專(zhuān)利名稱：太陽(yáng)能熱水器的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能利用領(lǐng)域，特別涉及一種太陽(yáng)能熱水器的控制器。
背景技術(shù)：
在大力宣傳建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的前提下，太陽(yáng)能的發(fā)展應(yīng)用有很大的市場(chǎng)潛力。太陽(yáng)能屬于清潔可再生能源、具有一次性投入、節(jié)約、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)，使得太陽(yáng)能熱水器普及率每年都以較高的幅度增加。隨之發(fā)展起來(lái)的是太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)，所以太陽(yáng)能熱 水器的控制器也得到了普及，然而隨之而來(lái)的安裝、售后問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)，現(xiàn)有市場(chǎng)上制作的線路板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也沒(méi)有相應(yīng)的防干擾、防漏電等保護(hù)措施，使得熱水系統(tǒng)控制器不僅存在精度和壽命問(wèn)題，還存在一些安全隱患，智能化程度也低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種帶有智能控制系統(tǒng)的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)控制器，使得太陽(yáng)能熱水器使用更安全、更方便、更省心。為了實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是一種太陽(yáng)能熱水器的控制器，包括外殼，其特征在于，所述外殼內(nèi)設(shè)有紅外檢測(cè)裝置、單片機(jī)、輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路及電源，所述電源用于給控制器內(nèi)部供電，所述外殼上設(shè)有顯示面板及三線自定義通訊接口，所述三線自定義通訊接口連接單片機(jī)，所述三線自定義通訊接口用于連接太陽(yáng)能熱水器的傳感器，所述紅外檢測(cè)裝置用于將檢測(cè)并處理的信號(hào)發(fā)給單片機(jī)，所述單片機(jī)根據(jù)接收到的信號(hào)通過(guò)輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路用于控制太陽(yáng)能熱水器的電加熱、上水、亮屏的功能。所述紅外檢測(cè)裝置由菲涅爾透鏡、紅外傳感器、傳感器信號(hào)處理芯片和外圍電路組成，所述菲涅爾透鏡鑲嵌在所述外殼表面，所述紅外傳感器在菲涅爾透鏡正下方并焊接在電路板上且第一端口連接電源，所述紅外傳感器的第二端口連接所述傳感器信號(hào)處理芯片，所述紅外傳感器的第三端口接地，所述外圍電路連接所述傳感器信號(hào)處理芯片、所述傳感器信號(hào)處理芯片連接單片機(jī)。所述傳感器信號(hào)處理芯片包括第一級(jí)運(yùn)算放大器、第二級(jí)運(yùn)算放大器和比較器，所述第一級(jí)運(yùn)算放大器連接所述第二級(jí)運(yùn)算放大器，所述第二級(jí)運(yùn)算放大器連接所述比較器；所述外圍電路包括信號(hào)檢出電路、信號(hào)放大電路、信號(hào)保持電路和限流電阻；所述信號(hào)檢出電路的第一端連接所述第一級(jí)運(yùn)算放大器，所述信號(hào)檢出電路的第二端接地；所述信號(hào)放大電路連接所述第二級(jí)運(yùn)算放大器，所述信號(hào)放大電路的第二端連接所述第一級(jí)運(yùn)算放大器；所述信號(hào)保持電路的第一端連接所述比較器，所述信號(hào)保持電路的第二端接地；所述限流電阻的第一端連接所述比較器，所述限流電阻的第二端連接控制器。所述顯示面板為圓形模塊LED彩屏，能夠顯示北京時(shí)間、太陽(yáng)能水溫、水位、及運(yùn)行狀態(tài)。所述外殼上還設(shè)有第一按鍵、第二按鍵、第三按鍵和第四按鍵，所述第一按鍵是設(shè)置鍵，所述第二按鍵是上水鍵，所述第三按鍵是電熱鍵，所述第四按鍵是定時(shí)鍵，四個(gè)按鍵分別連接單片機(jī)。所述外殼內(nèi)還設(shè)有防干擾、防漏電電路。