CN204787341U

CN204787341U - 基于arm的太阳光能热水器控制器

Info

Publication number: CN204787341U
Application number: CN201520191118.7U
Authority: CN
Inventors: 陈孟元; 袁苑; 谢义建; 王君洪; 杨运峰; 许康乐
Original assignee: Anhui Polytechnic University
Current assignee: Anhui Polytechnic University
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2025-03-31

Abstract

本实用新型公开了一种基于ARM的太阳光能热水器控制器，它涉及太阳能热水器技术领域。它包括***模块、双电源供电模块、温度检测模块、加热控制模块、显示模块和按键模块，***模块分别与双电源供电模块、温度检测模块、加热控制模块、显示模块、按键模块连接，所述的***模块包括ARM微处理器、晶振电路、复位电路和JTAG接口电路，ARM微处理器与晶振电路、复位电路和JTAG接口电路连接。本实用新型操作简单，控制方便，抗干扰能力强，降低功耗，成本低，节约能源。

Description

基于ARM的太阳光能热水器控制器

技术领域

本实用新型涉及的是太阳能热水器技术领域，具体涉及基于ARM的太阳光能热水器控制器。

背景技术

进入21世纪，工业生产发展迅速，人类活动范围扩大，这对能源的需求量随之放大，世界能源问题突现，各国都在寻求能源的优化与相关技术的创新，特别是清洁能源的发展，而太阳能作为目前最为干净的能源之一，且取之不尽用之不竭，是一种绿色能源，太阳能热水器利用太阳能，既节约了能源又不产生污染，且使用安全，随着消费者环保和绿色意识的提高，太阳能热水器已经开始走进千家万户，赢得了许多人的喜爱。

随着太阳能热水器发展起来的还有太阳能热水器控制***，但目前市场上的太阳能热水器控制***功能单一，操作复杂，控制不方便，抗干扰能力差，而且没有电辅助加热装置，这样在没有太阳能的情况下非常不便，因此将太阳能与电能结合在一起将会成为一种趋势。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种基于ARM的太阳光能热水器控制器，结构简单，设计合理，操作简单，控制方便，抗干扰能力强，降低功耗，成本低，节约能源。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：基于ARM的太阳光能热水器控制器，包括***模块、双电源供电模块、温度检测模块、加热控制模块、显示模块和按键模块，***模块分别与双电源供电模块、温度检测模块、加热控制模块、显示模块、按键模块连接，所述的***模块包括ARM微处理器、晶振电路、复位电路和JTAG接口电路，ARM微处理器与晶振电路、复位电路和JTAG接口电路连接，ARM微处理器分别与温度检测模块、显示模块、按键模块连接；所述的ARM微处理器采用微处理器STM32F103VET6，复位电路采用阻容复位，并添加了开关，使能手动复位；晶振电路采用8M有源晶振，并经过ARM微处理器内部的PLL倍频电路，最高频率可达72MHz；JTAG接口电路采用ARM专用的接口，可在线调试，按键模块包含四只独立按键，由ARM微处理器的I/O口控制，分别设置水温的增减、电源模式的选择以及复位。

作为优选，所述的双电源供电模块包括光伏直流供电模块、市电交流供电模块，光伏直流供电模块依次接第一转换电路、第一继电器至ARM微处理器，市电交流供电模块依次接第二转换电路、第二继电器至ARM微处理器，两路供电部分分别与继电器连接，且继电器都由ARM微处理器控制其通断，以此实现双电源供电的切换。

作为优选，所述的加热控制模块包括变功率加热器和恒功率加热器，变功率加热器、恒功率加热器均接ARM微处理器分别对应光伏直流供电模块、市电交流供电模块。

作为优选，所述的ARM微处理器的12脚与13脚之间接有第一晶振，ARM微处理器的12脚、13脚分别接第二电容、第一电容至地端，ARM微处理器的8脚与9脚之间接有第二晶振，ARM微处理器的8脚、9脚分别接第三电容、第四电容至地端，ARM微处理器的50脚、75脚、100脚、28脚、11脚均接3.3V电源端，ARM微处理器的50脚分别接第五电容-第九电容至地端。

作为优选，所述的温度检测模块包括传感器，传感器的2脚与3脚之间接有第一电阻，传感器的2脚接ARM微处理器的PB0脚，传感器的3脚接3.3V电源端，传感器采用传感器DS18B20。

