吳偉瓊

摘要：本文設計了一套抽水機的智能控制電路，該電路由供電電路及其檢測電路、單片機控制電路等組成。所設計的電路在電源正常的情況下，抽水機能實現(xiàn)自動進行檢測水位、抽水、保護等功能。

[關(guān)鍵詞]節(jié)能智能抽水機控制電路設計與實現(xiàn)

抽水機在生產(chǎn)和生活中的廣泛應用，必定造成能量的大量消耗，而能量的消耗必定制約人類社會的發(fā)展和經(jīng)濟的繁榮，因此開發(fā)和利用新型能源可以大大地推進了社會的發(fā)展和經(jīng)濟的繁榮。當前，世界范圍內(nèi)，各國致力于風能、太陽、潮汐及地熱等可再生能源（也可稱之為綠色能源）的開發(fā)，在這其中，太陽能電綠色能源發(fā)展最為快速。在2009年3月26日，國家財政部、住房與城鄉(xiāng)建設等部門協(xié)作制定了《針對積極推進太陽能光電建筑應用意見》及《太陽能光電建設應用暫行補貼管理辦法》等條例，其明確規(guī)定了對于滿足條件的太陽能光電建筑示范使用項目將獲得20元/瓦的補貼，規(guī)定指出太陽能屋頂、綠色及智能建筑等計劃的實施，出于為了響應國家號召，為節(jié)能減排出一份力，上網(wǎng)查找了有關(guān)的資料和結(jié)合自己所學習的知識，設計一種太陽能和市電智能選擇供電方式的抽水機控制電路，解決原有的利用市電供電耗能和抽水機手動控制的問題，實現(xiàn)抽水機能自動控制，使用中起到節(jié)能、環(huán)保的效果！

1設計的抽水機控制電路的介紹

1.1電路工作原理

單片機控制自動檢測用戶水塔高低水位檢測開關(guān)的水位，相應控制抽水進行啟動抽水或停止抽水工作。

1.2電路控制功能

單片機控制，電源正常時，抽水機能進行自動檢測水位和抽水及實現(xiàn)自保護;同時裝置采用太陽能和市電智能選擇供電，保證在長期陰雨天氣時和晚上由市電供電，晴天時由太陽能供電，起到節(jié)能省電、智能控制的效果.1.3太陽能應用特點

（1）能源選擇：太陽能資源無處不在而且取不盡，用不竭。

（2）方便快捷：無需架設輸電線路即可就地發(fā)電供電。

（3）綠色節(jié)能：利用太陽能資源，真正的綠色節(jié)能。

（4）建造和拆卸特性：易于建造安裝、拆卸遷移。

（5）使用性能和壽命：性能穩(wěn)定、可靠，壽命長且安全，安裝簡易，無噪音。

（6）維護管理：太陽能發(fā)電部件不易損壞，管理方便。

2抽水機控制電路的設計

2.1抽水機控制電路結(jié)構(gòu)的設計

本設計的自動抽水機控制電路主要包含太陽能電池板供電、市電供電、水位檢測、單片機控制及其它外圍等電路構(gòu)成部分。通過電路板單片機檢測，太陽能電池電路有充足的陽光，電壓超過12V時，單片機控制將與太陽能電池板電源相連接，保證單片機的待機供電（為了節(jié)約成本和維修，沒有設計蓄電池儲能），當單片機檢測到太陽能電池板供電不足，即太陽光較弱（即陽光不足、下雨天和晚上），單片機控制自動接入電源為市電經(jīng)AC/DC變換后經(jīng)供電線路提供電源，以保證該電路能自動檢測水位位置。外圍電路包括：手動抽水按鍵電路、水位不足報警電路，報警用于系統(tǒng)工作異常報警。

2.2作品制作流程

（1）根據(jù)電路要實現(xiàn)的功能設計出電路圖，本電路的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：電路圖中由太陽能供電裝置，主電路板，水位檢測開關(guān)，變壓降壓電路等組成。

（2）根據(jù)設計出來的電路圖，自制一塊電路板

（3）連接電路板和太陽能電池板進行調(diào)試

2.3電路板的制作步驟

（1）在電腦上使用專業(yè)電子繪圖軟件畫出正確的電路原理圖，標注元件符號及參數(shù)，錄入元件的封裝;

（2）根據(jù)原理圖畫出印制電路板PCB的板樣圖;