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果是相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型太陽(yáng)能熱水器的控制器，具有清晰的LED顯示界面，紅外感應(yīng)裝置能智能檢測(cè)用水狀態(tài)，無(wú)需頻繁按鍵，太陽(yáng)能熱水器配備數(shù)字信號(hào)傳感器，信號(hào)傳輸遠(yuǎn)而且穩(wěn)定，顯示精準(zhǔn)，而且具有防干擾、防漏電等保護(hù)措施有效解決了目前太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)控制器壽命短、不安全、工作不穩(wěn)定、不智能的缺點(diǎn)，使得太陽(yáng)能熱水器使用更安全、 更方便、更省心。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面所列附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的太陽(yáng)能熱水器的控制器示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的紅外檢測(cè)電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的控制器輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路原理圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的太陽(yáng)能熱水器的控制器的單片機(jī)示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的紅外檢測(cè)裝置流程示意圖。附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的組件列表如下I.外殼，2.紅外檢測(cè)裝置，21.為菲涅爾透鏡，3.顯示面板，4.三線自定義通訊接口，5.第一按鍵，6.第二按鍵，7.第三按鍵，8.第四按鍵。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖1，一種太陽(yáng)能熱水器的控制器，包括外殼1，外殼I內(nèi)設(shè)有紅外檢測(cè)裝置
2、單片機(jī)、輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路及電源，電源用于給控制器內(nèi)部供電，外殼I上設(shè)有顯示面板3及三線自定義通訊接口 4，三線自定義通訊接口 4連接單片機(jī)，三線自定義通訊接口 4還用于連接太陽(yáng)能熱水器的傳感器，紅外檢測(cè)裝置2用于將檢測(cè)并處理的信號(hào)發(fā)給單片機(jī)，所述單片機(jī)根據(jù)接收到的信號(hào)通過(guò)輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路用于控制太陽(yáng)能熱水器的電加熱、上水、売屏的功能。作為優(yōu)選，紅外檢測(cè)裝置2由菲涅爾透鏡21、紅外傳感器、傳感器信號(hào)處理芯片和外圍電路組成，所述菲涅爾透鏡21鑲嵌在外殼I表面，菲涅爾透鏡下面的紅外傳感器的第一端口連接電源，紅外傳感器的第二端口連接所述傳感器信號(hào)處理芯片，所述紅外傳感器的第三端口接地，所述外圍電路連接所述傳感器信號(hào)處理芯片、所述傳感器信號(hào)處理芯片連接單片機(jī)。[0026]本實(shí)用新型的電源主要給顯示面板、電路板上的各小電路模塊(如按鍵模塊、紅外檢測(cè)裝置模塊等)、各個(gè)芯片及單片機(jī)供電。三線自定義通訊接口與電路連接后直接連接單片機(jī)，即傳感器采集的信號(hào)直接傳給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)內(nèi)部程序來(lái)控制顯示模塊來(lái)顯
/Jn ο本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置紅外傳感器、傳感器信號(hào)處理芯片和外圍電路，紅外傳感器配以菲涅爾透鏡能夠在一定區(qū)域內(nèi)自動(dòng)檢測(cè)人體活動(dòng)情況，再將其檢測(cè)的信號(hào)傳輸給傳感器信號(hào)處理芯片，傳感器信號(hào)處理芯片將信號(hào)處理后傳給單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)接收的數(shù)據(jù)來(lái)控制各電路模塊運(yùn)行實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能熱水器的相關(guān)電熱、上水、亮屏等功能的控制。