实现方案通过“水位设置”键可进行水位设置，可设置加水水位20%、50%、80%、100%（本仪预置水位50%）。

通过“上水”键，可实现手动上水。

若水位低于预置水位，可上水至预置水位；若水位已达到预置水位，则在原水位基础上再加一挡；若水位已加满，则停止手动加水。

在上水过程中，按“上水”键，可停止上水（见图1）。

二、仪器中的硬件配置１．仪器直流电源可采用集成三端稳压器，只要加上一些外围元件即可实现，如图2所示。

２．输入接口电路的连接接口电路是一组电路，是中央处理器与存储器、输入/输出设备等外设之间协调动作的控制电路。

接口电路的作用就是将来自外部设备的数据信号传送给微处理器，微处理器对数据进行适当加工，再通过接口电路传回外部设备。

所以，接口电路的基本功能就是对数据传送实现控制，具体包括5种功能：地址译码、数据缓冲、信息转换、提供命令译码和状态信息、定时和控制。

太阳能温控阀工作原理
太阳能温控阀是一种不用电的自来水器，在普通自来水管的基础上，将普通自来水管与温控阀组合在一起，便构成了太阳能温控阀。

当太阳能温控器将温度控制在一定范围内时，将自来水管道内的水加热。

当水温超过一定限度时，温度控制器切断加热电源，使水温保持在一定的温度范围内。

当水温降低到设定的温度时，水温控制器又将水加热。

太阳能温控阀可广泛用于工业、民用建筑给排水系统中，也可用于食品、饮料、化妆品等行业。

在给排水系统中作为温度传感器使用时，可以测量水温、供水压力、进水流量等参数，为热水系统的自动控制提供依据。

太阳能温控阀工作原理
1.控制器工作原理
太阳能温控器与普通温控器一样，主要由主控件、温度传感器、温度开关、热敏电阻等组成。

当把温度传感器的一端连接在控制器上时，由于普通温控器不能将信号传递到控制器中，因此当系统水温超过设定温度时（一般设定在35℃~40℃），主控件上的开关将切断加热电源。

—— 1 —1 —。

太阳能热水器控制器原理太阳能热水器控制器是太阳能热水器系统中的一个重要组成部分，它通过对太阳能热水器系统进行监测、控制和调节，实现太阳能热水器的高效利用。

太阳能热水器控制器的主要原理是通过传感器采集太阳能热水器系统中的参数信息，并根据设定的控制策略对太阳能热水器系统进行控制，以实现系统的自动化运行。

太阳能热水器控制器的工作原理如下：1. 传感器检测：太阳能热水器控制器通过安装在太阳能热水器系统中的传感器，检测系统中的温度、压力、流量等参数信息。

常用的传感器包括温度传感器、压力传感器和流量传感器等。

这些传感器将采集到的参数信息转化为电信号，并传送给控制器。

2. 参数输入：太阳能热水器控制器接收传感器传来的参数信息，并对其进行处理和分析。

控制器将这些参数信息与设定的控制策略进行比较，以判断太阳能热水器系统的运行状态，并根据需要进行相应的控制操作。

3. 控制策略：太阳能热水器控制器内部存储有各种控制策略，例如温度控制策略、时间控制策略和系统保护控制策略等。

控制策略可以根据具体需求进行设定，以实现最佳的能量利用效率和舒适度。

例如，当太阳能热水器中的水温低于设定值时，控制器会打开循环泵，将太阳能集热器中的热水泵送至储水箱中；当储水箱的水温高于设定值时，控制器则停止循环泵的运行，以避免过热。

