CN106708119B - 一种大棚蔬菜种植用湿度控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大棚蔬菜种植用湿度控制系统，主要由变压器T，二极管整流器U1，指示灯H，湿度检测器SDQ，与二极管整流器U1的正极输出端相连接的集成稳压电路，与湿度检测器SDQ相连接的检测控制电路，以及串接在集成稳压电路与检测控制电路之间的开关调整电路组成。本发明通过湿度检测器SDQ对大棚内的土壤湿度进行实时、准确的监测，有效的防止了大棚内的土壤湿度超过蔬菜生长所需的土壤湿度；并且本发明通过检测控制电路和开关调整电路以及开关调整电路相结合，能有效的确保对用于蔬菜灌溉的抽水泵控制的准确性，从而本发明能对大棚内的土壤湿度进行准确的控制，有效的提高蔬菜的产量。
Description
技术领域
本发明为一种控制系统，具体是指一种大棚蔬菜种植用湿度控制系统。
背景技术
大棚种植技术是一种具有较好的保温、保湿性能的培植技术，人们可通过大棚种植技术种植出反季节的蔬菜、水果等，生活所需的农产品。大棚种植时的棚内水分蒸发和扩散相对比较慢，多部分大棚内的水分蒸发速度比棚外的蒸发量低一半，尤其在晚上、阴天、冬季的时候，空气的湿度早已在饱和状态，使大棚内土壤的湿度也随之而增高，而不同的蔬菜种植时所需的土壤湿度也是不一样的，在采用大棚种植蔬菜时需根据所种植的蔬菜的生长需要，对棚内土壤的湿度进行实时的监测、控制，避免湿度过大影响蔬菜的生长。
然而，现有的大棚蔬菜种植所采用的湿度控制系统对大棚内的土壤湿度控制的准确性较差，导致用于蔬菜灌溉的抽水泵吴动作，致使大棚内的土壤湿度过高或过低，从而降低了蔬菜的产量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的大棚蔬菜种植所采用的湿度控制系统对大棚内的土壤湿度控制的准确性较差的缺陷，提供一种大棚蔬菜种植用湿度控制系统。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种大棚蔬菜种植用湿度控制系统，主要由变压器T，二极管整流器U1，指示灯H，湿度检测器SDQ，与二极管整流器U1的正极输出端相连接的集成稳压电路，与湿度检测器SDQ相连接的检测控制电路，以及串接在集成稳压电路与检测控制电路之间的开关调整电路组成；所述变压器T副边电感线圈的同名端与二极管整流器U1的其中一个输入端相连接，该变压器T副边电感线圈的非同名端与二极管整流器U1的另一个输入端相连接，该变压器T原边电感线圈的非同名端和同名端分别与市电相连接；所述二极管整流器U1的负极输出端接地；所述集成稳压电路还与检测控制电路相连接；所述指示灯H与开关调整电路相连接。
所述检测控制电路由三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，负极与三极管VT2的集电极相连接、正极经电阻R6后与湿度检测器SDQ相连接的极性电容C4，正极经电阻R7后与三极管VT2的发射极相连接、负极与三极管VT3的基极相连接的极性电容C5，一端与极性电容C5的正极相连接、另一端与三极管VT3的发射极相连接的电阻R8，一端与三极管VT3的发射极相连接、另一端接地的电阻R9，P极与三极管VT4的发射极相连接、N极经可调电阻R12后与三极管VT3的发射极相连接的二极管D2，正极与三极管VT3的集电极相连接、负极与三极管VT4的基极相连接的极性电容C6，一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端与极性电容C4的正极相连接的电阻R10，以及一端与极性电容C4的正极相连接、另一端与三极管VT4的集电极相连接的电阻R11组成；所述极性电容C4的正极还与集成稳压电路相连接；所述三极管VT2的基极与湿度检测器SDQ相连接；所述二极管D2的N极作为检测控制电路的输出端并与开关调整电路相连接。
