CN106472323A - 一种基于跟随电路的软启动禽舍自动排气系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于跟随电路的软启动禽舍自动排气系统，其特征在于，主要由排气扇M，检测电路，放大器P1，放大器P2，负极与放大器P1的正极相连接、正极与检测电路相连接的电容C3，负极与放大器P1的输出端相连接、正极经电阻R4后与电容C3的正极相连接的电容C4等组成。本发明可以对掺杂在检测信号中的干扰信号进行过滤，提高检测信号的清洁度，同时可以对检测信号进行处理，提高检测信号的稳定性，从而能够更准确的控制排气扇工作，有效的对禽舍进行通风换气，提高禽舍内的空气质量，以利于牲畜饲养。本发明具有软启动功能，从而可以很好的保护电子元件不被浪涌电流损坏。
Description
技术领域
本发明涉及家禽饲养领域，具体是指一种基于跟随电路的软启动禽舍自动排气系统。
背景技术
禽舍的环境状况与牲畜的健康紧密相关，如果禽舍的环境恶化会导致牲畜发病率增高，尤其是在养殖密度大或封闭式的养殖环境中，由于通风效果不好，禽舍内部的氨气浓度较高，这对牲畜的影响尤为严重。为了降低禽舍内氨气的浓度，养殖户通常采用自动排气系统对禽舍进行通风排气，以提高禽舍内的空气质量。然而，现有的自动排气系统由于受到干扰信号的影响，其误动作率较高，无法有效的确保禽舍内空气的质量，以牲畜饲养带来很大的影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的自动排气系统由于受到干扰信号的影响，其误动作率较高的缺陷，提供一种基于跟随电路的软启动禽舍自动排气系统。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于跟随电路的软启动禽舍自动排气系统，主要由排气扇M，检测电路，放大器P1，放大器P2，负极与放大器P1的正极相连接、正极与检测电路相连接的电容C3，负极与放大器P1的输出端相连接、正极经电阻R4后与电容C3的正极相连接的电容C4，正极与电容C3的正极相连接、负极与放大器P1的负极相连接的电容C2，串接在电容C3的负极和电容C2的负极之间的电阻R5，正极与放大器P1的负极相连接、负极与放大器P1的输出端相连接的电容C5，与电容C5相并联的电阻R6，正极与放大器P1的输出端相连接、负极与放大器P2的正极相连接的电容C6，串接在放大器P2的正极和输出端之间的电阻R7，串接在放大器P2的负极和输出端之间的电阻R8，与放大器P2的输出端相连接的跟随电路，与跟随电路相连接的触发电路，以及分别与触发电路相连接的开关电路和软启动电路组成；所述放大器P1的负极分别与检测电路和跟随电路相连接、其输出端则与放大器P2的负极相连接；所述跟随电路还与检测电路相连接；所述排气扇M则串接在开关电路和软启动电路之间。
进一步的，所述软启动电路由三极管VT3，场效应管MOS1，负极经电阻R21后与三极管VT3的基极相连接、正极接+15V电压的电容C13，串接在三极管VT3的基极和发射极之间的电阻R22，串接在三极管VT3的集电极和场效应管MOS1的栅极之间的电阻R23，串接在场效应管MOS1的源极和栅极之间的电阻R24，正极与场效应管MOS1的源极相连接、负极与场效应管MOS1的栅极相连接的电容C14，N极与场效应管MOS1的源极相连接、P极与场效应管MOS1的漏极相连接的二极管D5，正极与场效应管MOS1的漏极相连接、负极与触发电路相连接的电容C15，以及与电容C15相并联的电阻R25组成；所述三极管VT3的发射极接地。
所述跟随电路由场效应管MOS，三极管VT2，负极与场效应管MOS的栅极相连接、正极与放大器P2的输出端相连接的电容C10，与电容C10相并联的电阻R14，串接在场效应管MOS的栅极和漏极之间的电阻R15，正极经电阻R16后与场效应管MOS的栅极相连接、负极分别与放大器P1的负极和触发电路相连接的电容C11，串接在三极管VT2的发射极和电容C11的负极之间的电阻R17，N极与三极管VT2的基极相连接、P极与三极管VT2的发射极相连接的二极管D4，串接在三极管VT2的基极和电容C11的负极之间的电阻R18，正极与场效应管MOS的源极相连接、负极经电阻R19后与触发电路相连接的电容C12，以及串接在场效应管MOS的漏极和电容C12的负极之间的电阻R20组成；所述场效应管MOS的漏极分别与检测电路和触发电路相连接、其源极与三极管VT2的集电极相连接；所述三极管VT2的基极与电容C12的负极相连接。