4. 控制输出：根据控制策略的判断结果，太阳能热水器控制器将控制信号输出给太阳能热水器系统的各个执行器，如循环泵、电热补偿器等。

控制信号可以是开关信号，也可以是模拟信号，用于控制执行器的启停、调节或保护等操作。

5. 显示与设置：太阳能热水器控制器通常具有液晶显示屏和按键操作界面，用于显示系统运行状态和参数信息，以及进行参数的设置和调节。

用户可以通过控制器的界面对太阳能热水器系统进行操作和监测。

太阳能热水器控制器的主要功能包括系统启停控制、温度控制、时间控制、系统保护等。

通过对太阳能热水器系统的精确监测和有效控制，太阳能热水器控制器可以实现系统的自动化运行和节能效果的最大化。

太阳能热水器控制器设计引言：设计原理：太阳能热水器控制器的设计原理主要涉及三个方面：传感器、控制算法和执行器。

传感器用于检测环境温度、太阳辐射强度和水温等参数；控制算法根据传感器数据进行计算和判断，并控制执行器的运行，以达到合适的工作状态。

传感器：太阳能热水器控制器需要安装多个传感器以便准确检测各种参数。

温度传感器用于测量环境温度和水温，以判断是否需要加热；光照传感器用于测量太阳辐射强度，以判断是否有足够的太阳光来加热水；水位传感器用于检测水箱内的水位，以判断是否需要补充冷水。

通过这些传感器的数据，控制器可以做出合适的决策。

控制算法：太阳能热水器控制器的控制算法非常关键。

根据传感器数据，控制器可以判断出当前的工作状态并进行相应的控制。

例如，当太阳辐射强度较强时，控制器可以启动水泵，将太阳能集热器中加热的水送入水箱；当太阳辐射强度较弱时，控制器可以暂停水泵的工作，以免浪费电能。

此外，控制器还可以设置温度上限和下限，当水温超过上限时停止加热，当水温低于下限时重新启动加热。

通过合理的控制策略，可以有效地提高太阳能热水器的效率和稳定性。

执行器：功能：1.实时监测太阳辐射强度和水温，以确定水的加热需求；2.控制水泵的启停，实现太阳能集热器与水箱之间的水循环；3.控制加热器的启停，实现水箱内水的加热；4.设定温度上限和下限，自动控制加热器的工作；5.监测水箱内的水位，及时补充冷水；6.显示当前的工作状态和水温情况。

总结：太阳能热水器控制器的设计对提高太阳能热水器的效率和稳定性有着至关重要的作用。

通过合理选择传感器、控制算法和执行器，并充分发挥控制器的功能，可以实现对太阳能热水器的精确控制和自动化管理。

这样不仅能够节约能源，减少对传统能源的依赖，还能够为人们提供更加便利和舒适的热水使用体验。

太阳能热水器控制电路设计一、系统设计1.设计原理太阳能热水器自动控制电路采用AT89S52单片机作为控制核心，外围加蜂鸣器控制电路、数码显示电路、水位检测电路、电机控制电路、按键电路、温度检测电路等。

数码管实时切换显示当前温度与当前液位，当液位过高时，蜂鸣器报警，并且电机反转模拟排水过程；当液位过低时，蜂鸣器报警，并且电机正转模拟进水过程。

本系统设计简单，成本低，性能优良，具有一定的稳定性和实用性。

三、硬件电路设计1.基本原理框图图一：原理框图（1）太阳能热水器控制装置主要组成由CPU、显示电路、按键电路、蜂鸣器电路、电机电路、液位检测电路、温度检测电路、电源电路组成，如图一。