所述集成稳压电路由稳压芯片U2，三极管VT1，一端与二极管整流器U1的正极输出端相连接、另一端与稳压芯片U2的VCC管脚相连接的电阻R1，正极经电阻R2后与三极管VT1的集电极相连接、负极接地的极性电容C1，正极与稳压芯片U2的ADJ管脚相连接、负极接地的极性电容C2，以及P极顺次经电阻R5和电阻R4后与极性电容C2的负极相连接、N极与极性电容C4的正极相连接的二极管D1组成；所述三极管VT1的发射极作为成集成稳压电路的输出端；所述极性电容C1的正极还与二极管整流器U1的正极输出端相连接。
所述开关调整电路由三极管VT5，继电器K，非门IC，N极经可调电阻R14后与非门IC的正向端相连接、P极与二极管D2的N极相连接的二极管D3，正极经电阻R13后与二极管D3的P极相连接、负极与三极管VT5的基极相连接的极性电容C7，正极与非门IC的正向端相连接、负极接地的极性电容C8，一端与极性电容C8的正极相连接、另一端接地的电阻R16，N极与三极管VT5的基极相连接、P极经电阻R15后与非门IC的反向端相连接的二极管D4，正极经电阻R3后与三极管VT1的发射极相连接、负极经继电器K后与三极管VT5的集电极相连接的极性电容C3，N极与极性电容C3的负极相连接、P极与三极管VT5的集电极相连接的二极管D5，以及一端与非门IC的反向端相连接、另一端作为开关调整电路的输出端并与指示灯H的其中一端相连接的电感L组成；所述极性电容C3的负极经继电器K的常开触点K-1后作为开关调整电路的输出端并与指示灯H的另一端相连接；所述三极管VT5的集电极接地。
为了提高本发明的实际使用效果，所述稳压芯片U2为LM317集成芯片。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明的湿度检测器SDQ能对大棚内的土壤湿度进行实时、准确的监测，有效的防止了大棚内的土壤湿度超过蔬菜生长所需的土壤湿度；并且本发明设置了检测控制电路和开关调整电路以及开关调整电路，能有效的确保对用于蔬菜灌溉的抽水泵控制的准确性，从而本发明能对大棚内的土壤湿度进行准确的控制，有效的将大棚内的土壤湿度控制在蔬菜生长所需的湿度范围内，有效的提高蔬菜的产量。
(2)本发明的集成稳压电路能对输入的电压进行稳压，使输入的电压保持恒定，从而确保了本发明工作的稳定性。
(3)本发明的检测控制电路能根据湿度检测器SDQ的输出电流大小输出稳定的高低电平来驱动后面的电路，从而确保了本发明对大棚内的土壤湿度控制的准确性。
(4)本发明的开关调整电路能对输出电压的电流强度进行调节，使输出的强度电流更稳定，从而确保了本发明对用于蔬菜灌溉的抽水泵控制的准确性。
附图说明
图1为本发明的整体电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，一种大棚蔬菜种植用湿度控制系统，主要由变压器T，二极管整流器U1，指示灯H，湿度检测器SDQ，与二极管整流器U1的正极输出端相连接的集成稳压电路，与湿度检测器SDQ相连接的检测控制电路，以及串接在集成稳压电路与检测控制电路之间的开关调整电路组成。
其中，所述变压器T如图1所示，其采用了BOD-150VA环形变压器，该变压器T副边电感线圈的同名端与二极管整流器U1的其中一个输入端相连接，该变压器T副边电感线圈的非同名端与二极管整流器U1的另一个输入端相连接，该变压器T原边电感线圈的非同名端和同名端分别与市电相连接；所述二极管整流器U1的负极输出端接地；所述集成稳压电路还与检测控制电路相连接；所述指示灯H与开关调整电路相连接，该指示灯H采用了AD38-22A LED指示灯。本发明的二极管整流器U1则采用了通用的ZP1500A二极管整流器来实现。
