采用AT89C205l單片計(jì)算機(jī)芯片設(shè)計(jì)制作了一個用于該開水器的“智能檢測控制電路”,可實(shí)時監(jiān)控水箱水位和各組電熱管的工作狀態(tài),一旦水箱水位異常或電熱管發(fā)生故障,均可自動完成保護(hù)動作并給出相應(yīng)的聲、光報(bào)警信號,提示維修管理人員及時進(jìn)行檢修。該電路具有結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
AT89C205l“單片機(jī)”芯片IC1做為本電路的核心,C3和R3構(gòu)成了簡易的上電自動復(fù)位電路。JT、C1、C2與IC1的相關(guān)引腳構(gòu)成了“單片機(jī)”的時鐘電路。IC1的 15個I/0口中僅使用了13個,其中,P1.1一P1.6作為控制面板各指示燈的輸出控制口,分別通過一只限流電阻,接至一只LED發(fā)光二極管的負(fù)極上,低電平有效,直接驅(qū)動LED顯示。P1.7為負(fù)載(電熱管)控制口,通過一只限流電阻接至光電耦合器GO1的2腳,其1腳接至+5V,當(dāng)P1.7為高電位時,GO1和三相固態(tài)繼電器均截止,各電熱管不加電工作。當(dāng)P1.7為低電位時,GO1和三相固態(tài)繼電器導(dǎo)通,各電熱管均加電工作。P1.0為報(bào)警信號控制輸出口,接至IC2的15腳。IC2的10-14腳與外圈元件接成了一個可控式音頻振蕩器,其15腳為控制端(高電平有效1,9腳為輸出端,輸出信號經(jīng)IC3組成的音頻小功率放大器放大后驅(qū)動揚(yáng)聲器發(fā)音。平時單片機(jī)的P1,0在軟件控制下輸出為低電平,則可控式音頻振蕩器處于停振狀態(tài),故揚(yáng)聲器中無聲。當(dāng)電路需要發(fā)出音頻報(bào)警信號時,通過軟件控制,使單片機(jī)的P1.0斷續(xù)輸出高電平信號,則可控式音頻振蕩器就會斷續(xù)工作,使揚(yáng)聲器發(fā)出嘀、嘀、喃的報(bào)警聲響。IC2的1-7腳組成了電熱管工作狀態(tài)監(jiān)控信號電平轉(zhuǎn)換電路。電熱管工作狀態(tài)傳感器采用TAl420型,這是一種立式、穿芯、并可在印刷線路板上直接焊接安裝的小型精密交流電流互感器(HGQ1~HGQ3),具有全封閉,機(jī)械和耐環(huán)境性能好,電壓隔離能力強(qiáng),外形美觀,精度高,采樣范圍寬,應(yīng)用靈活等特點(diǎn)。
電路中所需元件的規(guī)格參數(shù)均如下圖中所標(biāo)注。
在使用時,要將各組電熱管中的一根電源引線從該組對應(yīng)的電流互感器的穿芯孔中穿過,這樣,當(dāng)各電熱管工作正常時,穿過各電流互感器的電熱管電源連線中就會有交流電流通過,由于互感作用,在各電流互感器的線圈端就會產(chǎn)生出互感的交流信號,該信號分別經(jīng)Q1- Q3三組整流橋變換為高電平的直流信號電壓,分別接至IC2的2、4、6(7)腳,經(jīng)IC2將高電平變換為低電平后分別從1、3、5腳輸出,接至單片機(jī)的 P3.4、P3.5、P3.70顯然,如果某組電熱管不工作,其對應(yīng)的電流互感器就不會有感 應(yīng)信號輸出,而IC2與其對應(yīng)的輸出端也不會有低電平信號輸出,這樣,通過與軟件配合,即可對各電熱管的工作狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確識別并通過各對應(yīng)的發(fā)光二極管給出相應(yīng)的指示。DWI~DW3穩(wěn)壓二極管主要起保護(hù)作用,用于防止電流互感器的輸出信號超過IC2的VCC工作電壓(+5V)而使IC2相關(guān)輸入端損壞。水位信號傳感器采用一只常通(水位正常時接通)型浮子式液位開關(guān),由其串接在GO2的輸入控制回路中,GO2的輸出端接成“反相器”電路,從5腳輸出并被接至單片機(jī)的P3,3,通過與軟件配合,即可對水位狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確識別并通過對應(yīng)的LED給出“缺水”報(bào)警的發(fā)光信號。
如前所述,缺水報(bào)警的聲音信號是由軟件控制P1.0輸出間斷的高電平信號,控制音頻振蕩器斷續(xù)工作,使揚(yáng)聲器發(fā)出嘀、喃、嘀的報(bào)警聲響。溫度信號傳感器采用一只溫度值為980C的常通{溫度未到時接通)型溫控開關(guān) WK,由其串接在GO3的輸入控制回路中,GO3的輸出端也接成了“反相器”電路,從5腳輸出并被接至單片機(jī)的P3.2,通過與軟件配合,即可對水溫狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確識別并通過輸出控制端控制對電熱管加電與否,同時通過相應(yīng)的LED給出“加熱”或“保溫”的狀態(tài)指示。電源變壓器T1、橋式整流器QZ、7805 三端穩(wěn)壓器WY及C1、C2組成了電源電路,可為整個電路提供穩(wěn)定的+5V直流工作電源。
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