（3）將已經(jīng)做好的樣板圖打印到熱轉(zhuǎn)印紙上，方便把PCB圖印刷到敷銅板;其實這個過程就是轉(zhuǎn)移印花工藝，通過熱轉(zhuǎn)印紙將染料轉(zhuǎn)移到織物上的過程就是轉(zhuǎn)移印花;

（4）將打印好的熱轉(zhuǎn)印紙覆蓋在覆銅板上，送入照片過塑機過塑;

（5）用稀鹽酸HCL腐蝕PCB板，除去板表面的碳粉;

（6）用鉆空機在PCB板上鉆元器件的管腳孔，并根據(jù)原理圖把元器件進行組裝焊接。

2.4電路軟件的設計

電路運行流程圖如圖2。

（1）上電初始化;

（2）太陽能電池電壓檢測：當太陽能電池電壓大于等于12V時（即陽光足夠強），電源指示燈亮，單片機控制電路向太陽能電池供電電路發(fā)出指令，電源供電由太陽能電池板提供，同時系統(tǒng)啟動水位檢測電路進行水位檢測，檢測水位是否達到最低水位，如果是yes，則重新檢測，如果是No，則系統(tǒng)啟動抽水機進行抽水，當啟動抽水三分鐘后再一次檢測水位是否達到最低水位，如果是No，則蜂鳴器報警，報警后抽水機停機進行保護;如果是yes，則檢測水位是否達到最高水位：如果是No，則重新檢測，如果是yes，則自動關(guān)機。

（3）假如，上一步對太陽能電池板供給的電壓檢測為：太陽能電池電壓小于12V時（即陽光不足、下雨天和晚上），單片機控制電路向市電供電電路發(fā)指令，電源供電由市電提供，同時系統(tǒng)啟動水位檢測電路進行水位檢測，檢測水位是否達到最低水位，如果是yes，則重新檢測，如果是No，則系統(tǒng)啟動抽水機進行抽水，當啟動抽水三分鐘后再一次檢測水位是否達到最低水位，如果是No，則蜂鳴器報警，報警后抽水機停機進行保護;如果是yes，則檢測水位是否達到最高水位：如果是No，則重新檢測，如果是yes，則自動關(guān)機。

3調(diào)試、討論和展望

3.1作品調(diào)試結(jié)果

上電后，太陽能電池的電壓經(jīng)檢測電路檢測大于12V時（即陽光足夠強），單片機控制接入電源為太陽能電池板供電的電源，當單片機檢測到陽光較弱時（即陽光不足、下雨天和晚上），單片機控制接入電源為市電經(jīng)AC/DC變換后經(jīng)供電線路提供電源，保證抽水機能按照設計的功能進行正常工作

3.2討論

（1）不可再生能源正在一天天減少，對環(huán)境造成的危害日益突出，所以一種新型的綠色能源的開發(fā)和應用尤其重要;

（2）當前國家大力提倡開發(fā)可再生能源，其中太陽能發(fā)電是發(fā)展最為迅速的一種綠色能源，太陽能作為清潔的可再生能源，越來越受到人們的重視，應用領域也越來越廣泛;

（3）設備智能控制是社會發(fā)展趨勢。

3.3展望：可改進的方面.

（1）增加蓄電池進行儲能，使用更方便;

（2）增加水塔的水位顯示功能，可以顯示水位高低;

（3）增加抽水機的過電流保護，保護抽水機壽命;

（4）增加逆反器，應用更廣泛。

4結(jié)語

本設計電路在實驗與調(diào)試基礎上，實現(xiàn)預期目標，科學而規(guī)范地完成了電路狀態(tài)管理與適時控制能量流的目標。本電路設備，充分借助單片機片內(nèi)資源，對整個過程進行數(shù)字化控制，盡可能對硬件線路進行了簡化，以此有效降低了電源硬件成本。該設計方法使得電路更加可靠，也可獲得精確的電壓檢測，實現(xiàn)快速、靈活的控制，本設計的電路制造成本低，同時所設計的電路的供電電路設計為具有廣闊節(jié)能前景的太陽能參與供電的電路，既能達到節(jié)能環(huán)保要求，且安裝簡單方便，相信經(jīng)過改善后可以用于太陽能熱水器的控制器供電、電動門控產(chǎn)品、戶外廣告牌等各種場所的供電是符合國家能源發(fā)展趨勢的，有一定的推廣價值。

參考文獻

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[2]黃茂三。一種太陽能與市電混合供電裝置設計與實現(xiàn)。漳州師范學院學報（自然科學版），2009（02）.