运行时，接通电源，变压器T对输入的电压进行降压，降压后的电压经二极管整流器U1进行整流，整流后的电压传输给集成稳压电路。该集成稳压电路对输入端电压进行稳压处理，以确保本控制系统的工作电压更稳定。所述的将湿度检测器SDQ采用ZH-KT50湿度检测器，该湿度检测器SDQ用于对大棚内的土壤的湿度进行检测，湿度检测器SDQ根据土壤的湿度输出不同的电流给检测控制电路。该检测控制电路则根据湿度检测器SDQ的输出电流来输出的高低电平，该高低电平用于驱动开关调整电路。该开关调整电路能对输出电压电流的通断进行控制，并且该电路能对输出的电流强度进行调节，使输出的强度电流更稳定，开关调整电路输出的电压电流为指示灯H和抽水泵提供稳定的电压和电流。
进一步地，所述检测控制电路如图1所示，其由型号为3DG12的三极管VT2～VT4，阻值为4kΩ的电阻R6、电阻R8、电阻R10，阻值为10kΩ的电阻R7、电阻R11，阻值为12kΩ的电阻R9，阻值为0～100kΩ的可调电阻R12，容值为2μF的极性电容C4，容值为10μF的极性电容C5、极性电容C6，以及型号为1N4012的二极管D2组成。
连接时，极性电容C4的负极与三极管VT2的集电极相连接，正极经电阻R6后与湿度检测器SDQ的其中一个电极输出端相连接。极性电容C5的正极经电阻R7后与三极管VT2的发射极相连接，负极与三极管VT3的基极相连接。电阻R8的一端与极性电容C5的正极相连接，另一端与三极管VT3的发射极相连接。
电阻R9的一端与三极管VT3的发射极相连接，另一端接地。二极管D2的P极与三极管VT4的发射极相连接，N极经可调电阻R12后与三极管VT3的发射极相连接。极性电容C6的正极与三极管VT3的集电极相连接，负极与三极管VT4的基极相连接。电阻R10的一端与三极管VT3的集电极相连接，另一端与极性电容C4的正极相连接。电阻R11的一端与极性电容C4的正极相连接，另一端与三极管VT4的集电极相连接。
所述极性电容C4的正极还与集成稳压电路相连接；所述三极管VT2的基极与湿度检测器SDQ相连接；所述二极管D2的N极作为检测控制电路的输出端并与开关调整电路相连接。
更进一步地，所述集成稳压电路如图1所示，其由型号为LM317的稳压芯片U2，型号为3DG12的三极管VT1，阻值为1kΩ的电阻R1，阻值为10kΩ的电阻R2、电阻R3，阻值为20kΩ的电阻R4，阻值为120kΩ的电阻R5，容值为0.1μF的极性电容C1，容值为10μF的极性电容C2，以及型号为1N4012的二极管D1组成。
连接时，电阻R1的一端与二极管整流器U1的正极输出端相连接，另一端与稳压芯片U2的VCC管脚相连接。极性电容C1的正极经电阻R2后与三极管VT1的集电极相连接，极性电容C1负极接地。极性电容C2的正极与稳压芯片U2的ADJ管脚相连接，极性电容C2负极接地。二极管D1的P极顺次经电阻R5和电阻R4后与极性电容C2的负极相连接，N极与极性电容C4的正极相连接。所述三极管VT1的发射极作为成集成稳压电路的输出端。所述极性电容C1的正极还与二极管整流器U1的正极输出端相连接。
再进一步地，所述开关调整电路如图1所示，其由型号为3DG12的三极管VT5，型号为HJR4102E的继电器K，型号为MC14069的非门IC，阻值为20kΩ的电阻R13、电阻R16，阻值为0～200kΩ的电阻R14，阻值为4kΩ的电阻R15，容值为47μF的极性电容C7，容值为12μF的极性电容C8，电感值为100μH的电感L，以及型号为1N4012的二极管D3、二极管D4，以及型号为1N4016的二极管D5组成。
连接时，二极管D3的N极经可调电阻R14后与非门IC的正向端相连接，P极与二极管D2的N极相连接。极性电容C7的正极经电阻R13后与二极管D3的P极相连接，负极与三极管VT5的基极相连接。极性电容C8的正极与非门IC的正向端相连接，负极接地。