（2）太阳能热水器控制装置的工作原理接通电源后，显示当前水位，水位被分为16个点。

并且显示当前温度。

液位显示与温度的显示切换进行。

当水位显示低于或等于1时，蜂鸣器报警，并且电机正转，表示进水；当水位显示高于或等于15时，蜂鸣器报警，并且电机反转，表示排水。

液位检测利用CD40512.各部分电路原理（1）最小系统最小系统电路如图二所示。

P10/TP11/T P12 P13P14 P15 P16 P1712 INT114 T1 VCCEA/VP X1 X2 RXD 10 ALE/P 30TXD VCC 14 VCC 14 A A Q7 13 h1 Q7 13 h2 B VCC B Q6 12 g1 Q6 12 g2 Q0 Q0 Q5 11 f1 Q5 11 f2 Q1 Q1 6 Q4 10 e1 VCC 6 Q4 10 e2 VCC Q2 Q2 Q3 CLEAR 9 Q3 CLEAR 9 CLK 8 74164-CLK CLK 874164-CLK GND GND 164B VCC 14A Q7 13 h3VCC VCC B Q6 12 g3 Q0 Q5 11 f3 Q16 Q4 10 e3VCCQ2 Q3 CLEAR9 CLK8 74164-CLKGND VCC 14 AQ7 13 h4 BQ6 12 g4 Q0Q5 11 f4Q16 Q4 10 e4VCCQ2 Q3 CLEAR9 CLK 8 74164-CLKGND VCC h4a5 VCC 14 AQ7 13 h5 BQ6 12 g5 Q0Q5 11 f5 Q1 6 Q4 10 e5VCCQ2Q3 CLEAR 9 CLK8 74164-CLKGND VCCS1C1 10uF+RSTR2 1KCY130p Y11 2 3 4 5 MOSI 6 MISO 7 SCK 813 1531 19 18 U2INT0 T0A T89S52P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28CY2 11.0592M RES 9 17 30p16RESET R D WR11 PSEN 29图二：最小系统（2）显示电路采用 LED 数码管显示，该方案具有实现容易、发光亮度大、驱动电路简单等优点，其可靠性也优 于 LCD 的显示。

智能家居中的太阳能热水器控制系统设计智能家居中的太阳能热水器控制系统设计引言：随着科技的不断进步，智能家居正逐渐走入千家万户。

其中，智能家居中的太阳能热水器控制系统设计是一个热门话题。

本文将详细探讨智能家居中太阳能热水器的控制系统设计，旨在提高用户的生活质量和节能环保。

一、概述太阳能热水器是利用太阳能将日光转化为热能的设备。

传统的太阳能热水器需要手动操作，使用起来非常麻烦。

而智能家居中的太阳能热水器控制系统则能够自动进行控制和管理，使用户使用更加方便、快捷。

二、设计原理1. 太阳辐射识别：通过安装辐射传感器，实时检测太阳的辐射情况，根据辐射强度自动调整热水器的加热功率，以实现最佳的温度控制。

2. 温度控制：太阳能热水器通常需要在一定温度范围内运行，过低则无法提供热水，过高则可能损害设备。

智能家居中的控制系统能够自动调节温度，使其始终保持在安全合适的范围内。

3. 组件监测：通过传感器监测太阳能发电板、水箱和水管等组件的工作状态，及时发现故障并向用户报警，确保设备的正常运行。

4. 能源管理：智能家居中的控制系统能够根据用户的生活习惯和用水情况，合理安排太阳能的利用，避免能源浪费。

三、核心技术1. 无线通信技术：智能家居中的太阳能热水器控制系统需要通过无线网络与用户的智能手机、电脑等设备进行通信，以达到远程操控和实时监测的目的。

2. 数据处理技术：通过数据采集和分析处理，智能家居中的控制系统能够实现对太阳能热水器的自动控制和调节，提高系统的智能化和自动化程度。

3. 人工智能技术：借助人工智能技术，控制系统能够根据用户的使用习惯和需求，学习和预测用户的用水情况，提前准备热水，提供更加贴心的服务。

四、系统特点1. 远程操控：通过连接智能设备，用户可以随时随地远程操控太阳能热水器，方便快捷。

2. 自动调节：智能控制系统能够自动根据环境和需求调节太阳能热水器的工作状态，降低用户的使用成本。

3. 智能学习：控制系统具备学习能力，通过不断学习用户的使用习惯和需求，提供个性化的服务体验。

太阳能热水器控制器工作原理
太阳能热水器控制器的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 检测光照强度：太阳能热水器控制器会通过光敏电阻或光电二极管等光敏元件检测太阳光的强度，以确定是否有足够的光照供应来提供热水。