作為優(yōu)選，所述傳感器信號(hào)處理芯片包括第一級(jí)運(yùn)算放大器、第二級(jí)運(yùn)算放大器和比較器，所述第一級(jí)運(yùn)算放大器連接所述第二級(jí)運(yùn)算放大器，所述第二級(jí)運(yùn)算放大器連接所述比較器；所述外圍電路包括信號(hào)檢出電路、信號(hào)放大電路、信號(hào)保持電路和限流電阻；所述信號(hào)檢出電路的第一端連接所述第一級(jí)運(yùn)算放大器，所述信號(hào)檢出電路的第二端接地；所述信號(hào)放大電路連接所述第二級(jí)運(yùn)算放大器，所述信號(hào)放大電路的第二端連接所述第一級(jí)運(yùn)算放大器；所述信號(hào)保持電路的第一端連接所述比較器，所述信號(hào)保持電路的·第二端接地；所述限流電阻的第一端連接所述比較器，所述限流電阻的第二端接單片機(jī)。具體的傳感器信號(hào)處理芯片的十六個(gè)引腳為第一引腳A(可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)控制端)、第二引腳Vo (控制信號(hào)輸出端)、第三引腳RRl (輸出延遲時(shí)間的調(diào)節(jié)端)、第四引腳RCl (輸出延遲時(shí)間的調(diào)節(jié)端)、第五引腳RC2(觸發(fā)封銷(xiāo)時(shí)間的調(diào)節(jié)端)、第六引腳RR2(觸發(fā)封銷(xiāo)時(shí)間的調(diào)節(jié)端)、第七引腳Vss(工作電源負(fù)端)、第八引腳RESET( M置端)、第九引腳Vc (觸發(fā)禁止端)、第十引腳IB(運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端)、第十一引腳VDD (工作電源正端)、第十二引腳20UT(第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端)、第十三引腳2IN-(第二級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端)、第十四引腳IIN+(第一級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入端)、第十五引腳IIN-(第一級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端)、第十六引腳IOUT(第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端)。如圖2所示，圖2為紅外檢測(cè)電路原理圖，圖中Ul為紅外傳感器，是一種被動(dòng)紅外敏感元件，它是由高熱電系數(shù)材料配以濾光鏡片和阻抗匹配用場(chǎng)效應(yīng)管組成，它能以非接觸方式檢測(cè)出來(lái)自人體發(fā)出的紅外輻射，將其轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸出，圖中IC1(BISS 0001)與相關(guān)外圍元件構(gòu)成熱釋電紅外傳感器的信號(hào)檢出、放大、保持電路，圖中由電容C4、C5電阻R7、R8構(gòu)成帶通濾波器，圖中Ul的“D”端接電源，“G”端接地，“S”端為傳感器信號(hào)輸出端，“S”端接ICl的14腳，經(jīng)ICl內(nèi)部一級(jí)信號(hào)運(yùn)算放大，再通過(guò)C3電容耦合到芯片ICl內(nèi)部二級(jí)運(yùn)算放大器，電容C2，電阻R5、R6及芯片ICl內(nèi)部運(yùn)算放大器組成放大電路，經(jīng)過(guò)放大的信號(hào)再由ICl內(nèi)部的比較器鑒幅處理后輸出到芯片ICl的2腳，電容C6、C7電阻R9、R10構(gòu)成信號(hào)輸出保持時(shí)間電路，芯片ICl的2腳輸出信號(hào)經(jīng)限流電阻Rll被控制系統(tǒng)控制器的單片機(jī)采集使用。第一、第二級(jí)運(yùn)算放大器及比較器都集成在芯片ICl內(nèi)部。其中具體的，該信號(hào)檢出電路的第一端連接傳感器信號(hào)處理芯片的第十五引腳IIN-和第十六引腳10UT，信號(hào)檢出電路的第二端接地；該信號(hào)放大電路連接該傳感器信號(hào)處理芯片的第十二引腳20UT和第十三引腳2IN-，信號(hào)放大電路的第二端連接該傳感器信號(hào)處理芯片的第十六引腳IOUT ;該信號(hào)保持電路的第一端連接該傳感器信號(hào)處理芯片的第二引腳Vo、第三引腳RR1、第四引腳RCl和第五引腳RC2，信號(hào)保持電路的第二端接地；該限流電阻的第一端連接傳感器信號(hào)處理芯片的第二引腳Vo，限流電阻的第二端連接單片機(jī)。如圖3所示，圖3為控制器輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路，圖中ULN2003是高壓大電流達(dá)林頓晶體管，帶負(fù)載能力強(qiáng)，適應(yīng)于高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，當(dāng)本控制器的核心部件單片機(jī)(如圖4所示)在采集到紅外檢測(cè)裝置發(fā)來(lái)的信號(hào)時(shí)根據(jù)人的活動(dòng)區(qū)域情況進(jìn)行邏輯判斷，繼而發(fā)送電壓信號(hào)給ULN2003來(lái)直接驅(qū)動(dòng)繼電器控制電加熱、防凍帶、電磁閥/上水泵的啟動(dòng)或停止。