作为优选，所述的显示模块包括数码管、驱动芯片，驱动芯片的6脚、7脚、8脚分别接ARM微处理器的PA4脚、PA5脚、PA6脚，驱动芯片的10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚分别接第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻至数码管的g脚、f脚、e脚、d脚、c脚、b脚、a脚、h脚，驱动芯片的18脚、19脚、20脚、21脚分别接数码管的1脚、2脚、3脚、4脚，驱动芯片的26脚与27脚之间接有第三晶振，驱动芯片的26脚、27脚分别接第十电容、第十一电容至地端，所述的数码管采用四位共阴数码管SM42036，驱动芯片采用驱动芯片HD7279。

本实用新型的有益效果：采用双电源供电，可自动或手动进行供电模式的切换，实现能源的最大化利，同时使用ARM微处理器，减少功耗，降低成本，节约能源。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型***模块的电路图；

图3为本实用新型温度检测模块的电路图；

图4为本实用新型显示模块的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参照图1-4，本具体实施方式采用以下技术方案：基于ARM的太阳光能热水器控制器，包括***模块1、双电源供电模块2、温度检测模块3、加热控制模块4、显示模块5和按键模块6，***模块1分别与双电源供电模块2、温度检测模块3、加热控制模块4、显示模块5、按键模块6连接，所述的***模块1包括ARM微处理器1-1及与ARM微处理器1-1相连的晶振电路1-2、复位电路1-3和JTAG接口电路1-4，ARM微处理器1-1还分别与温度检测模块3、显示模块5、按键模块6连接。

值得注意的是，所述ARM微处理器1-1采用微处理器STM32F103VET6，高性能、低成本、低功耗，复位电路1-3采用阻容复位，并添加了开关，使能手动复位，晶振电路1-2采用8M有源晶振，并经过ARM微处理器1-1内部的PLL倍频电路，最高频率可达72MHz，JTAG接口电路1-4采用ARM专用的接口，可在线调试；其电路图对应图2，所述的ARM微处理器1-1的12脚与13脚之间接有第一晶振Y1，ARM微处理器1-1的12脚、13脚分别接第二电容C2、第一电容C1至地端，ARM微处理器1-1的8脚与9脚之间接有第二晶振Y2，ARM微处理器1-1的8脚、9脚分别接第三电容C3、第四电容C4至地端，ARM微处理器1-1的50脚、75脚、100脚、28脚、11脚均接3.3V电源端，ARM微处理器1-1的50脚分别接第五电容C5-第九电容C9至地端。

值得注意的是，所述的双电源供电模块2包括光伏直流供电模块2-1、市电交流供电模块2-2，光伏直流供电模块2-1依次接第一转换电路2-3、第一继电器2-5至ARM微处理器1-1，市电交流供电模块2-2依次接第二转换电路2-4、第二继电器2-6至ARM微处理器1-1，给ARM微处理器1-1供电，其中光伏直流供电模块2-1只需通过降压电路就可实现电源的转换，市电交流供电模块2-2则需要通过整流、滤波、降压、稳压等过程来给处理器供电，同时两路供电部分分别与继电器连接，且继电器都由ARM微处理器1-1控制其通断，以此实现双电源供电的切换。

值得注意的是，所述的加热控制模块4包括变功率加热器4-1和恒功率加热器4-2，变功率加热器4-1、恒功率加热器4-2均接ARM微处理器1-1，变功率加热器4-1、恒功率加热器4-2分别对应光伏直流供电模块2-1、市电交流供电模块2-2，其中，变功率加热器4-1的参数为直流电压110-260VDC，功率：300-1000W；恒功率加热器4-2的参数为市电电压220V/AC，功率000W/只。

本具体实施方式温度检测模块3包括传感器U1，传感器U1的2脚与3脚之间接有第一电阻R1，传感器U1的2脚接ARM微处理器1-1的PB0脚，传感器U1的3脚为外接供电电源输入端，传感器U1采用单总线温度传感器DS18B20，具有体积小、精度高、全数字温度转换及输出等优点，传感器U1测量温度范围为-55℃至+125℃，在-10℃至+85℃范围内,精度为±0.5℃，现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了***的抗干扰性。