2. 温度检测：控制器通过温度传感器测量储水箱中的水温。

如果温度低于设定的温度阈值，控制器将开启循环泵或电加热器等辅助设备来加热水体。

3. 用户需求设置：用户可以通过控制器的面板或无线遥控器等设备，设置热水的温度、时间等参数。

4. 控制输出：根据光照强度和温度检测结果以及用户设置的参数，控制器会通过开关电路或微型控制器等装置，来实现对太阳能热水器的操作，例如启停循环泵、调节加热器功率等。

5. 系统保护：控制器通常还具备系统保护功能，例如过电压保护、过温保护、缺水保护等，以确保太阳能热水器的安全运行。

总体而言，太阳能热水器控制器通过检测光照强度、温度等条件，并根据用户需求和系统保护要求来控制太阳能热水器的运行，使其能够高效地收集太阳能并提供稳定的热水供应。

设计一个基于单片机的太阳能热水器智能控制器是一项非常有意义的工程项目。

通过这个设计，我们可以实现对太阳能热水器系统的智能监测和控制，提高系统的效率和可靠性。

下面将详细介绍这一设计的原理、结构、功能和实施步骤。

一、设计原理基于单片机的太阳能热水器智能控制器的核心原理是通过传感器采集环境温度、水箱温度、太阳能辐射等数据，并通过单片机进行数据处理、控制算法运算，最终实现对太阳能热水器系统的自动控制。

二、系统结构1. 传感器模块包括环境温度传感器、水箱温度传感器、太阳能辐射传感器等，用于采集相关参数数据。

2. 控制模块采用单片机作为控制核心，通过编程实现对传感器数据的采集、处理和控制策略的执行。

3. 显示模块一般采用液晶显示屏或数码管显示太阳能热水器的工作状态、温度等信息。

4. 执行模块通过继电器或驱动电路控制太阳能热水器系统中的循环泵、电加热器等设备的开关。

三、功能设计1. 环境监测：实时监测环境温度和太阳光照强度，以便调整系统工作状态。

2. 温度控制：根据水箱温度和环境温度，控制循环泵和电加热器的运行，保证水温在合适范围内。

3. 节能优化：根据太阳能辐射情况，合理利用太阳能资源，减少电加热器的使用，节约能源。

4. 故障检测：监测系统运行状态，及时发现故障并报警，保障系统安全稳定运行。

四、实施步骤1. 传感器接入：将环境温度传感器、水箱温度传感器、太阳能辐射传感器等传感器连接至单片机的模拟输入引脚。

2. 程序设计：编写单片机程序，包括数据采集、控制算法、显示控制等功能的实现。

3. 硬件连接：根据设计需求，将单片机、传感器、显示模块、执行模块等连接至一块PCB板上。

4. 调试测试：将控制器连接至太阳能热水器系统，进行系统调试和测试，验证控制器的功能和稳定性。

5. 性能优化：根据测试结果对控制算法进行优化，提高控制器的响应速度和稳定性。

通过以上设计和实施步骤，我们可以完成一个基于单片机的太阳能热水器智能控制器的设计。

太阳能热水器控制器原理图家用太阳能热水器方便、节能、无污染，应用广泛。

本文介绍的太阳能热水器辅助控制系统以单片机为核心，对储水箱水位、水温等进行检测和显示；水位过低时进行自动上水、水满自停,防止溢水；在无光照阴雨天或寒冷季节进行辅助电加热，且温度可由用户预置；在寒冷的冬季能对上水管道的水进行排空，防止管道冻裂;具有防漏电、防干烧等多种安全保护和声光报警功能。

