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為了提高DS18B20進行溫度轉(zhuǎn)換的精確度，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量。如果用幾個溫度傳感器掛在同一根I/O線上進行多點測溫時，只配備一只5.1K上拉電阻將無法提供足夠的能量，就會造成無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)換溫度或轉(zhuǎn)換溫度誤差極大的結(jié)果。

  需要特別注意的是，本檢測元件是應用在太陽能熱水器中，也就是用在水中，為此需將DS18B20進行處理，使其具備防水功能。實現(xiàn)方法是：可在其外部套上導熱性較好的不銹鋼外殼，而在其殼內(nèi)充滿導熱性良好的硅膠，同時將其三個引腳用導線引出，使其可以應用于遠距離檢測。

 控制電路

  自動控制模塊主要分為電加熱模塊和電磁閥控制上水模塊，兩種模塊采用相同的方法，主要利用三極管，繼電器和二極管的配合工作完成自動加熱和上水，初始狀態(tài)下設定內(nèi)水溫度為30℃下自動加熱，加熱到30℃停止，初始水位3檔以下自動上水，到3檔位停止上水。這樣可以保障一天24小時使用熱水洗澡，避免了因天氣原因帶來的不便，并可以有效防止冬天氣溫過低引起水管內(nèi)因存有 積水而凍裂水管。控制電路具有自動加熱和加水功能。單片機對引腳P1.0給出高電平，對三極管進行導通和斷開的控制，驅(qū)動繼電器的導通和斷開，繼而控制電加熱裝置。當三極管的基極處于高電平時，三極管導通，即繼電器導通，線圈磁力把開關導通，則電加熱插座接上220V的交流電，開始工作。這一部分電路主要由繼電器組成，由主控單片機運算輸出寬度可調(diào)的脈沖用于設定繼電器在1s內(nèi)的導通和關斷數(shù)從而調(diào)節(jié)輸出給電爐的功率，這樣使得水溫穩(wěn)定在預計數(shù)值之上，并當檢測到的水溫低于設置溫度值時開始加熱。加水功能由引腳P1.2給出高低電平，控制自來水的開關，決定是否自動上水。當水位處于下限位置時，需要供水。在供水時，單片機控制電磁閥通電，當水箱內(nèi)的水位上升到預設位置時，則支持接觸開關斷開，同時電磁閥關閉水源。

  軟件設計

  太陽能熱水器控制系統(tǒng)在接通電源后，首先要對系統(tǒng)進行初始化，檢測水溫和水位。當水位過低時，打開電磁閥開始上水，到指定水位時關閉電磁閥。當水溫低于下限時，啟動自動加熱電路，達到上限后停止加熱，程序返回。系統(tǒng)軟件流程圖如圖4所示。顯示子程序在初始化后分別在屏幕上顯示水溫字符、水溫小數(shù)點、水溫的設置值和當前值。

  實驗結(jié)果分析

  本次設計主要是為了改善太陽能熱水器控制系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)對太陽能熱水器水溫水位的檢測以及對整個熱水器水溫和水位的智能化控制。該控制系統(tǒng)考慮了太陽能熱水器的功能擴展空間，具體實驗仿真電路如圖5所示，實際運行已達到預期結(jié)果。



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