本具体实施方式显示模块5包括数码管U2、驱动芯片U3，驱动芯片U3的6脚、7脚、8脚分别接ARM微处理器1-1的PA4脚、PA5脚、PA6脚，驱动芯片U3的10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚分别接第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9至数码管U2的g脚、f脚、e脚、d脚、c脚、b脚、a脚、h脚，驱动芯片U3的18脚、19脚、20脚、21脚分别接数码管U2的1脚、2脚、3脚、4脚，驱动芯片U3的26脚与27脚之间接有第三晶振Y3，驱动芯片U3的26脚、27脚分别接第十电容C10、第十一电容C11至地端，所述的数码管U2采用四位共阴数码管SM42036，驱动芯片U3采用驱动芯片HD7279，ARM微处理器1-1发送控制信号给驱动芯片U3，从而驱动数码管U2来显示水温及电源模式。

本具体实施方式与传统的太阳能热水器控制器相比，采用双电源供电，同时配备两种加热器，通过双电源切换很好地解决了没有太阳能情况下不便的问题，实现能源的最大化利用，并使用ARM微处理器进行控制，降低了功耗，较少了成本，节约了能源，具有广阔的市场应用前景。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.基于ARM的太阳光能热水器控制器，其特征在于，包括***模块(1)、双电源供电模块(2)、温度检测模块(3)、加热控制模块(4)、显示模块(5)和按键模块(6)，***模块(1)分别与双电源供电模块(2)、温度检测模块(3)、加热控制模块(4)、显示模块(5)、按键模块(6)连接，所述的***模块(1)包括ARM微处理器(1-1)、晶振电路(1-2)、复位电路(1-3)和JTAG接口电路(1-4)，ARM微处理器(1-1)与晶振电路(1-2)、复位电路(1-3)和JTAG接口电路(1-4)连接，ARM微处理器(1-1)分别与温度检测模块(3)、显示模块(5)、按键模块(6)连接，所述的ARM微处理器(1-1)采用微处理器STM32F103VET6。

2.根据权利要求1所述的基于ARM的太阳光能热水器控制器，其特征在于，所述的双电源供电模块(2)包括光伏直流供电模块(2-1)、市电交流供电模块(2-2)，光伏直流供电模块(2-1)依次接第一转换电路(2-3)、第一继电器(2-5)至ARM微处理器(1-1)，市电交流供电模块(2-2)依次接第二转换电路(2-4)、第二继电器(2-6)至ARM微处理器(1-1)。

3.根据权利要求1所述的基于ARM的太阳光能热水器控制器，其特征在于，所述的加热控制模块(4)包括变功率加热器(4-1)和恒功率加热器(4-2)，变功率加热器(4-1)、恒功率加热器(4-2)均接ARM微处理器(1-1)。

4.根据权利要求1所述的基于ARM的太阳光能热水器控制器，其特征在于，所述的ARM微处理器(1-1)的12脚与13脚之间接有第一晶振(Y1)，ARM微处理器(1-1)的12脚、13脚分别接第二电容(C2)、第一电容(C1)至地端，ARM微处理器(1-1)的8脚与9脚之间接有第二晶振(Y2)，ARM微处理器(1-1)的8脚、9脚分别接第三电容(C3)、第四电容(C4)至地端，ARM微处理器(1-1)的50脚、75脚、100脚、28脚、11脚均接3.3V电源端，ARM微处理器(1-1)的50脚分别接第五电容(C5)、第六电容(C6)、第七电容(C7)、第八电容(C8)、第九电容(C9)至地端。

5.根据权利要求1所述的基于ARM的太阳光能热水器控制器，其特征在于，所述的温度检测模块(3)包括传感器(U1)，传感器(U1)的2脚与3脚之间接有第一电阻(R1)，传感器(U1)的2脚接ARM微处理器(1-1)的PB0脚，传感器(U1)的3脚接3.3V电源端，传感器(U1)采用传感器DS18B20。

6.根据权利要求1所述的基于ARM的太阳光能热水器控制器，其特征在于，所述的显示模块(5)包括数码管(U2)、驱动芯片(U3)，驱动芯片(U3)的6脚、7脚、8脚分别接ARM微处理器(1-1)的PA4脚、PA5脚、PA6脚，驱动芯片(U3)的10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚分别接第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)至数码管(U2)的g脚、f脚、e脚、d脚、c脚、b脚、a脚、h脚，驱动芯片(U3)的18脚、19脚、20脚、21脚分别接数码管(U2)的1脚、2脚、3脚、4脚，驱动芯片(U3)的26脚与27脚之间接有第三晶振(Y3)，驱动芯片(U3)的26脚、27脚分别接第十电容(C10)、第十一电容(C11)至地端，所述的数码管(U2)采用四位共阴数码管SM42036，驱动芯片(U3)采用驱动芯片HD7279。