CN107918313A - 饲喂器下料控制电路、方法、装置以及饲喂器 - Google Patents

Abstract

本发明饲喂器下料控制电路、方法、装置以及饲喂器，包括信号电平转换单元、沿电机转动轴径向间隔放置的磁极检测单元以及连接电机驱动回路的信号处理单元；电机转动轴安装有环形磁条；信号电平转换单元的信号输入端连接磁极检测单元的信号输出端、信号输出端连接信号处理单元的信号输入端；磁极检测单元检测环形磁条的磁极输出对应的磁极感应信号，传输给信号电平转换单元；信号电平转换单元将磁极感应信号转换成对应的电平信号，传输给信号处理单元；信号处理单元根据电平信号确定电机转动轴转动的圈数，当圈数等于预设圈数时，信号处理单元断开电机驱动回路，通过电机转动轴实际转动的圈数来控制下料量，使得对饲喂器下料量的控制更加精确。

Description

饲喂器下料控制电路、方法、装置以及饲喂器

技术领域

本发明涉及动物饲养设备技术领域，特别是涉及饲喂器下料控制电路、方法、装置以及饲喂器。

背景技术

随着养殖技术的不断发展以及养殖规模的不断增大，在动物饲养上也不断的追求自动化，因此，现在各个养殖场都会利用自动饲喂器来定时定量地且自动地给养殖动物下料。

传统的饲喂器的下料电机下料机构，都是采用时间的控制方式来下料。下料电机由于需要较大的扭矩，一般都是采用减速下料电机来实现饲料的传动。饲料下料的多少是由减速下料电机转动的圈数决定，而通常利用控制器控制减速下料电机的通电时间来把控减速下料电机转动的圈数。例如是36RPM(减速比为100:1，减速下料电机驱动部分转动100圈，减速下料电机从动轴转动一圈)的减速下料电机，需要下料机构转6转，即对下料电机通电10S即可。需要下料机构转18转，即对下料电机通电30S即可。

但是，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：由于下料电机出厂参数参差不齐、工作电压不稳定以及下料电机负载轻重等原因，导致在通过时间来控制下料电机转动圈速时实际下料电机转动圈数不精确，从而不能精确地控制下料量。

发明内容

基于此，有必要针对如何提高饲喂器下料量的精确度，提供一种饲喂器下料控制电路、方法、装置以及饲喂器。

为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种饲喂器下料控制电路，包括信号电平转换单元和连接下料电机的驱动回路的信号处理单元；下料电机的转动轴安装有环形磁条，环形磁条跟随转动轴转动；还包括磁极检测单元；磁极检测单元与环形磁条对应，用于检测环形磁条的磁极；

信号电平转换单元的信号输入端连接磁极检测单元的信号输出端、信号输出端连接信号处理单元的信号输入端；

磁极检测单元检测到环形磁条的磁极时输出对应的磁极感应信号，并将磁极感应信号传输给信号电平转换单元；信号电平转换单元将磁极感应信号转换成对应的电平信号，并将电平信号传输给信号处理单元；信号处理单元根据电平信号以及环形磁条的对极个数确定下料转动轴转动的圈数，当圈数等于预设圈数时，信号处理单元断开驱动回路。

另一方面，本发明实施例还提供了一种饲喂器下料控制方法，包括以下步骤：

信号处理单元接收信号电平转换单元发送的电平信号，并记录电平信号；

信号处理单元根据电平信号及环形磁条的对极个数确定转动轴转动的圈数；

当转动轴转动的圈数等于预设圈数时，信号处理单元断开驱动回路。

另一方面，本发明实施例还提供了一种饲喂器下料控制装置，包括：

电路信号记录单元，用于信号处理单元接收信号电平转换单元发送的电平信号，并记录电平信号；

圈数统计模块，用于信号处理单元根据电平信号及环形磁条的对极个数确定转动轴转动的圈数；

回路断开控制模块，用于转动轴转动的圈数等于预设圈数时，断开驱动回路。

另一方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明所有的方法的步骤。

另一方面，本发明实施例还提供了一种饲喂器，包括减速电机以及本发明提供的饲喂器下料控制电路；减速电机的转动轴上安装有环形磁条，环形磁条跟随转动轴转动。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

