專利名稱：一種基于熱水器智能水溫控制及外管道節(jié)水設(shè)計(jì)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及PWM控制、溫度檢測(cè)與控制、人機(jī)通道技術(shù)、模糊控制、管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于熱水器智能水溫控制及外管道節(jié)水設(shè)計(jì)的裝置。
背景技術(shù)：
水是地球上各種生物賴以生存的必要條件。沒(méi)有水也就不會(huì)有我們這個(gè)美麗的世界。地球上水資源雖然豐富，但是絕大部分是存在于大海和冰川中，能被我們所利用的水資源還不到0. 02%。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，大量的污染滲透到了江河湖水中，我們所能利用的水資源進(jìn)一步減少，很多地方都出現(xiàn)了無(wú)水喝的地步，從生活中節(jié)水已經(jīng)成了熱門話題。熱水器作為一種家用電器，已經(jīng)幾乎滲透到每戶家庭。熱水器按照原理可以分為電熱水器、太陽(yáng)能熱水器、燃?xì)鉄崴?。但是無(wú)論是哪種熱水器，它的管道中都會(huì)存在一段冷水，特別是太陽(yáng)能熱水器和學(xué)校中的燃?xì)鉄崴?，管道長(zhǎng)滯留的冷水也多。而洗澡時(shí)一般需要的是熱水，特別是冬天，需要將熱水器開通一段時(shí)間才能出現(xiàn)熱水，這無(wú)意中將那些冷水浪費(fèi)了。并且熱水器手動(dòng)閥門調(diào)溫很不穩(wěn)定，容易水溫過(guò)燙或者過(guò)冰，而且水溫也很不穩(wěn)定。如果能通過(guò)一種方法，將這段冷水收集起來(lái)進(jìn)行再利用，那將是一個(gè)大的資源，對(duì)提高生活質(zhì)量也很有幫助。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于熱水器智能水溫控制及外管道節(jié)水設(shè)計(jì)的裝置。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種基于熱水器智能水溫控制及外管道節(jié)水設(shè)計(jì)的裝置，它包括單片機(jī)、溫度測(cè)量電路、信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、 三通球閥、舵機(jī)、電磁閥、人機(jī)界面和LCD顯示器等；其中，溫度測(cè)量電路、信號(hào)放大電路和 A/D轉(zhuǎn)換電路依次相連，三通球閥和舵機(jī)相連，A/D轉(zhuǎn)換電路、舵機(jī)、電磁閥、人機(jī)界面、LCD 顯示器分別與單片機(jī)相連。本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型通過(guò)選擇三通球閥的導(dǎo)通通道，將管道中的冷水儲(chǔ)存再利用。并且設(shè)計(jì)人機(jī)通道，取代機(jī)械閥門，通過(guò)模糊控制的方法，更加簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)出水溫度。由于我們用了人機(jī)鍵盤，相對(duì)于機(jī)械閥門，免去了來(lái)回調(diào)節(jié)的麻煩，也解決了熱水閥調(diào)節(jié)過(guò)大燒傷的問(wèn)題。

圖1是實(shí)用新型的裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型的原理圖；圖3是程序流程圖。
具體實(shí)施方式
[0010]如圖2所示，為整個(gè)系統(tǒng)的原理圖，從該圖可以簡(jiǎn)單看出要實(shí)現(xiàn)的功能啟動(dòng)熱水器時(shí)，單片機(jī)輸出一定占空比的PWM波帶動(dòng)舵機(jī)使三通球閥節(jié)水管道導(dǎo)通，進(jìn)行節(jié)水處理；節(jié)水管道中冷水流盡后單片機(jī)輸出另一占空比的PWM波帶動(dòng)舵機(jī)使三通球閥出水口通，出熱水。當(dāng)檢測(cè)到水溫大于設(shè)定的溫度值時(shí)，單片機(jī)輸出PWM波減小熱水進(jìn)水閥的大??；當(dāng)檢測(cè)到水溫小于設(shè)定的溫度值時(shí)，單片機(jī)輸出PWM波增大熱水進(jìn)水閥的大小，以調(diào)節(jié)水溫恒定。如圖1所示，本實(shí)用新型基于熱水器智能水溫控制及外管道節(jié)水設(shè)計(jì)的裝置包括單片機(jī)、溫度測(cè)量電路、信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、三通球閥、舵機(jī)、電磁閥、人機(jī)界面和IXD顯示器；其中，溫度測(cè)量電路、信號(hào)放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路依次相連，三通球閥和舵機(jī)相連，A/D轉(zhuǎn)換電路、舵機(jī)、電磁閥、人機(jī)界面、LCD顯示器分別與單片機(jī)相連。