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能熱水器的相關(guān)電熱、上水、亮屏等功能的控制。參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的實(shí)施例是在上一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上，顯示面板3為圓形模塊LED彩屏，能夠顯示北京時(shí)間、太陽(yáng)能水溫、水位及運(yùn)行狀態(tài)。本實(shí)用新型的運(yùn)行狀態(tài)指顯示面板上的恒溫圖標(biāo)、上水圖標(biāo)、電熱圖標(biāo)、紅外圖標(biāo)及防凍圖標(biāo)，這些狀態(tài)啟動(dòng)時(shí)，都會(huì)點(diǎn)亮顯示。
作為優(yōu)選，外殼I上還設(shè)有第一按鍵5、第二按鍵6、第三按鍵7和第四按鍵8，第一按鍵是“設(shè)置”鍵，第二按鍵是“上水”鍵，第三按鍵是“電熱”鍵，第四按鍵是“定時(shí)”鍵，四個(gè)鍵的電路直接連接單片機(jī)的，不與紅外檢測(cè)裝置連接的。通過(guò)按鍵給單片機(jī)提供電壓信號(hào)來(lái)控制一些功能。本控制器控制紅外檢測(cè)裝置的開(kāi)關(guān)是“設(shè)置”與“電熱”鍵同時(shí)按住3秒鐘來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉的，即通過(guò)復(fù)合鍵來(lái)開(kāi)關(guān)紅外檢測(cè)裝置。紅外檢測(cè)裝置是自動(dòng)控制的，手動(dòng)按鍵不受紅外的影響。本實(shí)用新型實(shí)施例的外殼I內(nèi)還設(shè)有防干擾、防漏電電路。防干擾、防漏電電路通過(guò)采用現(xiàn)有的電路既可實(shí)現(xiàn)，通過(guò)防干擾、防漏電等保護(hù)措施有效解決了目前太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)控制器不安全、工作不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。如圖5所示，紅外檢測(cè)裝置工作流程圖，其工作原理是當(dāng)系統(tǒng)控制器的紅外檢測(cè)功能啟動(dòng)時(shí)，有人靠近控制器并被紅外感應(yīng)器檢測(cè)到時(shí)，顯示屏點(diǎn)亮、同時(shí)自動(dòng)上水和自動(dòng)電熱功能關(guān)閉；當(dāng)人離開(kāi)后，紅外感應(yīng)器檢測(cè)沒(méi)有人時(shí)，顯示屏熄滅，控制器恢復(fù)原先的自動(dòng)上水和自動(dòng)電熱功能。這樣當(dāng)人用水時(shí)無(wú)需按鍵，就可安全舒適用水，人走后又能保持原先的工作狀態(tài)。本實(shí)施例提供的紅外檢測(cè)裝置，通過(guò)設(shè)置紅外傳感器、傳感器信號(hào)處理芯片和外圍電路，能夠在一定區(qū)域內(nèi)自動(dòng)檢測(cè)人體活動(dòng)情況，紅外傳感器檢測(cè)到人體在設(shè)定區(qū)域活動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生紅外線的變化信息，紅外線的變化信息經(jīng)過(guò)傳感器信號(hào)處理芯片進(jìn)行放大，并對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行鑒幅處理后，轉(zhuǎn)化為高低電平脈沖信號(hào)，通過(guò)控制器捕獲該信號(hào)，進(jìn)而根據(jù)人的活動(dòng)區(qū)域情況進(jìn)行邏輯判斷，并實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能熱水器的相關(guān)電熱、上水、亮屏等功能的控制。本實(shí)用新型涉及紅外感應(yīng)器的應(yīng)用，主要通過(guò)紅外智能感應(yīng)來(lái)自動(dòng)檢測(cè)用水狀態(tài)，而且控制系統(tǒng)采用數(shù)字通訊接口電路及漏電保護(hù)電路，不僅增加了信號(hào)的傳輸距離，還能穩(wěn)定并準(zhǔn)確的接收到傳感器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，使用戶安全舒適的享用熱水生活。