本发明饲喂器下料控制电路、方法、装置以及饲喂器，通过磁极检测单元检测环形磁条的磁极，输出对应的磁极感应信号，信号电平转换单元将对应的次级感应信号转换成对应的电平信号，信号处理单元根据电平信号来确定电机转动轴转动的圈数，当圈数达到预设圈数时，信号处理单元断开电机驱动回路，从而本发明克服了由于电机出厂参数参差不齐、工作电压不稳定以及电机负载轻重等原因而导致通过时间来控制电机转动圈速时实际电机转动圈数不精确的问题，本发明通过电机转动轴实际转动的圈数来控制下料量，使得对饲喂器下料量的控制更加精确。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明饲喂器下料控制电路实施例1的结构示意图；

图2为本发明饲喂器下料控制电路中的电路图；

图3为本发明饲喂器下料控制方法实施例1的步骤流程图；

图4为本发明饲喂器下料控制装置实施例1的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了解决如何提高饲喂器下料量的精确度的问题，本发明饲喂器下料控制电路提供了一种饲喂器下料控制电路实施例1，图1为本发明饲喂器下料控制电路实施例1的结构示意图，如图1所示，包括信号电平转换单元120和连接下料电机150的驱动回路140的信号处理单元130；下料电机150的转动轴152安装有环形磁条154，环形磁条154跟随转动轴152转动；还包括磁极检测单元110；磁极检测单元110与环形磁条154对应，用于检测环形磁条154的磁极；

信号电平转换单元120的信号输入端连接磁极检测单元110的信号输出端、信号输出端连接信号处理单元130的信号输入端；

磁极检测单元110检测到环形磁条154的磁极时输出对应的磁极感应信号，并将磁极感应信号传输给信号电平转换单元120；信号电平转换单元120将磁极感应信号转换成对应的电平信号，并将电平信号传输给信号处理单元130；信号处理单元130根据电平信号以及所述环形磁条的对极个数确定转动轴152转动的圈数，当圈数等于预设圈数时，信号处理单元130断开驱动回路140。

需要说明的是，下料电机是饲喂器下料机构中的电机，并且在下料电机转动轴的端部安装了环形磁条；磁极检测单元用于检测环形磁条的N极和S极，并且输出对应的磁极感应信号(即分别为N极感应信号和S极感应信号)；当磁极检测单元靠近环形磁条时即可检测到环形磁条的磁极，信号电平转换单元将磁极感应信号转换成对应的电平信号(即分别为低电平信号和高电平信号)，并输出给信号处理单元；信号处理单元至少具备计算功能、判断功能和控制功能，用来统计电平信号，并计算圈数，然后控制下料电机驱动回路的通断；环形磁条中同一直径方向两端的N极和S极构成一个对极，也就是说一个对极包括一个N极和一个与其相对的S极。

具体而言，当磁极检测单元检测到环形磁条的N极时，输出N极感应信号给信号电平转换单元，信号电平转换单元将N极感应信号转换成高电平信号、输出给信号处理单元；

当磁极检测单元检测到环形磁条的S极时，输出S极感应信号给信号电平转换单元，信号电平转换单元将S极感应信号转换成低电平信号、输出给信号处理单元；

当信号处理单元接收低一次电平信号记录一次“0”逻辑信号，当信号处理单元接收一次高电平信号记录一次“1”逻辑信号，一次“0”逻辑信号和一次“1”逻辑信号构成一次01脉冲信号，也就是说当信号处理单元连续地接收到一次低电平信号和一次高电平信号，即记录一次01脉冲信号，当记录的01脉冲信号等于环形磁条的对极个数时，信号处理单元记录下料电机的转动轴转动一圈，当记录的圈数等于预设圈数时，信号处理单元断开下料电机的驱动回路。

本发明饲喂器下料控制电路，通过磁极检测单元检测环形磁条的磁极，输出对应的磁极感应信号，信号电平转换单元将对应的次级感应信号转换成对应的电平信号，信号处理单元根据电平信号来确定电机转动轴转动的圈数，当圈数达到预设圈数时，信号处理单元断开电机驱动回路，从而本发明克服了由于电机出厂参数参差不齐、工作电压不稳定以及电机负载轻重等原因而导致通过时间来控制电机转动圈速时实际电机转动圈数不精确的问题，本发明通过电机转动轴实际转动的圈数来控制下料量，使得对饲喂器下料量的控制更加精确。

