一種水族箱恒溫控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種水族箱恒溫控制裝置。本實(shí)用新型包括控制模塊、溫度傳感器、加熱管、水泵、加熱水箱、銅管和水箱；控制模塊、四個(gè)溫度傳感器、一個(gè)水泵和銅管設(shè)置在水箱內(nèi)；四個(gè)溫度傳感器對(duì)稱設(shè)置在水箱底部上表面，且均通過(guò)導(dǎo)線與控制模塊相連接；銅管設(shè)置在水箱底部上表面，且通過(guò)導(dǎo)線與控制模塊相連接；加熱水箱內(nèi)設(shè)置有一個(gè)溫度傳感器、加熱管和一個(gè)水泵，且溫度傳感器、加熱管和一個(gè)水泵均與控制模塊相連接；控制模塊和加熱水箱均設(shè)置在水箱外側(cè)壁。本實(shí)用新型產(chǎn)品靈活性高，可智能加熱，運(yùn)行成本低，溫控控制精度高，安全系數(shù)高，溫差系數(shù)小；通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流進(jìn)行水循環(huán)加熱，極大加快水的流動(dòng)速度，縮短了水族箱整體溫度上升時(shí)間。
【專利說(shuō)明】一種水族箱恒溫控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電加熱【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種水族箱恒溫控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著水族箱的普及，水族箱的恒溫控制顯得至關(guān)重要，現(xiàn)今市面上的利用加熱棒 加熱成為主要的加熱方法，根據(jù)工作原理分為雙金屬片控溫式和熱敏電阻探測(cè)溫度式：
[0003] 雙金屬片控溫式加熱棒，S卩加熱棒內(nèi)置一雙金屬片，雙金屬片的兩面使用不同材 料，熱膨脹系數(shù)不同。利用該原理，在達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，自動(dòng)斷開(kāi)。優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格低 廉，可靠性較高。缺點(diǎn)是使用中雙金屬片，不斷老化，需1~2年更換一次。熱敏電阻探測(cè)溫 度式，加熱較快，控溫較精準(zhǔn)，但缺點(diǎn)是當(dāng)熱敏電阻離開(kāi)水面，加熱棒便不會(huì)停止工作。以上 可以看出，兩種加熱棒均會(huì)造成魚缸局部溫度過(guò)熱，加熱區(qū)域不均勻等嚴(yán)重的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種水族箱恒溫控制裝置。利用水 泵循環(huán)兩個(gè)水箱中的水，并通過(guò)水箱底部的U形銅管進(jìn)行散熱來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱的恒溫控制。
[0005] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 本實(shí)用新型包括控制模塊、溫度傳感器、加熱管、水泵、加熱水箱、銅管和水箱；控 制模塊、四個(gè)溫度傳感器、一個(gè)水泵和銅管設(shè)置在水箱內(nèi)；四個(gè)溫度傳感器對(duì)稱設(shè)置在水箱 底部上表面，且均通過(guò)導(dǎo)線與控制模塊相連接；銅管設(shè)置在水箱底部上表面，且通過(guò)導(dǎo)線與 控制模塊相連接；加熱水箱內(nèi)設(shè)置有一個(gè)溫度傳感器、加熱管和一個(gè)水泵，且溫度傳感器、 加熱管和一個(gè)水泵均與控制模塊相連接；控制模塊和加熱水箱均設(shè)置在水箱外側(cè)壁。
[0007] 控制模塊包括單片機(jī)U1、排阻RP、第一排針接口 JP1、第二排針接口 JP2、第三排針 接口 JP3、第四排針接口 JP4、第五排針接口 JP5、顯示屏接口、第一電阻R1、第二電阻R2、第 三電阻R3、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第一晶振Y1、第二按鍵S2、第三按鍵S3、 第四按鍵S4、第一繼電器Q1、第二繼電器Q2和第三繼電器Q3 ;
[0008] 單片機(jī)U1的VCC端口與5V電源相連；單片機(jī)U1的GND端口接地。第二按鍵S2 一端與第一電容C1 一端、5V電源相連，第二按鍵S2的另一端與第一電容C1的另一端、第 三電阻R3的一端、單片機(jī)U1的REST端相連，第三電阻R3的另一端接地；第一晶振Y1的1 號(hào)端口與單片機(jī)U1的XTAL1的端口、第二電容C2的一端相接，第一晶振Y1的2號(hào)端口與 單片機(jī)U1的XTAL2的端口、第三電容C3的一端相接，第二電容C2另一端與第三電容C2的 另一端相連接，且均接地；排阻RP的首端與5V電源相接，其余八個(gè)端口分別與單片機(jī)U1的 POO、P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07 端口相接，起上拉作用。