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能熱水器的控制器，包括外殼，其特征在于，所述外殼內(nèi)設(shè)有紅外檢測(cè)裝置、單片機(jī)、輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路及電源，所述電源用于給控制器內(nèi)部供電，所述外殼上設(shè)有顯示面板及三線自定義通訊接口，所述三線自定義通訊接口連接單片機(jī)，所述三線自定義通訊接口用于連接太陽(yáng)能熱水器的傳感器，所述紅外檢測(cè)裝置用于將檢測(cè)并處理的信號(hào)發(fā)給單片機(jī)，所述單片機(jī)根據(jù)接收到的信號(hào)通過(guò)輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路用于控制太陽(yáng)能熱水器的電加熱、上水、亮屏的功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能熱水器的控制器，其特征在于，所述紅外檢測(cè)裝置由菲涅爾透鏡、紅外傳感器、傳感器信號(hào)處理芯片和外圍電路組成，所述菲涅爾透鏡鑲嵌在所述外殼表面，所述紅外傳感器在菲涅爾透鏡正下方并焊接在電路板上且第一端口連接電源，所述紅外傳感器的第二端口連接所述傳感器信號(hào)處理芯片，所述紅外傳感器的第三端口接地，所述外圍電路連接所述傳感器信號(hào)處理芯片、所述傳感器信號(hào)處理芯片連接單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能熱水器的控制器，其特征在于，所述傳感器信號(hào)處理芯片包括第一級(jí)運(yùn)算放大器、第二級(jí)運(yùn)算放大器和比較器，所述第一級(jí)運(yùn)算放大器連接所述第二級(jí)運(yùn)算放大器，所述第二級(jí)運(yùn)算放大器連接所述比較器； 所述外圍電路包括信號(hào)檢出電路、信號(hào)放大電路、信號(hào)保持電路和限流電阻； 所述信號(hào)檢出電路的第一端連接所述第一級(jí)運(yùn)算放大器，所述信號(hào)檢出電路的第二端接地；所述信號(hào)放大電路連接所述第二級(jí)運(yùn)算放大器，所述信號(hào)放大電路的第二端連接所述第一級(jí)運(yùn)算放大器；所述信號(hào)保持電路的第一端連接所述比較器，所述信號(hào)保持電路的第二端接地；所述限流電阻的第一端連接所述比較器，所述限流電阻的第二端連接控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能熱水器的控制器，其特征在于，所述顯示面板為圓形模塊LED彩屏。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能熱水器的控制器，其特征在于，所述外殼上還設(shè)有第一按鍵、第二按鍵、第三按鍵和第四按鍵，所述第一按鍵是設(shè)置鍵，所述第二按鍵是上水鍵，所述第三按鍵是電熱鍵，所述第四按鍵是定時(shí)鍵，四個(gè)按鍵分別連接單片機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能熱水器的控制器，其特征在于，所述外殼內(nèi)還設(shè)有防干擾、防漏電電路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種太陽(yáng)能熱水器的控制器，包括外殼，所述外殼內(nèi)設(shè)有紅外檢測(cè)裝置、單片機(jī)、輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路及電源，所述電源用于給控制器內(nèi)部供電，所述外殼上設(shè)有顯示面板及按鍵，三線自定義通訊接口在電路板上，所述三線自定義通訊接口連接單片機(jī)，所述三線自定義通訊接口用于連接太陽(yáng)能熱水器的傳感器，所述紅外檢測(cè)裝置用于將檢測(cè)并處理的信號(hào)發(fā)給單片機(jī)，所述單片機(jī)根據(jù)接收到的信號(hào)通過(guò)輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路用于控制太陽(yáng)能熱水器的電加熱、上水、亮屏的功能。本實(shí)用新型的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)控制器克服壽命短、不安全、工作不穩(wěn)定、不智能的缺點(diǎn)，使得太陽(yáng)能熱水器使用更安全、更方便、更省心。
文檔編號(hào)F24J2/40GK202562096SQ201220015978
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者趙杰, 賀勝民, 李桂榮, 張躍, 王冬梅, 王國(guó)華, 方勇 申請(qǐng)人:皇明太陽(yáng)能股份有限公司, 山東億家能太陽(yáng)能有限公司