CN202890048U - 一种自动灌溉花盆 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种花盆，特别是一种能够自动检测土壤湿度，并进行自动灌溉的花盆。包括盆体、底托和灌溉装置，在盆体底面活动安装有底托，用以接住灌溉余水，所述灌溉装置包括储水器、湿度传感器和控制系统；储水器包括储水槽和出水阀门，出水阀门设置在储水槽下侧面，在出水阀门对应的储水槽内壁上开有出水孔；湿度传感器装设在盆体底部和盆体内侧的土壤测试区内；控制系统具有单片机、湿度测量模块和水位测量模块；水位测量模块包括液位传感器和测量电路，所述液位传感器采用电容式液位传感器；本实用新型设计合理，通过在盆体上安装灌溉装置，控制系统根据土壤湿度以及灌溉水位的设定自动启动打开、关闭出水阀门，实现自动灌溉，方便使用者。

Description

一种自动灌溉花盆
技术领域
本实用新型涉及一种花盆，特别是一种能够自动检测土壤湿度，并进行自动灌溉的花盆。
背景技术
植物种植不仅可以美化环境，也可以净化空气，受到了千家万户的喜欢，但是对于经常出差和没有时间打理的家庭来说，浇水灌溉成为主要的问题。
目前已有的自动浇灌装置或系统存在的问题是：
1、功能单一，仅仅机械的浇水，不能根据花卉种类、土壤湿度等进行科学灌溉。
2、结构复杂，包含了复杂的电路，造价很高，不适合普遍推广、使用。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种自动灌溉花盆，采用湿度传感器判断花盆内的湿度，根据需要调节灌溉时间和水量，实现科学灌溉。
一种自动灌溉花盆是采取以下技术方案实现的：一种自动灌溉花盆包括盆体、底托和灌溉装置，在盆体底面活动安装有底托，用以接住灌溉余水，所述灌溉装置包括储水器、湿度传感器和控制系统；储水器包括储水槽和出水阀门，出水阀门设置在储水槽下侧面，在出水阀门对应的储水槽内壁上开有出水孔，当出水阀门关闭时，停止灌溉，当出水阀门打开时，开始灌溉。所述的出水孔保证灌溉时水流缓缓进入土壤，不会造成水土流失，也不会对植物根系造成伤害。
湿度传感器装设在盆体底部和盆体内侧的土壤测试区内，用以测试土壤湿度，当土壤湿度低于规定值时，控制系统自动启动打开储水器阀门。
控制系统具有单片机、湿度测量模块和水位测量模块，湿度测量模块采用第一555芯片，湿度传感器与第一555芯片的输入端相连，湿度传感器将信号传输给第一555芯片；第一555芯片的输出端与单片机的P1.0脚相连接，湿度传感器的阻值随着土壤相对湿度的变化而变化，从而导致第一555芯片输出值发生变化，变化信号送入单片机后经过处理，驱动储水器的出水阀门关闭或打开。
水位测量模块包括液位传感器和测量电路，所述液位传感器采用市售的电容式液位传感器，利用测量电容的变化来测量液面的高低的。电容式液位传感器是一根金属棒插入储水槽内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε2不同，比如：ε1>ε2，则当液位升高时，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位下降，ε值减小，电容量也减小。所以，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。
所述测量电路采用液位等效电容C0和第二555芯片，第二555芯片的输出频率的周期与电容量成正比。液位等效电容C0与第二555芯片的输入端相连，第二555芯片的输出端与单片机的P1.1脚相连；液位等效电容C0的值会随着储水槽中的水位的变化而发生变化，第二555芯片输出端便有不同频率的脉冲输出，从而完成将变化的液位转换成555输出脉冲的频率变化，此频率变化送入单片机的P1.1脚，经过单片机处理后驱动储水器的出水阀门打开，当水位测量模块测出灌溉水量达到设定值时，单片机驱动储水器的出水阀门关闭。