在一个具体的实施例中，磁极检测单元包括电阻R1以及通过输入端连接第一供电电源的霍尔传感器；霍尔传感器的输入端连接电阻R1的一端，输出端分别连接电阻R1的另一端、信号电平转换单元的信号输入端。

进一步的，信号电平转换单元包括三极管、电阻R3以及通过一端连接第二供电电源的电阻R2；

电阻R3的一端连接霍尔传感器的输出端，另一端连接三极管的基极；三极管的集电极分别连接电阻R2的另一端、信号处理单元的信号输入端，发射极接地。

进一步的，第一供电电源为5V电压源；第二供电电源为3.3V电压源。

具体而言，图2为本发明饲喂器下料控制电路中的电路图，如图2所示，电阻R1并联连接在霍尔传感器H1的输出端和输入端，5V电压源通过霍尔传感器H1的输入端给霍尔传感器H1供电，电阻R3的一端连接霍尔传感器HI的信号输出端，另一端连接三极管Q1的基极B；三极管Q1的集电极C分别连接电阻R2的一端、信号处理单元的信号输入端，发射极E接地，3.3V电压源通过电阻R2给三极管Q1供电。

如图2所示，霍尔传感器H1检测到旋转的环形磁条磁极变化，输出开漏极信号，开漏极信号与电阻R1，组合成0V和5V的输出信号(环形磁条的N极靠近霍尔传感器H1为0V输出信号，环形磁条的S极靠近霍尔传感器输出信号H1为5V输出信号)。

霍尔传感器H1检测到环形磁条的S极时，霍尔传感器H1输出5V输出信号，霍尔传感器H1的3脚表现为对地高阻态，输出信号通过电阻R1和电阻R3限流后驱动三极管Q1，使得三极管Q1工作饱和区，此时三极管Q1的集电极和发射机处于导通状态，此时信号处理单元直接与地相连，所以信号处理单元检测到的是0V的低电平信号；

当霍尔传感器H1检测到环形磁条的N极时，霍尔传感器H1输出0V输出信号，霍尔传感器H1的3脚表现为对地短接，此时三极管Q1工作在截止区，由于电阻R2上拉电源3.3V，直接通过电阻R2限流，连接到信号处理单元，信号处理单元接收到的是3.3V的高电平信号。

当信号处理单元连续地接收一个0V的低电平信号和一个3.3V的高电平信号，生成一个01脉冲信号。

需要说明的是，其中，电阻R1、电阻R2和电阻R3为贴片电阻，电阻尺寸为1206(1206表示长为120密尔或毫英寸，宽为60密尔或毫英寸)，电阻值为10K(10K等于10000欧姆)，温度特性为X7R(X7R表示上限工作温度是125°)；三极管Q1为NPN型三极管。

本发明饲喂器下料控制电路通过控制电路，去检测电机实际运行的转的圈数，反馈给信号处理单元，信号处理单元得到实际需要的圈数后，信号处理单元断开电机驱动回路，停止给电机供电，从而使得电机转动轴实际转动的圈数为实际设定的圈数，此控制电路可检测到同一个厂家出厂的同款型号的电机精确的转动圈数，并且检测电机的实际转动的圈数，不受实际工作电压的限制，不受电机负载大小的限制，对出厂的电机的参数也没有严格的要求，彻底解决控制饲喂器下料量精确度的问题。

在一个优选的实施例中，信号处理单元包括STM32F103型微控制器。

进一步的，环形磁条为3对极环形磁条。

具体而言，在下料电机的转动轴上安装环形磁条，磁条冲磁为3对极6极(即3个N极和3个S极)。霍尔传感器H1沿转动轴径向安装在靠近环形磁条边缘，距离环形磁条为1-2mm。

微控制器接收到外部的01脉冲信号，即可知道实际电机的转动的角度状态。微控制器检测到一个01脉冲信号即为电机转动轴实际转动1/3圈，当电机的减速比为100时，从动轴转动为1/3/100＝0.0033圈，转换成角度即为1.2度。(即微控制器每接收到一个01脉冲信号即为从动轴实际转动1.2度。)，当检测到3个01脉冲信号时，电机转动轴转动一圈。

例如，减速电机的减速比为270，可以计算到微控制器检测到3*270＝810个脉冲，即为减速电机下料端转动一圈；例如减速电机下料端需要转动10圈，当MCU检测到3*270*10＝8100个脉冲即可知道减速电机下料端已经达到需要的圈数，此时停止减速电机的供电即可。