所述检测电路由气敏传感器B，一端与气敏传感器B的H2管脚相连接、另一端与放大器P1的负极相连接的同时接地的电阻R2，串接在气敏传感器B的a管脚和H1管脚之间的电位器R1，正极与气敏传感器B的b管脚相连接、负极与放大器P1的负极相连接的电容C1，以及与电容C1相并联的电阻R3组成；所述气敏传感器B的b管脚与电容C3的正极相连接、其a管脚则与场效应管MOS的漏极相连接。
所述触发电路由触发芯片U，三极管VT1，P极经电阻R19后与电容C12的负极相连接、N极与三极管VT1的基极相连接的二极管D1，正极与三极管VT1的发射极相连接、负极与触发芯片U的GND管脚相连接的电容C8，正极与触发芯片U的CONT管脚相连接、负极与电容C8的负极相连接的电容C9，串接在触发芯片U的DIS管脚和TRIG管脚之间的电阻R10，以及正极经电阻R11后与触发芯片U的VCC管脚相连接、负极经电阻R9后与三极管VT1的集电极相连接的电容C7组成；所述电容C7的正极分别与场效应管MOS的漏极和电容C13的正极相连接；所述电容C8的负极与电容C11的负极相连接；所述电容C9的负极与-15V电压相连接；所述触发芯片U的RE管脚与其VCC管脚相连接、其THRE管脚则与三极管VT1的集电极相连接、其OUT管脚则与开关电路相连接；所述电容C9的负极还与开关电路相连接。
所述开关电路由双向晶闸管D3，N极与双向晶闸管D3的控制端相连接、P极经电阻R12后与触发芯片U的OUT管脚相连接的二极管D2，以及串接在双向晶闸管D3的第二阳极和电容C9的负极之间的电阻R13组成；所述双向晶闸管D3的第一阳极经排气扇M后与电容C15的负极相连接。
所述触发芯片U为NE555集成芯片。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明可以对掺杂在检测信号中的干扰信号进行过滤，提高检测信号的清洁度，从而能够更准确的控制排气扇工作，有效的对禽舍进行通风换气，提高禽舍内的空气质量，以利于牲畜饲养。
(2)本发明可以对检测信号进行处理，使检测信号更加稳定。
(3)本发明具有软启动功能，从而可以很好的保护电子元件不被浪涌电流损坏。
附图说明
图1为本发明的整体结构图。
图2为本发明的跟随电路的结构图。
图3为本发明的软启动电路的结构图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例
如图1所示，本发明主要由排气扇M，检测电路，放大器P1，放大器P2，负极与放大器P1的正极相连接、正极与检测电路相连接的电容C3，负极与放大器P1的输出端相连接、正极经电阻R4后与电容C3的正极相连接的电容C4，正极与电容C3的正极相连接、负极与放大器P1的负极相连接的电容C2，串接在电容C3的负极和电容C2的负极之间的电阻R5，正极与放大器P1的负极相连接、负极与放大器P1的输出端相连接的电容C5，与电容C5相并联的电阻R6，正极与放大器P1的输出端相连接、负极与放大器P2的正极相连接的电容C6，串接在放大器P2的正极和输出端之间的电阻R7，串接在放大器P2的负极和输出端之间的电阻R8，与放大器P2的输出端相连接的跟随电路，与跟随电路相连接的触发电路，以及分别与触发电路相连接的开关电路和软启动电路组成。所述放大器P1的负极分别与检测电路和跟随电路相连接，其输出端则与放大器P2的负极相连接。所述跟随电路还与检测电路相连接。所述排气扇M则串接在开关电路和软启动电路之间。
该检测电路用于检测禽舍内氨气的浓度。该放大器P1，电容C3，电容C4，电阻R4，电容C5以及电阻R6构成第一滤波器；放大器P2，电容C6，电阻R7以及电阻R8则构成第二滤波器；该电容C3和电容C6均为滤波电容，检测电路输出的检测信号由第一滤波器过滤后输送给第二滤波器，再由第二滤波器进行过滤，检测信号经过两次过滤后可以更好的消除干扰信号，提高检测信号的清洁度，从而能够更准确的控制排气扇工作，有效的对禽舍进行通风换气，提高禽舍内的空气质量，以利于牲畜饲养。该放大器P1和放大器P2均为OPA603型放大器，电容C3和电容C6的容值均为100μF，电容C2、电容C4以及电容C5的容值均为0.5μF，电阻R4～R8的阻值均为10KΩ。