一、系统结构太阳能热水器辅助控制系统结构如图1所示.在真空管太阳能热水器的保温储水箱内增加一个与电热水器类似的电热元件并固定在绝缘底座上，引出交流电源线入户，由辅助控制系统的继电器控制通断电.水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中,通过电缆线接入用户室内控制器.进行管道排空时，由控制系统关闭排空控制阀,打开热水开关和淋浴开关，将管道中的水放掉；用水时则打开排空控制阀。

系统自动上水时，通过单项电磁阀上水。

水流电开关用于检测淋浴开关是否打开、是否有水的流动，当淋浴开关打开用水时，系统自动停止上水、切断辅助电加热器的电源。

二控制系统组成太阳能热水器控制系统的组成如图2所示。

整个系统以AT89C51单片机为核心,对水温、水位等参数进行智能检测和显示，读取水流开关、排空阀门的状态，经键盘操作和单片机内部运算比较,控制相应得执行机构进行通、断电;进行防漏电、防干烧等保护，并进行相应得声光报警。

对水箱水温信号的检测采用DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20,它具有3引脚TO—92小体积封装形式，CPU只需一根端口线就能与DS18B20通信控制读取温度值。

水流开关信号的检测采用开关式传感器,其内部是一个霍尔开关，排空阀是一个带行程开关的球型阀，由5W交流伺服电机带动，每旋转90度输出一个开关信号,排空阀的开闭状态对应于该开关信号。

上水电磁阀采用12V直流单项电磁阀；辅助电加热体的通断电采用继电器控制；排空阀由36V（5W）交流伺服电机带动，由排空阀的开闭状态信号确定并通过继电器控制交流伺服电机电源通断电.三、控制软件设计主程序流程图如图3所示。

太阳能热水器控制器工作原理一、太阳能热水器控制器的组成一般来说，太阳能热水器控制器包括主控板、温控传感器、差动控制器、液位传感器、触摸屏、电池等多个部件。

主控板是整个控制系统的核心，负责接收和处理各种传感器的信号，并输出相应的控制指令。

二、太阳能热水器控制器的工作原理1.温度传感器太阳能热水器控制器通过温度传感器监测太阳能集热器和储水箱的温度。

一般来说，控制器会设定一个温差，当太阳能集热器的温度高于储水箱的温度时，则启动水泵将热水循环到储水箱中；当太阳能集热器的温度低于储水箱的温度时，则停止水泵，避免热量流失。

2.差动控制器差动控制器是太阳能热水器控制器中的重要组成部分，其作用是维持太阳能集热器和储水箱之间的温差。

差动控制器会根据设定的温差范围对水泵工作状态进行调节，保证集热器的热量能够有效地传递给储水箱。

3.液位传感器液位传感器用于监测储水箱中的水位情况。

当储水箱中的水位低于设定值时，控制器会启动水泵将水从水源中抽取到储水箱中；当水位高于设定值时，控制器会停止水泵的工作，避免溢水和浪费。

4.备用电源5.触摸屏触摸屏一般用来显示和调节太阳能热水器的相关参数和状态。

用户可以通过触摸屏设定温度、液位等参数，也可以查看系统的运行状态和故障报警信息。

三、太阳能热水器控制器的工作流程1.接收传感器信号：控制器通过温度传感器、液位传感器等接收相关参数的信号。

2.处理信号数据：主控板对接收到的信号数据进行处理，进行温度、液位判断和控制策略的计算。

3.输出控制指令：主控板根据处理后的数据和设定的控制策略，输出相应的控制指令，控制水泵、辅助加热器等部件的工作状态。

4.控制器反馈：控制器监测各个部件的工作状态，并将实际工作情况反馈给主控板。

5.用户交互：通过触摸屏，用户可以设定相关参数、查看系统状态和故障信息，对系统进行手动控制。

总结：太阳能热水器控制器通过感知相关参数，如温度、液位等，根据设定的控制策略智能地调节各个部件的工作状态，实现太阳能能量的高效利用。