單片機(jī)的家用太陽(yáng)能加熱控溫沐浴系統(tǒng)

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1、.：基于msp430的家用太陽(yáng)能加熱控溫沐浴系統(tǒng)摘要（中英文）針對(duì)現(xiàn)在的太陽(yáng)能加熱，我們的系統(tǒng)分為三部分：信號(hào)輸入部分，加熱控制控制部分以及電機(jī)控制出水溫度部分。信號(hào)輸入部分我們采用便于現(xiàn)場(chǎng)控制的鍵盤輸入和便于用戶控制的紅外輸入，加熱部分采用的是溫度和容量可調(diào)的加熱系統(tǒng)，而電機(jī)控制采用的是發(fā)展較為成熟的PID控制以及定位準(zhǔn)確的步進(jìn)電機(jī)控制。三個(gè)系統(tǒng)相互聯(lián)系，總體上達(dá)到淋浴控溫和加熱目的。Thewaterheatingbathsystemisdesignedbasedonthesolarenergywat

2、erheatingThesystemcanbedividedintothreeparts:definitionpart，heatingandheat–preservationpart，andsteppingmotortemperaturecontrollingpart。Foreasycontrol，weuseinfraredcontrollingandkeypadinputmethod。Forquicklyheating，wedefinedtwomodesforheatingandheat–preser

3、vation。Forquicklyandstablytemperaturecontrollinginwateroutlet，weusePIDmethodinrunningsteppingmotor。1.引言簡(jiǎn)述系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景、目的、和所要解決的問(wèn)題。隨著進(jìn)入節(jié)能時(shí)代，較好地利用各種的再生資源是我們?cè)O(shè)計(jì)產(chǎn)品的一個(gè)重要因素。太陽(yáng)能，作為最容易獲得的能量，漸漸開(kāi)始成為各種綠色能源的首選?；谶@個(gè)立場(chǎng)，我們基于太陽(yáng)能加熱的方案來(lái)設(shè)計(jì)出水溫度的系統(tǒng)，利用電機(jī)控制冷水和熱水的混合來(lái)達(dá)到控制出水溫度的目的。再則考慮到

4、晚上太陽(yáng)能水箱熱能散失導(dǎo)致溫度下降熱水供給不足的問(wèn)題，我們可以需要給予系統(tǒng)加熱的功能，解決晚上用戶舒適洗澡的問(wèn)題。在用戶使用這個(gè)模塊，考慮到用戶在使用的時(shí)候因?yàn)樵∈业脑?，用液晶顯示可能模糊，所以我們選用的是數(shù)碼管顯示輸出。為了便于用戶的操作使用，我們采用紅外控制，同時(shí)作系統(tǒng)的總體構(gòu)造思想是：用戶可以在任意時(shí)候設(shè)定需要的目標(biāo)值，例如水位，熱水箱的溫度，以及出水時(shí)候的溫度。而對(duì)于系統(tǒng)，我們的做法是：水位超過(guò)的時(shí)候不給予進(jìn)水，低于最低水位的時(shí)候?yàn)榱吮Ｗo(hù)系統(tǒng)必須關(guān)閉出水強(qiáng)行進(jìn)水同時(shí)關(guān)閉加熱控制。加熱控制和水位

5、控制并行操作，可以為用戶節(jié)約時(shí)間。在超低水位時(shí)進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)等措施。為了讓洗澡時(shí)候的供水溫度穩(wěn)定，只有水位和熱水溫度到了設(shè)定的參數(shù)才準(zhǔn)許用戶開(kāi)水洗澡。...在出水控制這一模塊，為了更好地獲得穩(wěn)定快速的輸出，我們會(huì)采用現(xiàn)在較為成熟的PID算法對(duì)在出水控制這一塊電機(jī)輸出進(jìn)行控制。最后，為了方便用戶控制，我們同時(shí)采用紅外和按鈕鍵盤的方式給系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)。用紅外的方式可以更好的讓用戶進(jìn)行控制。而按鈕鍵盤則為了更容易對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試以及在應(yīng)急情況下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。1.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)以下是對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)

6、要說(shuō)明：水位控制模塊：水位控制框圖：用戶設(shè)定參數(shù)水位檢測(cè)水位超出?Y關(guān)閉熱水閥N超低水位?N進(jìn)水...水位控制模塊思想比較簡(jiǎn)單，只關(guān)心水位是否達(dá)到設(shè)定要求。沒(méi)有的時(shí)候就進(jìn)水，有的時(shí)候就停止進(jìn)水，節(jié)省用水。設(shè)計(jì)這一塊的時(shí)候?yàn)榱朔乐挂驗(yàn)樗贿^(guò)低而引起的熱水箱損壞，設(shè)計(jì)時(shí)候我們?cè)O(shè)計(jì)了超低水位，用來(lái)對(duì)水箱進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)水位過(guò)低的時(shí)候，強(qiáng)行關(guān)閉熱水閥，沒(méi)有熱水供出。同時(shí)加水，燒水，到了安全情況的時(shí)候才可以繼續(xù)正常使用。熱水加熱模塊：加熱模塊框圖：用戶參數(shù)設(shè)定熱水水溫檢測(cè)N水溫比較低？(要快速加熱嗎)YN水溫小于設(shè)定

7、水溫？快速加熱模式Y(jié)...慢速加熱模式加熱模塊設(shè)計(jì)思想是：為了可以快速地達(dá)到設(shè)定的水溫同時(shí)可以穩(wěn)定的控制水溫，我們?cè)O(shè)定兩種加熱模式：快速加熱模式和慢速加熱模式。假設(shè)那個(gè)溫度點(diǎn)我們?cè)O(shè)在設(shè)定溫度的70%那里，那么在設(shè)定溫度的70%以下的時(shí)候，我們把加熱模式設(shè)置為快速加熱模式；在超過(guò)的時(shí)候，我們?cè)O(shè)置在慢速加熱模式。當(dāng)溫度小于設(shè)定溫度，則用慢速加熱。淋浴供水輸出模塊框圖：需要淋浴出而且情況正常？冷水水閥關(guān)閉NY冷水水閥打開(kāi)計(jì)算溫度偏差(實(shí)際出水溫度-目標(biāo)出水溫度)PID計(jì)算輸出電壓電壓驅(qū)動(dòng)輸出...電機(jī)控制的主

8、要思想是：首先判斷是否用戶是否需要淋浴且機(jī)器情況正常。機(jī)器不正?；蛘哂脩舨恍枰紩?huì)關(guān)閉冷水閥，禁止冷水流出。符合條件之后，電機(jī)控制冷水的進(jìn)出來(lái)控制輸出的水溫。用這種方法的好處是當(dāng)用戶不需要進(jìn)水的時(shí)候或者出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)候，系統(tǒng)可以很及時(shí)地做出相應(yīng)，而且電機(jī)的壽命可以得到延長(zhǎng)。同時(shí)，鑒于市面上的水閥控制，采用PID算法來(lái)控制可以得到更加平穩(wěn)的調(diào)溫效果和比較快捷的目標(biāo)時(shí)間。PID控制模塊：采用位置式的PID算法，控制系統(tǒng)如下：設(shè)定出水溫度+淋浴水