电阻R16的一端与极性电容C8的正极相连接，另一端接地。二极管D4的N极与三极管VT5的基极相连接，P极经电阻R15后与非门IC的反向端相连接。极性电容C3的正极经电阻R3后与三极管VT1的发射极相连接，负极经继电器K后与三极管VT5的集电极相连接。二极管D5的N极与极性电容C3的负极相连接，P极与三极管VT5的集电极相连接。
电感L的一端与非门IC的反向端相连接，另一端作为开关调整电路的输出端并与指示灯H的其中一端相连接。所述极性电容C3的负极经继电器K的常开触点K-1后作为开关调整电路的输出端并与指示灯H的另一端相连接；所述三极管VT5的集电极接地，并且极性电容C3的负极经继电器K的常开触点K-1后与抽水泵的启动极相连接，而非门IC的反向端经电感L后与抽水泵的负电极相连接。
运行时，接通电源，变压器T对输入的电压进行降压，降压后的电压经二极管整流器U1进行整流，整流后的电压传输给集成稳压电路，该集成稳压电路中的极性电容C1对电压进行滤波后得到直流电压，电阻R1对极性电容C1输出的电压进行限流后传输给稳压芯片U2，该稳压芯片U2中的调节器对电压的电流强度进行调整，使电压的强度增强，稳压芯片U2的ADJ根据输出的电压经极性电容C2进行滤波，有效的对电压中的浪涌电流进行消出，滤波后的电压经电阻R4和电阻R5进行截流，截流后的电压时二极管D1导通，二极管D1输出电压给湿度检测器SDQ；同时，稳压芯片U2的OUT管脚输出的电压使三极管VT1导通，三极管VT1输出给开关调整电路。
其中，湿度检测器SDQ的两探头插人适当位置的土壤中，其两探头相距1～2mm，对土壤的湿度进行检测。当湿度检测器SDQ检测到土壤湿度达到蔬菜生长所需的土壤湿度设定标准时，湿度检测器SDQ的两探头之间的电阻值变大，湿度检测器SDQ输出高电压，检测控制电路得到高电压，该电路中的三极管VT2的基极与发射极被导通，三极管VT3和极性电容C5形成的缓冲器对三极管VT2输出的电压进行减压，以防止高电压损坏后部电子元件，三极管VT4则处于截止状态，同时三极管VT2输出的高电压经电阻R7和电阻R8进行限流，限流后的电压经可调电阻R12进行调节，调节后的电压加载到二极管D3上，二极管D3导通，二极管D3输出的电压传输给开关调整电路。该开关调整电路的可调电阻R14和电阻R16以及极性电容C8形成的升压电路对电压进行升压，此时非门IC的正向端得到高电平而反向端输出低电平，三极管VT5截止，继电器K不动作，抽水泵M不工作，指示灯H也不得电，指示灯H也不会被点亮。
当湿度检测器SDQ检测到土壤湿度小于蔬菜生长所需的土壤湿度设定标准时，湿度检测器SDQ两探头之间的电阻值增大，湿度检测器SDQ输出低电压，检测控制电路得到高电压，该电路中的三极管VT2的基极与集电极被导通，三极管VT3和极性电容C5形成的缓冲器部工作，三极管VT2的集电极输出的电压经极性电容C4和电阻R10形成的限流器进行限流，限流后的电压加载到极性电容C6上使其达到饱和，极性电容C6输出的电压传输给三极管VT4，三极管VT4与电阻R11以及二极管D2形成降流电路，使电压的强度减小，二极管D2输出的低电压传输给开关调整电路。该开关调整电路的可调电阻R14和电阻R16以及极性电容C8形成的升压电路对电压进行升压，此时非门IC的正向端得到高电平而反向端输出高电平，三极管VT5导通，继电器K动作，继电器K的常开触点K-1闭合，抽水泵M得电工作，指示灯H也得电，指示灯H也被点亮，用于对大棚土壤加湿的喷灌设施开始对蔬菜进行喷灌，直到湿度检测器SDQ检测到土壤湿度与蔬菜生长所需的土壤湿度设定标准一致。
本发明通过湿度检测器SDQ对大棚内的土壤湿度进行实时、准确的监测，有效的防止了大棚内的土壤湿度超过蔬菜生长所需的土壤湿度；并且本发明通过检测控制电路和开关调整电路以及开关调整电路相结合，能有效的确保对用于蔬菜灌溉的抽水泵控制的准确性，从而本发明能对大棚内的土壤湿度进行准确的控制，有效的将大棚内的土壤湿度控制在蔬菜生长所需的湿度范围内，有效的提高蔬菜的产量。
如上所述，便可很好的实现本发明。
Claims (4)