三通球閥有三個(gè)口(A、B、C)，當(dāng)A、B 口導(dǎo)通時(shí)，C 口關(guān)閉；當(dāng)B、C 口導(dǎo)通時(shí)，A 口關(guān)閉。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下1、按下人機(jī)鍵面中的按鈕START鍵，啟動(dòng)熱水器出水，并且單片機(jī)上電產(chǎn)生PWM波控制舵機(jī)帶動(dòng)三通球閥使B、C 口通，管道中滯留的冷水從BC 口流出儲(chǔ)存到一個(gè)大水箱或者水池中；PWM波可以通過(guò)軟件方式(有些單片機(jī)自帶PWM波產(chǎn)生口或者定時(shí)器方式)實(shí)現(xiàn)， 也可以通過(guò)硬件方式(比如電力電子技術(shù)中的Buck和Boost電路實(shí)現(xiàn))，而舵機(jī)的扭轉(zhuǎn)角度與PWM波的占空比有關(guān)，一般5%-10%的占空比分別對(duì)應(yīng)舵機(jī)的0度一90度。2、定時(shí)一段時(shí)間后，單片機(jī)控制舵機(jī)帶動(dòng)三通球閥使B、A 口通，開始出熱水。不同長(zhǎng)度管道具有不同時(shí)間常數(shù)，一般自然水管道壓力恒定為2KG，如果閥門的開度已知，易通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定水流ν。當(dāng)混水閥與三通閥之間的管道長(zhǎng)度已知為L(zhǎng)，則易求得定時(shí)時(shí)間t=L/v3、溫度調(diào)節(jié)選擇用人機(jī)界面取代閥門調(diào)節(jié)，具體為按下不同溫度按鈕時(shí)，單片機(jī)根據(jù)該溫度按鈕預(yù)設(shè)的溫度與溫度傳感器檢測(cè)到的溫度比較，輸出不同占空比的PWM波， 控制電磁閥的電功率，從而控制閥門的大小。按不同需求可以增加不同數(shù)量的溫度選擇按鍵，可以用行列式鍵盤電路實(shí)現(xiàn)。在出水口檢測(cè)實(shí)際溫度，與所要求溫度的對(duì)比得到一個(gè)差值，當(dāng)差值>15度時(shí)，設(shè)置為正大； 5<差值<15，為正中大；0<差值<5為正小大；_5<差值<0為負(fù)小大；_15<差值<_5為負(fù)中大；差值<-15為負(fù)大，分別對(duì)應(yīng)不同占空比的PWM波。4、當(dāng)熱水器使用完成后按下STOP鍵關(guān)閉閥門，關(guān)閉熱水器。本實(shí)用新型采用人機(jī)界面取代手動(dòng)閥門，并且在出水口加了溫度傳感器進(jìn)行了溫度反饋，不但能智能控制水溫，使水溫能快速溫度的達(dá)到人們需要的要求。同時(shí)它使用簡(jiǎn)單、直觀，適合各種人群需求。并且在這基礎(chǔ)上，同時(shí)設(shè)計(jì)了一種外管道，使殘留在管道中的冷水從節(jié)水管道中流出儲(chǔ)存，達(dá)到節(jié)水的目的。
權(quán)利要求1. 一種基于熱水器智能水溫控制及外管道節(jié)水設(shè)計(jì)的裝置，其特征在于，它包括單片機(jī)、溫度測(cè)量電路、信號(hào)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、三通球閥、舵機(jī)、電磁閥、人機(jī)界面和 LCD顯示器；其中，所述溫度測(cè)量電路、信號(hào)放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路依次相連，三通球閥和舵機(jī)相連；A/D轉(zhuǎn)換電路、舵機(jī)、電磁閥、人機(jī)界面、LCD顯示器分別與單片機(jī)相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于熱水器智能水溫控制及外管道節(jié)水設(shè)計(jì)的裝置，通過(guò)選擇三通球閥的導(dǎo)通通道，將管道中的冷水儲(chǔ)存再利用。并且設(shè)計(jì)人機(jī)通道，取代機(jī)械閥門，通過(guò)模糊控制的方法，更加簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)出水溫度。由于我們用了人機(jī)鍵盤，相對(duì)于機(jī)械閥門，免去了來(lái)回調(diào)節(jié)的麻煩，也解決了熱水閥調(diào)節(jié)過(guò)大燒傷的問(wèn)題。
文檔編號(hào)F24H9/20GK202204171SQ201120182878
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者孟濬, 范浩彪 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)