【特纳斯电子】基于单片机的智能热水器系统-实物设计

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编号：

T2992203M-SW

设计简介：

本设计是基于单片机的智能热水器系统，主要实现以下功能：

1、温度传感器检测温度，自动加热
2、检测水位，自动加水
3、按键设置阈值，蜂鸣器用作按键提示音
4、可以实现定时几点至几点加热
5、通过WiFi连接腾讯云，可以实现远程监测，并且手动控制加水和加热

标签：STM32、超声波、DS18b20温度传感器、WiFi模块、OLED显示屏

系统框图：

本设计以STM32F103单片机为核心控制器，加上其他的模块一起组成基于单片机的智能热水器的整个系统，其中包含中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了STM32F103单片机，其主要作用是获取输入部分数据，经过内部处理，控制输出部分。输入由四部分组成，第一部分是DS18B20温度采集模块，用于检测水温度；第二部分是HC-SR04超声波测距模块，用于检测水位；第三部分是独立按键，用于配网、切换界面和模式、手动加热和上水、设置温度、水位阈值、设置时间等；第四部分是供电电路，给整个系统供电。输出由五部分组成，第一部分是OLED显示屏，用于显示时间、模式、水位、温度及阈值等；第二、三部分是两个继电器，分别用于加热和上水；第四部分是蜂鸣器，用于按键提示音。最后一部分是WIFI模块，上传数据同时可以设置阈值和定时时间、控制切换模式和继电器开关。

图文演示：

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

首先在AD中根据各个模块画出原理图，然后导出PCB进行连线，最后通过嘉立创进行打板。板子到手之后就是焊接过程，第一部分是电源模块，将电源接口、电源开关、1k电阻、两个电容进行滤波和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入Type-C电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排母焊接好后，将OLED显示屏插入排母。第三部分是单片机最小系统板，因为最小系统板已经引出了程序烧录接口和自带复位电路，所以只要焊接两个排母将单片机最小系统板插入排母。第四部分是温度传感器，用的是防水的DS18B20测得温度。第五部分是六个独立按键模块。第六部分为蜂鸣器。第七部分是超声波测距模块，先焊接4Pin的排母，然后将传感器插入排母。第八部分是WiFi模块，先焊接一个6Pin的排母，将WiFi模块先焊接在转接板上，在将转接板插入排母中。第九部分是两个继电器，分别代表加热和上水，直接焊接在电路板上。下图5-1为焊接完的整体实物图：

图5-1电路焊接总图

5.2 WiFi模块配网

如图5-2所示，按下按键3后，屏幕会显示一个配网二维码，手机扫描二维码后（如果手机扫不出来可在微信公众号里点击腾讯连连或资料里找到二维码），根据手机上的指示进行配网。

图5-2配网图

配网成功后可在手机上查看水温、水位、水温阈值、水位阈值、定时时间和模式，也可以设置水温阈值、水位阈值、定时时间和模式。

图5-3 手机显示图

5.3 温度检测实物测试

如图5-4所示，在自动模式时，当水温小于水温最小值时，加热继电器自动打开，进行加热；水温大于水温最大值时，停止加热；水温在最大值和最小值之间时可通过第二个按键和手机控制是否进行加热。水温的最大值和最小值可以通过按键和手机设置。

图5-4自动加热实物图

5.4 水位检测实物测试

如图5-5所示，在自动模式时，当水位小于水位最小值时，加水继电器自动打开，进行加水；水位大于水位最大值时，停止加水；水位在最大值和最小值之间时可通过第三个按键和手机控制是否进行加水。水位的最大值和最小值可以通过按键和手机设置。

图5-5自动加水实物图

5.5 定时实物测试

如图5-6所示，在定时模式时，如果当前时间在设置的时间之内，则加热继电器打开，进行加热。否则停止加热。当前时间是在WiFi模块配网成功后按下按键S5获取的，定时的开始和结束时间则可以通过按键和手机设置。

图5-6加热实物图