1.一种大棚蔬菜种植用湿度控制系统，其特征在于：主要由变压器T，二极管整流器U1，指示灯H，湿度检测器SDQ，与二极管整流器U1的正极输出端相连接的集成稳压电路，与湿度检测器SDQ相连接的检测控制电路，以及串接在集成稳压电路与检测控制电路之间的开关调整电路组成；所述变压器T副边电感线圈的同名端与二极管整流器U1的其中一个输入端相连接，该变压器T副边电感线圈的非同名端与二极管整流器U1的另一个输入端相连接，该变压器T原边电感线圈的非同名端和同名端分别与市电相连接；所述二极管整流器U1的负极输出端接地；所述集成稳压电路还与检测控制电路相连接；所述指示灯H与开关调整电路相连接；
所述检测控制电路由三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，负极与三极管VT2的集电极相连接、正极经电阻R6后与湿度检测器SDQ相连接的极性电容C4，正极经电阻R7后与三极管VT2的发射极相连接、负极与三极管VT3的基极相连接的极性电容C5，一端与极性电容C5的正极相连接、另一端与三极管VT3的发射极相连接的电阻R8，一端与三极管VT3的发射极相连接、另一端接地的电阻R9，P极与三极管VT4的发射极相连接、N极经可调电阻R12后与三极管VT3的发射极相连接的二极管D2，正极与三极管VT3的集电极相连接、负极与三极管VT4的基极相连接的极性电容C6，一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端与极性电容C4的正极相连接的电阻R10，以及一端与极性电容C4的正极相连接、另一端与三极管VT4的集电极相连接的电阻R11组成；所述极性电容C4的正极还与集成稳压电路相连接；所述三极管VT2的基极与湿度检测器SDQ相连接；所述二极管D2的N极作为检测控制电路的输出端并与开关调整电路相连接。
2.根据权利要求1所述的一种大棚蔬菜种植用湿度控制系统，其特征在于：所述集成稳压电路由稳压芯片U2，三极管VT1，一端与二极管整流器U1的正极输出端相连接、另一端与稳压芯片U2的VCC管脚相连接的电阻R1，正极经电阻R2后与三极管VT1的集电极相连接、负极接地的极性电容C1，正极与稳压芯片U2的ADJ管脚相连接、负极接地的极性电容C2，以及P极顺次经电阻R5和电阻R4后与极性电容C2的负极相连接、N极与极性电容C4的正极相连接的二极管D1组成；所述三极管VT1的发射极作为成集成稳压电路的输出端；所述极性电容C1的正极还与二极管整流器U1的正极输出端相连接。
3.根据权利要求2所述的一种大棚蔬菜种植用湿度控制系统，其特征在于：所述开关调整电路由三极管VT5，继电器K，非门IC，N极经可调电阻R14后与非门IC的正向端相连接、P极与二极管D2的N极相连接的二极管D3，正极经电阻R13后与二极管D3的P极相连接、负极与三极管VT5的基极相连接的极性电容C7，正极与非门IC的正向端相连接、负极接地的极性电容C8，一端与极性电容C8的正极相连接、另一端接地的电阻R16，N极与三极管VT5的基极相连接、P极经电阻R15后与非门IC的反向端相连接的二极管D4，正极经电阻R3后与三极管VT1的发射极相连接、负极经继电器K后与三极管VT5的集电极相连接的极性电容C3，N极与极性电容C3的负极相连接、P极与三极管VT5的集电极相连接的二极管D5，以及一端与非门IC的反向端相连接、另一端作为开关调整电路的输出端并与指示灯H的其中一端相连接的电感L组成；所述极性电容C3的负极经继电器K的常开触点K-1后作为开关调整电路的输出端并与指示灯H的另一端相连接；所述三极管VT5的集电极接地。
4.根据权利要求3所述的一种大棚蔬菜种植用湿度控制系统，其特征在于：所述稳压芯片U2为LM317集成芯片。
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