摘 要

本文主要是針對車載式水電解器控制系統(tǒng)而展開的一系列設(shè)計(jì)研究。該設(shè)計(jì)以單片機(jī)C8051F330為控制核心，主要包括恒定電流控制電路，水溫控制電路，氫氣泄漏報(bào)警電路和低水位報(bào)警電路。系統(tǒng)能設(shè)定提供給電解水裝置的電流大小，并使其無論在溫度或水量變化的情況下，始終能恒定提供所設(shè)定的電流。水溫控制電路，能在水溫低的情況下，能切斷驅(qū)動電源保護(hù)裝置，在水溫高的情況下，開啟散熱風(fēng)扇散熱。系統(tǒng)的氫氣傳感器，能在氫氣泄漏時候發(fā)出警報(bào)。低水位警報(bào)電路，則會在水位低時，會發(fā)出警報(bào)。本系統(tǒng)對于電解水裝置實(shí)用，可靠，安全，適用車載式水電解器的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：水電解器 C8051F330 單片機(jī) 恒流源 溫度控制

目錄
摘要.......................................................Ⅰ
ABSTRACT...................................................Ⅱ
1緒論.......................................................1
1.1課題設(shè)計(jì)背景及意義.......................................1
1.2行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢.........................................1
1.3課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容.......................................2
2系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì).............................................3
2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案.........................................3
2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件總體架構(gòu).....................................3
2.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體方案.....................................4
3系統(tǒng)的主要硬件介紹.........................................5
3.1單片機(jī)介紹...............................................5
3.2氫氣傳感器介紹...........................................11
3.3場效應(yīng)管介紹.............................................13
3.4運(yùn)算放大器介紹...........................................15
3.5水位傳感器介紹...........................................15
3.6熱敏電阻的介紹...........................................16
4系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)...............................................18
4.1電源電路.................................................18
4.2單片機(jī)電路設(shè)計(jì)...........................................18
4.3恒流電路計(jì)...............................................19
4.4其它電路計(jì)...............................................19
4.5總電路原理圖設(shè)計(jì)........................................20
4.6 PCB板設(shè)計(jì)圖............................................20
5軟件設(shè)計(jì)...................................................21
5.1 程序流程圖...............................................21
5.2 C語言設(shè)計(jì)...............................................22
6調(diào)試與仿真.................................................26
6.1軟件調(diào)試.................................................26
6.2 proteus仿真恒流電路.....................................29
6.3仿真結(jié)果分析.............................................30
7測試.......................................................31
參考文獻(xiàn).....................................................33
附錄.........................................................34
謝辭.........................................................37



緒論

1.1課題設(shè)計(jì)背景及意義
目前所有使用的機(jī)動車，船有少部分使用石油液化氣或氫氣作燃料，大部分都采用汽油.柴油作燃料。隨著車輛發(fā)展使用的普及和地球石油資源的減少，依靠石油化工產(chǎn)品汽油.柴油。大規(guī)模使用化石燃料出現(xiàn)了資源日益枯竭，環(huán)境不斷惡化，還誘發(fā)了不少國與國之間、地區(qū)之間的政治經(jīng)濟(jì)糾紛，甚至沖突和戰(zhàn)爭；以及人們對環(huán)境保護(hù)意識的強(qiáng)化認(rèn)識。因此，必須尋求一種新的、清潔、安全、可靠的可持續(xù)能源系統(tǒng)。 石油液化氣作能源的內(nèi)燃機(jī)將急需尋找替代產(chǎn)品。而且以氫氣作能源的內(nèi)燃機(jī)目前是依靠工廠集中制取氫氣，經(jīng)150—350個大氣壓壓縮溫度為-253℃冷凍成液態(tài)裝罐使用，且冷藏罐的保溫非常復(fù)雜，象加油站一樣普及建設(shè)加氫站成本過于高昂，極大的遏制了氫氣發(fā)動機(jī)的普及?，F(xiàn)有的氫氣發(fā)動機(jī)的氫氣來源是采用的是以市電供電以電解水產(chǎn)生氫氣和桶狀結(jié)構(gòu)電解池，無法滿足內(nèi)燃機(jī)移動的需要。另外一點(diǎn)是，汽車尾氣排放是城市中的主要大氣污染源之一，尾氣中大量的碳?xì)浠衔锛耙谎趸嘉廴疚飳θ藗兊纳眢w健康危害極大，有效地減少汽車尾氣排放帶來的污染一直是各級政府及科研人員關(guān)注的熱點(diǎn)。
為此我們提出了用汽車上的直流電源電瓶電解水制得氫氣和氧氣，通過汽車的進(jìn)氣管進(jìn)入發(fā)動機(jī)內(nèi)部，提高其燃燒效率，以起到節(jié)油和尾氣凈化的功效。根據(jù)有關(guān)學(xué)者的研究報(bào)道，對汽油內(nèi)燃機(jī)加入5%的氫氣，能有效地降低一氧化碳，碳?xì)浠衔锏龋?jīng)清華大學(xué)研究院實(shí)際汽車測試結(jié)果中，也得到了證明。目前世界有類似的裝置和混合動力汽車，但由于其儲存的是液化氫氣，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格高，關(guān)鍵不安全，所以得不到很好的推廣使用。因此我們改變方式，利用電解水的方式來得到氫氣。電解水產(chǎn)生的是氫氣和氧氣，而裝置的供電只需由汽車的蓄電瓶供電，此裝置體積小，一產(chǎn)生出的氫氣就立即消耗，無積存，所以安全，此方案原理結(jié)構(gòu)簡單，因此成本低。由于有以上特點(diǎn)，此裝置還可以應(yīng)用到其它內(nèi)燃機(jī)，焊接和烹飪器具等多方面，增加其幅價值。這種車載式電解水裝置能很好地起到降低汽車尾氣污染物的排放，減少油耗，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，如果一經(jīng)推廣使用在汽車上，相信能為我們的環(huán)境氣候做出很大的貢獻(xiàn)。



參考文獻(xiàn)
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