[0009] 第一電阻R1的一端、第二電阻R2的一端分別與單片機(jī)U1的P34端口和單片機(jī)U1 的P35端口相接，同時(shí)與5V電源相接；第一電阻R1另一端與第三按鍵S3的一端相接；第二 電阻R2另一端與第四按鍵S4的一端相接；第三按鍵S3的另一端和第四按鍵S4的另一端接 地；第一排針接口 JP1的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P12端口相連，第一排針接口 JP1的2號(hào) 端口與5V電源相連，第一排針接口 JP1的3號(hào)端口與地相連；第二排針接口 JP2的1號(hào)端 口與單片機(jī)U1的P13端口相連，第二排針接口 JP2的2號(hào)端口與5V電源相連，第二排針接 口 JP2的3號(hào)端口與地相連；第三排針接口 JP3的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P14端口相連， 第三排針接口 JP3的2號(hào)端口與5V電源相連，第三排針接口 JP3的3號(hào)端口與地相連；第 四排針接口 JP4的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P15端口相連，第四排針接口 JP4的2號(hào)端口與 5V電源相連，第四排針接口 JP4的3號(hào)端口與地相連；第五排針接口 JP5的1號(hào)端口與單 片機(jī)U1的P16端口相連，第五排針接口 JP5的2號(hào)端口與5V電源相連，第五排針接口 JP5 的3號(hào)端口與地相連；第一繼電器Q1的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P01端口相連，第一繼電器 Q1的2號(hào)端口與220V交流相連，第一繼電器Q1的3號(hào)端口與加熱管相連；第二繼電器Q2 的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P05端口相連，第二繼電器Q2的2號(hào)端口與220V交流相連，第 二繼電器Q2的3號(hào)端口與水泵相連；第三繼電器Q3的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P07端口相 連，第三繼電器Q3的2號(hào)端口與220V交流相連，第三繼電器Q3的3號(hào)端口與另一個(gè)水泵 相連；顯示屏接口的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P20 口相連，2號(hào)端口與單片機(jī)U1的P21 口相 連，3號(hào)端口與單片機(jī)U1的P22 口相連，4號(hào)端口與單片機(jī)U1的P23 口相連，5號(hào)端口與單 片機(jī)U1的P24 口相連，6號(hào)端口與5V電源相連，7號(hào)端口與單片機(jī)U1的P25 口相連，8號(hào)端 口接地。
[0010] 所述的單片機(jī)U1型號(hào)為STC12C5A64S2 ;顯示屏型號(hào)為N0KIA5110 ;
[0011] 本實(shí)用新型有有益效果如下：
[0012] 1.產(chǎn)品靈活性高，用戶可根據(jù)需要來(lái)調(diào)節(jié)溫度，操作簡(jiǎn)單。
[0013] 2.可智能加熱，與傳統(tǒng)水族箱加熱棒相比，產(chǎn)品采用繼電器來(lái)控制加熱管與水泵， 當(dāng)溫度達(dá)到需求，單片機(jī)控制繼電器斷開(kāi)加熱管，又經(jīng)過(guò)一定時(shí)間以后充分利用加熱管的 余溫，再斷開(kāi)水泵。而且在測(cè)得當(dāng)前水溫與設(shè)定水溫后，通過(guò)我們實(shí)驗(yàn)所得算法，可以調(diào)控 加熱時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，從而大大減少維護(hù)的工作量，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期無(wú)人的魚缸恒 溫控制。
[0014] 3.運(yùn)行成本低，本恒溫控制系統(tǒng)以51單片機(jī)為核心控制器。51單片機(jī)便宜、實(shí)用、 簡(jiǎn)單。與傳統(tǒng)水族箱加熱棒相比，由于加熱時(shí)間的縮短和水溫的充分交換，使得產(chǎn)品整體耗 能較低。
[0015] 4.溫控控制精度高，恒溫后溫度波動(dòng)范圍相比傳統(tǒng)產(chǎn)品更小。
[0016] 5.安全系數(shù)高，我們實(shí)現(xiàn)箱外加熱，隔離了恒溫水箱與加熱水箱，利用水泵進(jìn)行箱 間溫度交換，有效地避免了溫度過(guò)熱和不均勻現(xiàn)象。