该检测电路由气敏传感器B，一端与气敏传感器B的H2管脚相连接、另一端与放大器P1的负极相连接的同时接地的电阻R2，串接在气敏传感器B的a管脚和H1管脚之间的电位器R1，正极与气敏传感器B的b管脚相连接、负极与放大器P1的负极相连接的电容C1，以及与电容C1相并联的电阻R3组成。所述气敏传感器B的b管脚与电容C3的正极相连接、其a管脚则与跟随电路相连接。
该气敏传感器B设置于禽舍内，用于检测禽舍内氨气的浓度，其采用MQ137型气敏传感器。工作时可以通过电位器R1来设定禽舍内氨气所允许的最大浓度值，其最大阻值为50KΩ。电阻R2的阻值为20KΩ，而电阻R3的阻值则为5KΩ，电容C1的容值为47μF。
所述触发电路由触发芯片U，三极管VT1，二极管D1，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电容C7，电容C8以及电容C9组成。
所述二极管D1的P极与放大器P2的输出端相连接，N极与三极管VT1的基极相连接。电容C8的正极与三极管VT1的发射极相连接，负极与触发芯片U的GND管脚相连接。电容C9的正极与触发芯片U的CONT管脚相连接，负极与电容C8的负极相连接。电阻R10串接在触发芯片U的DIS管脚和TRIG管脚之间。电容C7的正极经电阻R11后与触发芯片U的VCC管脚相连接，负极经电阻R9后与三极管VT1的集电极相连接。
所述电容C7的正极分别与跟随电路和软启动电路相连接。所述电容C8的负极与跟随电路相连接。所述电容C9的负极与-15V电压相连接。所述触发芯片U的RE管脚与其VCC管脚相连接，其THRE管脚则与三极管VT1的集电极相连接，其OUT管脚则与开关电路相连接。所述电容C9的负极还与开关电路相连接。
该二极管D1为2CK10型开关二极管，三极管VT1的型号为9013，电容C7和电容C8的容值均为10μF，电容C9的容值则为0.01μF，电阻R9～R11的阻值均为5KΩ。该触发芯片U采用NE555集成芯片。
另外，所述开关电路由双向晶闸管D3，N极与双向晶闸管D3的控制端相连接、P极经电阻R12后与触发芯片U的OUT管脚相连接的二极管D2，以及串接在双向晶闸管D3的第二阳极和电容C9的负极之间的电阻R13组成。所述双向晶闸管D3的第一阳极经排气扇M后与软启动电路相连接。
该双向晶闸管D3的型号为TAG8518，电阻R12的阻值为200KΩ，二极管D2为2CK10型开关二极管，电阻R13的阻值为10KΩ。
该跟随电路可以使输出的检测信号与输入的检测信号相同，从而提高检测信号的稳定性，其结构如图2所示，由场效应管MOS，三极管VT2，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电容C10，电容C11，电容C12以及二极管D4组成。
连接时，电容C10的负极与场效应管MOS的栅极相连接，正极与放大器P2的输出端相连接。电阻R14与电容C10相并联。电阻R15串接在场效应管MOS的栅极和漏极之间。电容C11的正极经电阻R16后与场效应管MOS的栅极相连接，负极分别与放大器P1的负极和电容C8的负极相连接。电阻R17串接在三极管VT2的发射极和电容C11的负极之间。二极管D4的N极与三极管VT2的基极相连接，P极与三极管VT2的发射极相连接。电阻R18串接在三极管VT2的基极和电容C11的负极之间。电容C12的正极与场效应管MOS的源极相连接，负极经电阻R19后与二极管D1的P极相连接。电阻R20串接在场效应管MOS的漏极和电容C12的负极之间。所述场效应管MOS的漏极分别与气敏传感器B的a管脚和电容C7的正极相连接，其源极与三极管VT2的集电极相连接。所述三极管VT2的基极与电容C12的负极相连接。
该场效应管MOS构成源极跟随器，电阻R20和电阻R18为分压电阻，电阻R20、三极管VT2、电阻R18以及电阻R17构成恒流电路，从而确保输出的检测信号与输入的检测信号相同，使输出的检测信号更加稳定。该场效应管MOS为2SK15型场效应管，三极管VT2则为2SC400型三极管，电容C10的容值为0.1μF，电容C11和电容C12的容值均为1μF，电阻R15和电阻R16的阻值均为100KΩ，电阻R14、电阻R17以及电阻R19的阻值均为1.2KΩ，电阻R18和电阻R20的阻值均为18KΩ，该二极管D4则为1N4001型二极管。