本发明饲喂器下料控制电路，利用该控制电路克服了由于电路出厂参数参差不齐、工作电压不稳定、电机负载大小等原因导致对电机转动轴实际转动的圈数控制不精确，而引起下料量不准确的问题，因此，本发明控制饲喂器的实际下料圈数，不受产品个体差异、工作电压和电机负载大小的影响。

本发明饲喂器下料控制方法提供了一种饲喂器下料控制方法实施例1，图3为本发明饲喂器下料控制方法实施例1的步骤流程图，如图3所示，包括以下步骤：

步骤S310，信号处理单元接收信号电平转换单元发送的电平信号，并记录电平信号；

步骤S320，信号处理单元根据电平信号及环形磁条的对极个数确定转动轴转动的圈数；

步骤S330，当转动轴转动的圈数等于预设圈数时，信号处理单元断开驱动回路；

进一步的，电平信号由以下步骤获取：

信号电平转换单元接收磁极检测单元检测到环形磁条的磁极时输出对应的磁极感应信号；

信号电平转换单元将磁极感应信号转换成电平信号。

具体而言，当磁极检测单元检测到环形磁条的N极时，输出N极感应信号给信号电平转换单元，信号电平转换单元将N极感应信号转换成高电平信号、输出给信号处理单元；

当磁极检测单元检测到环形磁条的S极时，输出S极感应信号给信号电平转换单元，信号电平转换单元将S极感应信号转换成低电平信号、输出给信号处理单元；

当信号处理单元连续接收到一次低电平信号和一次高电平信号，即记录一次01脉冲信号，当记录的01脉冲信号等于环形磁条的对极个数时，信号处理单元记录下料电机的转动轴转动一圈，当记录的圈数等于预设圈数时，信号处理单元断开下料电机的驱动回路。

本发明饲喂器下料控制方法，通过磁极检测单元检测环形磁条的磁极，输出对应的磁极感应信号，信号电平转换单元将对应的次级感应信号转换成对应的电平信号，信号处理单元根据电平信号来确定电机转动轴转动的圈数，当圈数达到预设圈数时，信号处理单元断开电机驱动回路，从而本发明克服了由于电机出厂参数参差不齐、工作电压不稳定以及电机负载轻重等原因而导致通过时间来控制电机转动圈速时实际电机转动圈数不精确的问题，本发明通过电机转动轴实际转动的圈数来控制下料量，使得对饲喂器下料量的控制更加精确。

本发明饲喂器下料控制装置提供了一种饲喂器下料控制装置实施例1，图4为本发明饲喂器下料控制装置实施例1的结构示意图，如图4所示，包括：

电路信号记录模块410，用于信号处理单元接收信号电平转换单元发送的电平信号，并记录电平信号；

圈数统计模块420，用于信号处理单元根据电平信号及环形磁条的对极个数确定转动轴转动的圈数；

回路断开控制模块430，用于在信号处理单元记录转动轴转动的圈数等于预设圈数时，信号处理单元断开驱动回路。

需要说明的是，以上各个单元的功能分别对应于饲喂器下料控制方法实施例1中的各个步骤，此处不再重复赘述。

本发明饲喂器下料控制电路通过控制装置，去检测电机实际运行的转的圈数，反馈给信号处理单元，信号处理单元得到实际需要的圈数后，信号处理单元断开电机驱动回路，停止给电机供电，从而使得电机转动轴实际转动的圈数为实际设定的圈数，此控制电路可检测到同一个厂家出厂的同款型号的电机精确的转动圈数，并且检测电机的实际转动的圈数，不受实际工作电压的限制，不受电机负载大小的限制，对出厂的电机的参数也没有严格的要求，彻底解决控制饲喂器下料量精确度的问题。

根据上述本发明饲喂器下料控制方法和装置，本发明还提供一种计算机可读存储介质，下面结合附图及较佳实施例对本发明的计算机可读存储介质进行详细说明。

本发明实施例中的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可以实现本发明方法实施例中的所有方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，程序可存储于一种计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory：ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory：RAM)等。

上述计算机可读存储介质用于存储本发明实施例所提供的饲喂器下料控制方法的程序(指令)，其中执行该程序可以执行本发明实施例所提供的饲喂器下料控制方法，具备执行方法相应有益效果。可参照上述方法实施例中的描述，此处不再进行赘述。