[0017] 6.溫差系數(shù)小，我們使用銅排管放于箱底，抽取上層溫度較高水流，有效的控制了 溫度均勻上升，加快的不同水層的對(duì)流，避免局部溫度過(guò)高或過(guò)低的問(wèn)題，并且價(jià)格低廉。
[0018] 7.本實(shí)用新型通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流進(jìn)行水循環(huán)加熱，極大加快水的流動(dòng)速度，縮短了水 族箱整體溫度上升時(shí)間。
[0019] 8.底部的冷凝排管在實(shí)現(xiàn)平滑熱交換的同時(shí)，也輸入一定量的空氣，增加水中溶 氧量。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本實(shí)用新型側(cè)視圖；
[0021] 圖2為本實(shí)用新型俯視圖；
[0022] 圖3為本實(shí)用新型控制模塊局部圖；
[0023] 圖4為本實(shí)用新型控制模塊局部圖；
[0024] 圖5為本實(shí)用新型控制模塊局部圖；
[0025] 圖6為本實(shí)用新型控制模塊局部圖；
[0026] 圖7為本實(shí)用新型控制模塊局部圖。
[0027] 圖中，控制模塊1、溫度傳感器2、加熱管3、水泵4、加熱水箱5、銅管6和水箱7。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明進(jìn)一步分析。
[0029] 如圖1和圖2所示，一種水族箱恒溫控制裝置，包括控制模塊1、溫度傳感器2、加 熱管3、水泵4、加熱水箱5、銅管6和水箱7 ;控制模塊1、四個(gè)溫度傳感器2、一個(gè)水泵4和 銅管6設(shè)置在水箱7內(nèi)；四個(gè)溫度傳感器2對(duì)稱設(shè)置在水箱7底部上表面，且均通過(guò)導(dǎo)線與 控制模塊1相連接；銅管6設(shè)置在水箱7底部上表面，且通過(guò)導(dǎo)線與控制模塊1相連接；力口 熱水箱5內(nèi)設(shè)置有一個(gè)溫度傳感器2、加熱管3和一個(gè)水泵4,且溫度傳感器2、加熱管3和 一個(gè)水泵4均與控制模塊1相連接；控制模塊1和加熱水箱5均設(shè)置在水箱7外側(cè)壁。
[0030] 如圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，控制模塊1包括單片機(jī)U1、排阻RP、第一排針 接口 JP1、第二排針接口 JP2、第三排針接口 JP3、第四排針接口 JP4、第五排針接口 JP5、顯示 屏接口、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第 一晶振Y1、第二按鍵S2、第三按鍵S3、第四按鍵S4、第一繼電器Q1、第二繼電器Q2和第三繼 電器Q3 ;
[0031] 所述的單片機(jī)U1型號(hào)為STC12C5A64S2 ;顯示屏型號(hào)為N0KIA5110 ;
[0032] 如圖3所示，單片機(jī)U1的VCC端口與5V電源相連；單片機(jī)U1的GND端口接地。 第二按鍵S2 -端與第一電容C1 一端、5V電源相連，第二按鍵S2的另一端與第一電容C1的 另一端、第三電阻R3的一端、單片機(jī)U1的REST端相連，第三電阻R3的另一端接地；第一晶 振Y1的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的XTAL1的端口、第二電容C2的一端相接，第一晶振Y1的2 號(hào)端口與單片機(jī)U1的XTAL2的端口、第三電容C3的一端相接，第二電容C2另一端與第三 電容C2的另一端相連接，且均接地；排阻RP的首端與5V電源相接，其余八個(gè)端口分別與單 片機(jī) U1 的 POO、P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07 端口相接，起上拉作用。
[0033] 如圖7所示，第一電阻R1的一端、第二電阻R2的一端分別與單片機(jī)U1的P34端 口和單片機(jī)U1的P35端口相接，同時(shí)與5V電源相接；第一電阻R1另一端與第三按鍵S3的 一端相接；第二電阻R2另一端與第四按鍵S4的一端相接；第三按鍵S3的另一端和第四按 鍵S4的另一端接地。
