大学生实践创新训练计划项目申请表

1金陵科技学院大学生创新立项申请表项目名称智能节能热水器项目类型（）个人项目（√）团队项目项目实施时间起始时间：2010年6月完成时间：2011年6月申请人或申请团队姓名年级学校所在院系/专业联系电话E-mail主持人朱剑零八金陵科技学院机电工程15195843390吴映阳零八金陵科技学院机电工程[e-mail]成员金陵科技学院金陵科技学院金陵科技学院导师姓名年龄单位行政职务/专业技术职务2一、申请理由（包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的实践创新成果等智能节能热水器能解决家用或者集体宿舍热水器使用中热能浪费问题从而实现电能节约，为使用者节约开支，为国家节约能源做贡献。本方案设计简单，操作方便，安全实用。很好的将所学知识应用于创新设计。朱剑机电工程学院学院08电气工程及其自动化知识条件：电子电路的设计，电路板的制作，能够用AutoCAD制作图像，利用大学物理的知识进行热能分析。特长：电子电路设计兴趣：平时关注生活将所学知识应用于生活。吴映阳机电工程学院08电气工程及其自动化知识条件：电子电路的设计，电路板的制作，能够用AutoCAD制作图像，利用大学物理的知识进行热能分析，单片机，多种电子元件传感器的应用。特长：电子电路设计兴趣：将所学的电学知识用于生活，自己搞小发明已有成果：西瓜采摘传送装配系统，高枝剪，游中国机器人3二、项目方案（包括项目的训练目标、前期准备、组织实施、过程管理、实践环节、教师指导、项目结题等）本方案通过应用时序电路，逻辑电路，锁存器，触发器，计时器存储器单片机的使用从而实现以下功能：1使用高清晰度数码管实时显示水温，范围0～1O2℃；(2)可用键盘方便地设定水温，并显示设定的温度；(3)按设定温度加热t!I~1应水温，并具有保温功能。系统利用集成温度传感器AD590完成温度测量并转换成模拟电压信号，经由A／D转换器ADC0804转换成数字信号送到AT89C51单片机中，单片机将采集到的温度值与通过键盘设定的温度值进行比较，根据比较结果，控制加热器的开断，同时将温度值实时显示在LED显示器上。控制器电路设计本系统选择AT89C51作为主控制器，P0口作为ADC0804转换数据的输入端，P1．4接ADC0804的INTR端检测数据转换是否结束，P1．0～P13的输出信号接到译码器7447上作为数码管的显示数据，P1．5～P1．7则作为4个数码管的位选信号控制。P2口用来连接矩阵键盘，实现电热水器加热水温的动态设定。P3．1用于控制加热器电路的通断，P32连接加热状态指示灯，P33连接电源状态指示灯，P3．6用于控制ADC转换器的启动，P3．7用于控制读取ADC的转换结果。键盘／显示接口电路设计系统中键盘的功能主要用于用户输入和修改设定的温度。键盘设计12个按键．其中0～9数字键用于温度的输入和修改。功能键一个(号键)，具有双重功能，第一次按为“设定”温度，用于进入设定温度模式，第二次按为“确认”设定温度，用于设定温度输入结束后的确认。#号键未定义，可用于其它扩展。键盘采用行列式设计，12个按键排成3X4矩阵。设计中用单片机P2口的P2．0～P2．3接键盘的4根行线，P25～P27接3根列线AD590测温电路设计AD590测温范围为一55℃～+150℃。满足人们日常生产和生活中的温度范围；电源电压可在4V～6V范围变化，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏；AD590产生的电流与绝对温度成正比，具有非常好的线性输出性能，温度每增加1℃，其电流增加1A。ADC模数转换电路设计AD590测温电路输出的电压信号为模拟信号，要进行数码显示和温度控制，还需将此信号转换成数字信号。为此我们通过ADC0804将输入的模拟值转换成数字值，然后再经AT89C51单片机处理。加热器控制电路设计该部分采用了单片集成可控硅驱动器件MOC3041，作为对加热器的驱动和控制。MOC3041芯片是一种集成的带有光耦合的双向可控硅驱动电路，它由输入和输出两部分组成，其内部集成了发光二极管、双向可控硅和过零触发电路等器件。其工作过程是：当单片机的P31口输出低电平时，MOC3041输入部分的发光二极管导通，发出足够强度的红外光去触发输出部分，即控制可控硅的导通，从而打开加热器；同理，当P3．11：3输出为高电平时，MOC3041输入部分的发光二极管截止，可控硅断开，关闭加热器。44程序设计系统主程序在主程序中，系统上电自动复位以后首先进行初始化，清除温度缓存区中的数据，然后启动ADC0804转换温度传感器输入的电信号，同时检测是否有键按下设定温度，有则键盘扫描处理子程序，没有则待ADC数据转换结束读入累加器A，然后进行十进制数据转换调整，输出给温度显示电路。键盘扫描处理子程序当主程序检测到有键按下时，就转到键盘扫描子程序扫描按键值，取得按键值之后，判断是否按下※号键(温度设定／完成键)，不是则回到主程序，是则进入温度设定模式，LED显示设定的温度值。进入温度设定模式后。再进行键盘扫描，判断按下的键值，如果是※号键，则说明设定完毕，不是则更新设定温度显示缓冲区的数据。定时器中断子程序定时器T0每50ms中断一次，比较采集的电热水器温度和设定的温度，低于设定温度时，使P3．1输出低电平，电热器加热，高于设定温度时，使P3．1输出高电平，电热器停止加热。2、各按钮作用开/关：用于热水器的开关。洗澡：需要洗澡的人按一次，在计数器上会计数一次。开始洗澡：用于节能器清除上一个人洗澡计数，下一个人开始洗澡，若不按此按钮则喷头不出水。第一个洗澡的人按下按钮无记录清除，最后一个人按下按钮后热水器停止加热。清除：此按钮用于按下按钮但突然又不想洗澡的人，按下此按钮后可消除一次记录。温水：此按钮用于出温水，以解决在洗澡时又有人想用温水的问题。若有人按下按钮没洗澡，则电路会通过设定时间如2小时之后自动关闭热水温水ON/OFF清除洗澡时间53．内外胆设计在原有的电热水器的水桶中，新加一个小型水桶，容量约为外桶水量的60%，加热时对小桶加热,使得小桶水温达到80℃，外胆水不加热，这样使得温差产生的热交换发生在热水器内部。大桶中的水温从中心到边缘梯度递减，使得大桶边缘与外界的温度差较低，从而降低与外界的热交换，减少能源的浪费由图可知，当温度接近室温时释放的能量是非常少的，而且时间更长，所以将有利于能源的节约和充分利用！所以内胆与外界之间多了一个外胆，这样的话内胆与外胆之间的温度差比起内胆之接与外界接触小了许多，这样的话对于温度的散失起到减弱的作用由于时间限制还有很多细节工作没有完善，我们会继续努力进行研究，希望能得到学校支持。外胆内胆6主程序流程图7键盘扫描处理子程序流程图定时器中断子程序流程图8三、预期成果实现热水器的智能化控制，节约能源。四、经费预算电子器件300，电线及工具300，二手热水器400，交通费用100总计1000五、导师推荐意见签名：2009年5月8日9六、院系推荐意见院系负责人签名：学院盖章：年月日七、学校推荐意见：学校负责人签名：学校公章年月日注：表格栏高不够可增加。