如图3所示，该软启动电路由三极管VT3，场效应管MOS1，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25，电容C13，电容C14，电容C15以及二极管D5组成。
连接时，电容C13的负极经电阻R21后与三极管VT3的基极相连接，正极接+15V电压。电阻R22串接在三极管VT3的基极和发射极之间。电阻R23串接在三极管VT3的集电极和场效应管MOS1的栅极之间。电阻R24串接在场效应管MOS1的源极和栅极之间。电容C14的正极与场效应管MOS1的源极相连接，负极与场效应管MOS1的栅极相连接。二极管D5的N极与场效应管MOS1的源极相连接，P极与场效应管MOS1的漏极相连接。电容C15正极与场效应管MOS1的漏极相连接，负极与电容C7的正极相连接。电阻R25与电容C15相并联。所述三极管VT3的发射极接地。
当电压输入到软启动电路后，电容C14通过电阻R23充电，随着电容C14的电压逐渐升高，场效应管MOS1则缓慢导通，从而防止场效应管MOS1的漏极出现突变而损坏后续电路的电子元件。该三极管VT3的型号为SS8050LT，场效应管MOS1的型号为3DO1H，电容C14的容值为100μF，电容C13和电容C15的容值均为1μF，电阻R23的阻值为1KΩ，电阻R21和电阻R22的阻值均为4.7KΩ，电阻R24和电阻R25的阻值均为10KΩ，二极管D5则为1N4001型三极管。
工作时，给系统通电，气敏传感器B实时采集禽舍内氨气的浓度，如果禽舍内氨气的浓度没有超过所允许的最大值时，气敏传感器B的a管脚和b管脚之间的阻值较大，其b管脚的电位很低，二极管D1和三极管VT1截止；触发芯片U的THRE管脚为高电平，触发芯片U复位，其OUT管脚输出低电平，二极管D2和双向晶闸管D3截止，排气扇M不工作。如果禽舍内氨气的浓度高于允许的最大浓度值时，气敏传感器B的a管脚和b管脚之间的阻值变小，其b管脚输出高电平，并给第一滤波器和第二滤波器处理后输送给跟随电路，该高电平经跟随电路处理后传输给触发电路，从而使二极管D1和三极管VT1导通，这时触发芯片U的THRE管脚为低电平，触发芯片U置位其OUT管脚输出高电平，此时二极管D2和双向晶闸管D3导通，排气扇M开始将禽舍内的空气排出，从而提高禽舍内的空气质量。当禽舍内氨气浓度下降到允许的最大浓度值以下时，排气扇M则停止工作。
本发明可以对掺杂在检测信号中的干扰信号进行过滤，提高检测信号的清洁度，同时可以对检测信号进行处理，提高检测信号的稳定性，从而能够更准确的控制排气扇工作，有效的对禽舍进行通风换气，提高禽舍内的空气质量，以利于牲畜饲养。本发明具有软启动功能，从而可以很好的保护电子元件不被浪涌电流损坏。
如上所述，便可很好的实现本发明。
Claims (7)
1.一种基于跟随电路的软启动禽舍自动排气系统，其特征在于，主要由排气扇M，检测电路，放大器P1，放大器P2，负极与放大器P1的正极相连接、正极与检测电路相连接的电容C3，负极与放大器P1的输出端相连接、正极经电阻R4后与电容C3的正极相连接的电容C4，正极与电容C3的正极相连接、负极与放大器P1的负极相连接的电容C2，串接在电容C3的负极和电容C2的负极之间的电阻R5，正极与放大器P1的负极相连接、负极与放大器P1的输出端相连接的电容C5，与电容C5相并联的电阻R6，正极与放大器P1的输出端相连接、负极与放大器P2的正极相连接的电容C6，串接在放大器P2的正极和输出端之间的电阻R7，串接在放大器P2的负极和输出端之间的电阻R8，与放大器P2的输出端相连接的跟随电路，与跟随电路相连接的触发电路，以及分别与触发电路相连接的开关电路和软启动电路组成；所述放大器P1的负极分别与检测电路和跟随电路相连接、其输出端则与放大器P2的负极相连接；所述跟随电路还与检测电路相连接；所述排气扇M则串接在开关电路和软启动电路之间。