[0034] 如圖6所示，第一排針接口 JP1的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P12端口相連，第一排 針接口 JP1的2號(hào)端口與5V電源相連，第一排針接口 JP1的3號(hào)端口與地相連；第二排針 接口 JP2的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P13端口相連，第二排針接口 JP2的2號(hào)端口與5V電 源相連，第二排針接口 JP2的3號(hào)端口與地相連；第三排針接口 JP3的1號(hào)端口與單片機(jī)U1 的P14端口相連，第三排針接口 JP3的2號(hào)端口與5V電源相連，第三排針接口 JP3的3號(hào) 端口與地相連；第四排針接口 JP4的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P15端口相連，第四排針接口 JP4的2號(hào)端口與5V電源相連，第四排針接口 JP4的3號(hào)端口與地相連；第五排針接口 JP5 的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P16端口相連，第五排針接口 JP5的2號(hào)端口與5V電源相連，第 五排針接口 JP5的3號(hào)端口與地相連。
[0035] 如圖5所示，第一繼電器Q1的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P01端口相連，第一繼電器 Q1的2號(hào)端口與220V交流相連，第一繼電器Q1的3號(hào)端口與加熱管3相連；第二繼電器 Q2的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P05端口相連，第二繼電器Q2的2號(hào)端口與220V交流相連， 第二繼電器Q2的3號(hào)端口與水泵4相連；第三繼電器Q3的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P07端 口相連，第三繼電器Q3的2號(hào)端口與220V交流相連，第三繼電器Q3的3號(hào)端口與另一個(gè) 水泵4相連；
[0036] 如圖4所示，顯示屏接口的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P20 口相連，2號(hào)端口與單片機(jī) U1的P21 口相連，3號(hào)端口與單片機(jī)U1的P22 口相連，4號(hào)端口與單片機(jī)U1的P23 口相連， 5號(hào)端口與單片機(jī)U1的P24 口相連，6號(hào)端口與5V電源相連，7號(hào)端口與單片機(jī)U1的P25 口相連，8號(hào)端口接地。
[0037] 本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下：
[0038] 首先，水族箱恒溫控制裝置通電，單片機(jī)U1通過(guò)10端口發(fā)出溫度檢測(cè)信號(hào)，溫度 傳感器計(jì)算式為：
[0039] T emp erature = (T emp 14 T emp2 ) *0.0625
[0040] Temperature為溫度傳感器2所測(cè)得溫度，Tempi為溫度傳感器2寄存器中前八位 數(shù)據(jù)，Temp2為溫度傳感器2寄存器中后八位數(shù)據(jù)。測(cè)得數(shù)據(jù)后返回單片機(jī)U1進(jìn)行處理。
[0041] 然后單片機(jī)U1比較判斷加熱水箱5和水箱7之間的溫度差：
[0042] (1)如果用戶設(shè)定的溫度與水箱7實(shí)際溫度高0. 5攝氏度相差0. 5度以內(nèi)，則單片 機(jī)U1通過(guò)10端口 P01、P05、P07分別給第一、第二、第三繼電器發(fā)送信號(hào)，打開(kāi)加熱管3和 兩個(gè)水泵4,通過(guò)水泵4把加熱水箱5里的水運(yùn)送到水箱7底部的銅管6 ;同時(shí)水箱中的水 泵4把水箱7中的水運(yùn)送到加熱水箱5中，通過(guò)水泵4搬運(yùn)水實(shí)現(xiàn)水循環(huán)；
[0043] (2)加熱一段時(shí)間以后，如果用戶設(shè)定的溫度比水箱7中的溫度高0.5攝氏度以 內(nèi)，則單片機(jī)U1通過(guò)10端口的P01、P05、P07分別給第一繼電器Q1發(fā)送信號(hào)，關(guān)閉加熱管 3,利用加熱水箱5中水的余熱給水箱7加熱；
[0044] (3) -段時(shí)間后，如果用戶設(shè)定的溫度小于等于水箱7中的溫度，
[0045] 則單片機(jī)U1通過(guò)10端口的P01、P05、P07分別給第一、第二、第三繼電器Ql、Q2、 Q3發(fā)送信號(hào)，關(guān)閉加熱管3、水泵4,進(jìn)入低功耗模式。
[0046] 此后，一直循環(huán)步驟（1)?（3 )過(guò)程。
【權(quán)利要求】