本发明还一种饲喂器，包括转动轴上安装有环形磁条的减速电机以及本发明饲喂器下料控制电路实施例中的饲喂器下料控制电路。

例如，该饲喂器应用于哺乳母猪的饲养，环形磁条为3对极环形磁条，减速电机的减速比为1:100，从动轴转动一圈下料量为32g，一次需要的下料量自由设定100～150g。

当一次下料量设定为132g，从动轴转动4圈，减速电机的主动轴转动400圈，当下料控制电路检测到1200个01脉冲信号后，下料控制电路短路电机驱动回路。

本发明饲喂器，可以精确地控制下料量，从而更加精确地控制牲畜的进食量，使得牲畜的饲养更加科学合理。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种饲喂器下料控制电路，其特征在于，包括信号电平转换单元和连接下料电机的驱动回路的信号处理单元；所述下料电机的转动轴安装有环形磁条，所述环形磁条跟随所述转动轴转动；还包括磁极检测单元；所述磁极检测单元与所述环形磁条对应，用于检测所述环形磁条的磁极；

所述信号电平转换单元的信号输入端连接所述磁极检测单元的信号输出端、信号输出端连接所述信号处理单元的信号输入端；

所述磁极检测单元检测到所述环形磁条的磁极时输出对应的磁极感应信号，并将所述磁极感应信号传输给所述信号电平转换单元；所述信号电平转换单元将所述磁极感应信号转换成对应的电平信号，并将所述电平信号传输给所述信号处理单元；所述信号处理单元根据所述电平信号以及所述环形磁条的对极个数确定所述转动轴转动的圈数，当所述圈数等于预设圈数时，所述信号处理单元断开所述驱动回路。

2.根据权利要求1所述的饲喂器下料控制电路，其特征在于，所述磁极检测单元包括电阻R1以及通过输入端连接第一供电电源的霍尔传感器；所述霍尔传感器的输入端连接所述电阻R1的一端，输出端分别连接所述电阻R1的另一端、所述信号电平转换单元的信号输入端。

3.根据权利要求2所述的饲喂器下料控制电路，其特征在于，所述信号电平转换单元包括三极管、电阻R3以及通过一端连接第二供电电源的电阻R2；

所述电阻R3的一端连接所述霍尔传感器的输出端，另一端连接所述三极管的基极；所述三极管的集电极分别连接所述电阻R2的另一端、所述信号处理单元的信号输入端，发射极接地。

4.根据权利要求3所述的饲喂器下料控制电路，其特征在于，所述第一供电电源为5V电压源；所述第二供电电源为3.3V电压源。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的饲喂器下料控制电路，其特征在于，所述信号处理单元包括STM32F103型微控制器。

6.根据权利要求5所述的饲喂器下料控制电路，其特征在于，所述环形磁条为3对极环形磁条。

7.一种基于权利要求1至6任意一项所述的饲喂器下料控制电路的饲喂器下料控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述信号处理单元接收所述信号电平转换单元发送的电平信号，记录所述电平信号；

所述信号处理单元根据所述电平信号及所述环形磁条的对极个数确定所述转动轴转动的圈数；

当所述转动轴转动的圈数等于预设圈数时，所述信号处理单元断开所述驱动回路。

8.根据权利要求7所述的饲喂器下料控制方法，其特征在于，所述电平信号由以下步骤获取：

所述信号电平转换单元接收所述磁极检测单元检测到所述环形磁条的磁极时输出对应的磁极感应信号；

所述信号电平转换单元将所述磁极感应信号转换成所述电平信号。

9.一种饲喂器下料控制装置，其特征在于，包括：

电路信号记录模块，用于接收所述信号电平转换单元发送的电平信号，并记录电平信号；

圈数统计模块，用于根据所述电平信号及所述环形磁条的对极个数确定所述转动轴转动的圈数；

回路断开控制模块，用于在所述转动轴转动的圈数等于预设圈数时，断开所述驱动回路。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求7或8所述方法的步骤。

11.一种饲喂器，包括减速电机以及权利要求1至6任意一项所述的饲喂器下料控制电路；所述减速电机的转动轴上安装有环形磁条，所述环形磁条跟随所述转动轴转动。