[发明专利]热水器智能控制器

说明书

技术领域

本发明属于智能控制领域，尤其涉及一种热水器智能控制器。

背景技术

随着经济的快速发展，能源危机问题越来越凸显出来，人们对于新能源的利用范围也越来越广泛。由于太阳能强弱随天气和季节变化，因而太阳能热水器需要辅助加热装置才能保证一年四季或全天候使用到热水。目前大多数产品的电辅助加热方式采用开关式或PID控制，但由于太阳能本身是一个时变的复杂非线性变量，太阳能热水器的集热和辅助加热过程无法精确地用数学模型描述，采用传统控制方式有时难以达到满意的效果。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种基于单片机实现的智能控制器。

热水器智能控制器，其特征在于包括控制器、温度传感器、时钟控制芯片、过零继电器和加热棒；其中温度传感器、时钟控制芯片和过零继电器均与控制器通过电路相连接；过零继电器与加热棒相连接；时钟控制芯片包括晶振和电池均集成在时钟芯片内部。

本发明所述的热水器智能控制器，其特征在于所述控制器为单片机STC89C52RC实现。

本发明所述的热水器智能控制器，其特征在于所述过零继电器为过零固态继电器，输入端为DC3~32V，输出为AC5A/380V/50~60Hz。

本发明所述的热水器智能控制器，其特征在于所述加热棒的工作功率为500~1000W。

本发明所述的热水器智能控制器，其特征在于所述温度传感器为数字温度传感器DS18B20。

本发明所述的热水器智能控制器，其特征在于所述时钟芯片采用DS12C887时钟芯片，采用CMOS技术。

本发明所述的热水器智能控制器，通过过零固态继电器控制加热棒以模拟太阳能热水器的辅助加热功能。实现在设定的时间内智能调整输出功率，使水温在设定时间内达到设定值的智能控制过程。本发明所述的智能控制器具有稳态误差小、过渡时间短、成本低、智能化程度高的特点，使用简单易于推广。

具体实施方式

热水器智能控制器，其特征在于包括控制器、温度传感器、时钟控制芯片、过零继电器和加热棒；其中温度传感器、时钟控制芯片和过零继电器均与控制器通过电路相连接；过零继电器与加热棒相连接；时钟控制芯片包括晶振和电池均集成在时钟芯片内部。

本发明所述的热水器智能控制器，所述控制器为单片机STC89C52RC实现，该系统运算量不大，没有太多的中间数据需要处理、保存，因此不必外扩数据存储器，仅使用STC89C52RC内部RAM和E²PROM完全能够满足要求零继电器为过零固态继电器，输入端为DC3~32V，输出为AC5A/380V/50~60Hz。所述加热棒的工作功率为500~1000W，通过控制单片机产生PWM波的占空比控制交流过零继电器的通断频率，从而实现对加热棒的功率控制。所述温度传感器为数字温度传感器DS18B20，DS18B20，其抗干扰能力强，并且不必要温度标定，使用单片机分时复用原理与传感器的单总线接口方式即可实现数据通信所述时钟芯片采用DS12C887时钟芯片，采用CMOS技术，把时钟芯片所需的晶振和电池以及相关的电路集成到芯片内部，具有微功耗、外围接口简单、精度高，工作稳定可靠等优点。控制器的输入、输出量都是精确的数值，而模糊控制器采用模糊语言变量和模糊逻辑推理，因此必须将输入变量变换成模糊语言变量，这个过程称为精确量的模糊化；然后进行模糊推理，形成控制策略；最后将控制策略转换为一个精确的控制变量值，即去模糊化，并对输出控制变量进行控制。本发明以单片机STC89C52RC为控制器，采用DS18B20数字温度传感器测量水温，以DS12C887为系统提供高精度时钟，通过模糊控制算法得到控制量，通过PWM波控制过零继电器方法来控制加热棒的功率，从而控制水温。