1. 一種水族箱恒溫控制裝置，其特征在于包括控制模塊、溫度傳感器、加熱管、水泵、 加熱水箱、銅管和水箱；控制模塊、四個(gè)溫度傳感器、一個(gè)水泵和銅管設(shè)置在水箱內(nèi)；四個(gè) 溫度傳感器對(duì)稱設(shè)置在水箱底部上表面，且均通過(guò)導(dǎo)線與控制模塊相連接；銅管設(shè)置在水 箱底部上表面，且通過(guò)導(dǎo)線與控制模塊相連接；加熱水箱內(nèi)設(shè)置有一個(gè)溫度傳感器、加熱管 和一個(gè)水泵，且溫度傳感器、加熱管和一個(gè)水泵均與控制模塊相連接；控制模塊和加熱水箱 均設(shè)置在水箱外側(cè)壁。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種水族箱恒溫控制裝置，其特征在于控制模塊包括單片機(jī) U1、排阻RP、第一排針接口 JP1、第二排針接口 JP2、第三排針接口 JP3、第四排針接口 JP4、第 五排針接口 JP5、顯示屏接口、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容C1、第二電 容C2、第三電容C3、第一晶振Y1、第二按鍵S2、第三按鍵S3、第四按鍵S4、第一繼電器Q1、第 二繼電器Q2和第三繼電器Q3 ; 單片機(jī)U1的VCC端口與5V電源相連；單片機(jī)U1的GND端口接地；第二按鍵S2 -端 與第一電容C1 一端、5V電源相連，第二按鍵S2的另一端與第一電容C1的另一端、第三電阻 R3的一端、單片機(jī)U1的REST端相連，第三電阻R3的另一端接地；第一晶振Y1的1號(hào)端口 與單片機(jī)U1的XTAL1的端口、第二電容C2的一端相接，第一晶振Y1的2號(hào)端口與單片機(jī) U1的XTAL2的端口、第三電容C3的一端相接，第二電容C2另一端與第三電容C2的另一端 相連接，且均接地；排阻RP的首端與5V電源相接，其余八個(gè)端口分別與單片機(jī)U1的P00、 P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07 端口 相接，起上拉作用； 第一電阻R1的一端、第二電阻R2的一端分別與單片機(jī)U1的P34端口和單片機(jī)U1的 P35端口相接，同時(shí)與5V電源相接；第一電阻R1另一端與第三按鍵S3的一端相接；第二電 阻R2另一端與第四按鍵S4的一端相接；第三按鍵S3的另一端和第四按鍵S4的另一端接 地；第一排針接口 JP1的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P12端口相連，第一排針接口 JP1的2號(hào) 端口與5V電源相連，第一排針接口 JP1的3號(hào)端口與地相連；第二排針接口 JP2的1號(hào)端 口與單片機(jī)U1的P13端口相連，第二排針接口 JP2的2號(hào)端口與5V電源相連，第二排針接 口 JP2的3號(hào)端口與地相連；第三排針接口 JP3的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P14端口相連， 第三排針接口 JP3的2號(hào)端口與5V電源相連，第三排針接口 JP3的3號(hào)端口與地相連；第 四排針接口 JP4的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P15端口相連，第四排針接口 JP4的2號(hào)端口與 5V電源相連，第四排針接口 JP4的3號(hào)端口與地相連；第五排針接口 JP5的1號(hào)端口與單 片機(jī)U1的P16端口相連，第五排針接口 JP5的2號(hào)端口與5V電源相連，第五排針接口 JP5 的3號(hào)端口與地相連；第一繼電器Q1的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P01端口相連，第一繼電器 Q1的2號(hào)端口與220V交流相連，第一繼電器Q1的3號(hào)端口與加熱管相連；第二繼電器Q2 的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P05端口相連，第二繼電器Q2的2號(hào)端口與220V交流相連，第 二繼電器Q2的3號(hào)端口與水泵相連；第三繼電器Q3的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P07端口相 連，第三繼電器Q3的2號(hào)端口與220V交流相連，第三繼電器Q3的3號(hào)端口與另一個(gè)水泵 相連；顯示屏接口的1號(hào)端口與單片機(jī)U1的P20 口相連，2號(hào)端口與單片機(jī)U1的P21 口相 連，3號(hào)端口與單片機(jī)U1的P22 口相連，4號(hào)端口與單片機(jī)U1的P23 口相連，5號(hào)端口與單 片機(jī)U1的P24 口相連，6號(hào)端口與5V電源相連，7號(hào)端口與單片機(jī)U1的P25 口相連，8號(hào)端 口接地。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種水族箱恒溫控制裝置，其特征在于述的單片機(jī)U1型號(hào)為
【文檔編號(hào)】G05D23/30GK203838578SQ201420180686
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】余善恩, 熊偉鵬, 王天興, 陸建鋒 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)