水，也无水满提醒装置，经常由于上水时间较长，遗忘关阀，浪费大量的水资源，急需要对该太阳能热水器进行改造。
2.实现原理
太阳能热水器由集热器、保温水箱、上水（放水）管、回水管等部分组成，如图1所示。
图1    太阳能热水器原理图
集热器是太阳能热水器的集热元件，由一大一小两支玻璃管套合而成，外层为透明，内层为涂有光谱选择性的吸收涂层，内外管之间抽成真空，用于最大限度地吸收太阳光辐射后的热能。保温水箱是储存热水的容器，与集热器联通，通过水循环原理，冷水下沉，热水上升，形成自然对流循环，使水箱中的水逐渐变热。上水（放水）管安装在保温水箱的底部，是将冷水从屋内自来水管道输送到水箱，放水使用时，也通过这个管道向屋内传输热水。回水管安装在保温水箱顶部，用于水满溢出时的回水通道。
在老式保温水箱上安装水满浮球阀，来实现水满控制需要太阳能保温水箱有定位沟槽，而且需要在楼顶进行安装操作，改动工作量大，成本高，普通居民不易实现。而当水满溢出时，回水管会有水流下，利用回水的流入可以有效作为水满的判断依据。门铃具有开关接通后触发播放声音的功能，利用水的导电性功能，可以实现回水触发门铃提示的作用。便解决水流传导触发以及成本的原因，这里选择最简单的有线门铃，分为主机和按钮端，通过双绞线连接，当按一下门铃按钮，触发芯片管脚，门铃奏响音乐，采用两节 5号电池供电。
■■3.2■设计短路传感器
传感器是门铃两线端在回水流下时可靠短接的装置，要求有回水流下时要可靠短接触发门铃，当停水后能及时断开，防止门铃一直响而产生声音困扰，选择材质应导电而且有防腐功能，重量轻，外形容
易裁剪折弯，便于安装。经过反复筛选，发现瓶装易拉罐罐顶的圆弧状薄片材质正好适合以上要求，有一定的强度，而又材质轻薄导电，可以用剪刀和尖嘴钳进行方便的裁剪折弯，具有耐腐蚀的特点，如图2所示。
图2    短路传感器材料
在圆盖上首先设计一个T型，尺寸如图所3示，按图用剪刀沿线剪下，宽边作为电极，8mm窄边用于卷曲固定于回水管，这样就完成了一个电极的制作，照此再制作一个作为另一个电极。
图3    传感器设计
76  |  电子制作    2017年12月
电子基础
■■3.3■设计端口保护
电极材质轻薄，而且不易在回水管上永久固定，因此为了保护电极，同时汇聚水流，实现门铃有效触发，需要设计一个装置，将电极保护起来。选择一个塑料瓶，瓶口口径与回水管外径略大，塑料瓶口可以恰好穿过回水管为最好，将瓶底切掉，塑料瓶就可以成为良好的电极保护装置，防止在洗浴过程不小心将电极碰坏。
■■3.4■防水处理
由于门铃安装在浴室，潮湿容易淋水区域，因此对门铃需要做适当的隔水防护，防止水直接喷溅到门铃上，因此用塑料薄膜对门铃进行包裹，将按钮连线留在外面，用塑料胶带对塑料薄膜进行封口，声音不受影响，而水不会直接进入到门铃内，起到防潮保护作用。
■■3.5■安装
首先拆掉门铃按钮；将门铃按钮端连线剥线30mm；准备好去掉底部的塑料瓶；将门铃引线从瓶口穿过塑料瓶，线从底部露出，将两线分别缠绕在各T型电极的根部；将宽边电极从回水管下方延伸到回水管尽头外，在回水管尽头5mm处弯曲窄边，将第一个电极环绕在回水管上，并用绝缘胶带固定；在距离第一个电极固定位置向上5mm，从回水管的上方延伸到回水管尽头外，用绝缘胶带固定；调节两平行电极间的距离，确保水流穿过两电极，而且较小水流时也能有效触发，而当没有水流时，在两电极间不存水。两电极的安装和调试如图4所示。
图4    电极安装图
下调塑料瓶，使两电极全部进入塑料瓶，使电极不被外界碰触变形，在合适位置用胶带将塑料瓶固定；沿回水管和浴室墙理顺导线，在合适位置用玻璃胶将塑料薄膜包裹的门铃固定在墙上，至此，太阳能水满提醒器完成安装，安装后如图5所示。
图5    安装示意图
4.总结
太阳能水满提醒器通过门铃进行触发，设计原理简单，成本低廉，同时在设计过程中利用生活中现成材料，充分考虑了传感器设计、传感器保护以及门铃防水的多方因素，顺利解决了太阳能水满提醒功能。
参考文献
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