2.根据权利要求1所述的一种基于跟随电路的软启动禽舍自动排气系统，其特征在于，所述软启动电路由三极管VT3，场效应管MOS1，负极经电阻R21后与三极管VT3的基极相连接、正极接+15V电压的电容C13，串接在三极管VT3的基极和发射极之间的电阻R22，串接在三极管VT3的集电极和场效应管MOS1的栅极之间的电阻R23，串接在场效应管MOS1的源极和栅极之间的电阻R24，正极与场效应管MOS1的源极相连接、负极与场效应管MOS1的栅极相连接的电容C14，N极与场效应管MOS1的源极相连接、P极与场效应管MOS1的漏极相连接的二极管D5，正极与场效应管MOS1的漏极相连接、负极与触发电路相连接的电容C15，以及与电容C15相并联的电阻R25组成；所述三极管VT3的发射极接地。
3.根据权利要求2所述的一种基于跟随电路的软启动禽舍自动排气系统，其特征在于，所述跟随电路由场效应管MOS，三极管VT2，负极与场效应管MOS的栅极相连接、正极与放大器P2的输出端相连接的电容C10，与电容C10相并联的电阻R14，串接在场效应管MOS的栅极和漏极之间的电阻R15，正极经电阻R16后与场效应管MOS的栅极相连接、负极分别与放大器P1的负极和触发电路相连接的电容C11，串接在三极管VT2的发射极和电容C11的负极之间的电阻R17，N极与三极管VT2的基极相连接、P极与三极管VT2的发射极相连接的二极管D4，串接在三极管VT2的基极和电容C11的负极之间的电阻R18，正极与场效应管MOS的源极相连接、负极经电阻R19后与触发电路相连接的电容C12，以及串接在场效应管MOS的漏极和电容C12的负极之间的电阻R20组成；所述场效应管MOS的漏极分别与检测电路和触发电路相连接、其源极与三极管VT2的集电极相连接；所述三极管VT2的基极与电容C12的负极相连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于跟随电路的软启动禽舍自动排气系统，其特征在于，所述检测电路由气敏传感器B，一端与气敏传感器B的H2管脚相连接、另一端与放大器P1的负极相连接的同时接地的电阻R2，串接在气敏传感器B的a管脚和H1管脚之间的电位器R1，正极与气敏传感器B的b管脚相连接、负极与放大器P1的负极相连接的电容C1，以及与电容C1相并联的电阻R3组成；所述气敏传感器B的b管脚与电容C3的正极相连接、其a管脚则与场效应管MOS的漏极相连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于跟随电路的软启动禽舍自动排气系统，其特征在于，所述触发电路由触发芯片U，三极管VT1，P极经电阻R19后与电容C12的负极相连接、N极与三极管VT1的基极相连接的二极管D1，正极与三极管VT1的发射极相连接、负极与触发芯片U的GND管脚相连接的电容C8，正极与触发芯片U的CONT管脚相连接、负极与电容C8的负极相连接的电容C9，串接在触发芯片U的DIS管脚和TRIG管脚之间的电阻R10，以及正极经电阻R11后与触发芯片U的VCC管脚相连接、负极经电阻R9后与三极管VT1的集电极相连接的电容C7组成；所述电容C7的正极分别与场效应管MOS的漏极和电容C13的正极相连接；所述电容C8的负极与电容C11的负极相连接；所述电容C9的负极与-15V电压相连接；所述触发芯片U的RE管脚与其VCC管脚相连接、其THRE管脚则与三极管VT1的集电极相连接、其OUT管脚则与开关电路相连接；所述电容C9的负极还与开关电路相连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于跟随电路的软启动禽舍自动排气系统，其特征在于，所述开关电路由双向晶闸管D3，N极与双向晶闸管D3的控制端相连接、P极经电阻R12后与触发芯片U的OUT管脚相连接的二极管D2，以及串接在双向晶闸管D3的第二阳极和电容C9的负极之间的电阻R13组成；所述双向晶闸管D3的第一阳极经排气扇M后与电容C15的负极相连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于跟随电路的软启动禽舍自动排气系统，其特征在于，所述触发芯片U为NE555集成芯片。
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2016
- 2016-09-27 CN CN201610854881.2A patent/CN106472323A/zh active Pending
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