基于PIC32的太阳能热水器恒温混水装置

重的还会导致热水管道中水的回流。

　　3、阀门开度控制

　　调节出水量最直接的方法是通过控制阀门开度。本项目的混水装置中涉及到两个阀门的控制问题，进行流量调节时，不仅要能实现流量稳定在设定值，更重要的是使出水温度也稳定在设定值。

　　4、整合项目，使测量单元，数据处理单元，控制单元能恰当配合。最后进行测试调整，达成预期的研究目标。　　二、项目的研究目标

　　1、利用PIC32设计出合适的计算方法，要使处理后的温度数据能尽量减小由于混水点和温度传感器的距离而造成的测量延迟。

　　2、设计出合适的单片机程序，使其在温度低于设定值的时候增大热水管电磁阀的开度或减小凉水管电磁阀的开度;反之，在温度高于设定值的时候增大凉水管电磁阀的开度或减小热水管电磁阀的开度。

　　3、在达成上述条件的同时，不能对喷头最终的出水量造成影响，使系统在调节温度的同时，保持水流量的稳定。例如，不能出现下述情况：因水温过热，热水管电磁阀开度减小，而凉水管电磁阀开度不变，最终使温度调整到设定值，但出水量却减小。

　　4、通过间接方法，消减水压对于水温和流量控制的影响。

　　三、有关方法

　　1、装置的测量部分有：温度测量部分和流量测量部分。温度测量部分为DS18B20温度传感器，放置在混水口之后，冷热水已经充分混合均匀的位置处，测量水温。此传感器精度较高，并可直接将温度数据串行发送至PIC32，数据处理起来非常方便。流量测量部分为叶轮式流量计，放置在温度传感器之后。它可将水的流量情况直接以脉冲信号传送给单片机，根据简单的公式计算后即可得到实际的液体流量。通过测定流量：其一，引入了一个已知数据量，可以使两个电磁阀在调节水温的同时，进行流量的调节，使二者全部稳定在设定值;其二，水压的影响在一定程度上体现在对水流量的影响上，通过测定液体流量，可以间接地消减水压变化对装置的影响。

　　1、装置的测量部分有：温度测量部分和流量测量部分。温度测量部分为DS18B20温度传感器，放置在混水口之后，冷热水已经充分混合均匀的位置处，测量水温。此传感器精度较高，并可直接将温度数据串行发送至PIC32，数据处理起来非常方便。流量测量部分为叶轮式流量计，放置在温度传感器之后。它可将水的流量情况直接以脉冲信号传送给单片机，根据简单的公式计算后即可得到实际的液体流量。通过测定流量：其一，引入了一个已知数据量，可以使两个电磁阀在调节水温的同时，进行流量的调节，使二者全部稳定在设定值;其二，水压的影响在一定程度上体现在对水流量的影响上，通过测定液体流量，可以间接地消减水压变化对装置的影响。

　　2、装置的输出部分为分别安置在冷水管道中和热水管道中的两个电磁阀。对于阀门的调整，为双输入(水温，水流量)双输出(两个电磁阀的开度)，较为复杂，可使用一下思路进行：

　　A、若水温过高，则增大冷水阀开度，直至温度降到预设值。之后按照实际水流量与设定流量的比值同时减小冷热水阀的开度，直至流量达到预设值。如果在调整流量过程中水温发生变化，则返回前一环节进行调节，直至稳定。

　　B、若水温过低，则以与A过程相反的方式进行调节。

　　C、若水流量过大，则按照实际水流量与设定流量的比值同时减小冷热水阀的开度，直至流量达到预设值。这时再以过程A或B进行调节，直至稳定。

　　D、若水流量过高，则以与C过程相反的方式进行。

　　这样，可以在温度调节好的基础上，同时保持流量的恒定。

　　3、装置的显示部分采用七段数码管。分别显示当前的水温、水温预设值以及流量预设值。用户可以通过按键调节预设值。这样一来能使用户直观的了解当前太阳能热水器的指标，非常人性化。

　　4、水压影响是整个系统中最难处理的一部分。水压对于水温和流量的影响都是不小的，对于这一部分，现在的构想有两步可以对其进行削弱：

　　A、流量传感器：水压的影响在一定程度上体现在对水流量的影响上，通过测定液体流量，可以间接地消减水压变化对装置的影响。

　　B、电磁阀采用单向电磁阀，抑制由于一方水压过大而造成的回流情况。

　　六、预期成品结构

　　1、最上部分为两根管道，热水管接太阳能热水器，冷水管接自来水管。

　　2、两根管道分别安置一个单向电磁阀。

　　3、箱体内部，按水流过的顺序，封装有DS18B20温度传感器，叶轮式流量计。

　　4、箱体内部同时还封装有PIC32，独立按键以及其它必要的电子器件。

　　5、经过混水后，从出水管道流出。