所述的湿度传感器采用湿敏电阻，所述的湿敏电阻采用HIH3605型湿敏电阻。
所述水阀采用的是电磁阀。水阀线圈得电则水阀打开，水阀线圈失电则水阀闭合。
在所述盆体外侧设置有灌溉水量调节旋钮、灌溉时间设定旋钮和自动灌溉开关，方便用户根据所种植植物调节灌溉时间和水量。
湿敏电阻是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当土壤中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。湿敏电阻的种类很多，例如金属氧化特湿敏电阻、硅湿敏电阻、陶瓷湿敏电阻等。湿敏电阻的优点是灵敏度高。 
所述的单片机控制系统中的单片机采用AT89C51单片机，具有体积小，操作简单，测量精度高，抗干扰能力强等优点。
所述的第一555芯片和第二555芯片采用NE555型芯片，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555芯片是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉冲信号。
所述的单片机电源可采用太阳能电池供电或普通蓄电池供电。
工作原理：本实用新型使用时，通过灌溉水量调节旋钮、灌溉时间设定旋钮和自动灌溉开关设定灌溉的参数，当土壤湿度低于设定值并到达灌溉时间时，导致振荡器的振荡频率变化，单片机检测到振荡器输出的频率，再经过单片机处理后驱动出水阀门的打开。当水位测量模块测出灌溉水量达到设定值时，单片机驱动储水器的出水阀门关闭。
本实用新型设计合理，通过在盆体上安装灌溉装置，控制系统根据土壤湿度以及灌溉水位的设定自动启动打开出水阀门或关闭出水阀门，从而实现自动灌溉，大大方便了使用者。
附图说明
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型一种自动灌溉花盆的控制原理框图。
图2是本实用新型一种自动灌溉花盆的电路原理图。
具体实施方式
参照附图1～2，一种自动灌溉花盆包括盆体、底托和灌溉装置，在盆体底面活动安装有底托，用以接住灌溉余水，所述灌溉装置包括储水器、湿度传感器1和控制系统；储水器包括储水槽和出水阀门，出水阀门设置在储水槽下侧面，在出水阀门对应的储水槽内壁上开有出水孔，当出水阀门关闭时，停止灌溉，当出水阀门打开时，开始灌溉。所述的出水孔保证灌溉时水流缓缓进入土壤，不会造成水土流失，也不会对植物根系造成伤害。
湿度传感器1装设在盆体底部和盆体内侧的土壤测试区内，用以测试土壤湿度，当土壤湿度低于规定值时，控制系统自动启动打开储水器阀门。
控制系统具有单片机2、湿度测量模块和水位测量模块，湿度测量模块采用第一555芯片3，湿度传感器1与第一555芯片3的输入端相连，湿度传感器1将信号传输给第一555芯片3；第一555芯片3的输出端与单片机2的P1.0脚相连接，湿度传感器1的阻值随着土壤相对湿度的变化而变化，从而导致第一555芯片3输出值发生变化，变化信号送入单片机2后经过处理，驱动储水器的出水阀门关闭或打开。
水位测量模块包括液位传感器和测量电路，所述液位传感器采用市售的电容式液位传感器，利用测量电容的变化来测量液面的高低的。
所述测量电路采用液位等效电容C0和第二555芯片4，第二555芯片4的输出频率的周期与电容量成正比。液位等效电容C0与第二555芯片4的输入端相连，第二555芯片4的输出端与单片机2的P1.1脚相连；液位等效电容C0的值会随着储水槽中的水位的变化而发生变化，第二555芯片4输出端便有不同频率的脉冲输出，从而完成将变化的液位转换成555输出脉冲的频率变化，此频率变化送入单片机2的P1.1脚，经过单片机2处理后驱动储水器的出水阀门打开，当水位测量模块测出灌溉水量达到设定值时，单片机驱动储水器的出水阀门关闭。
所述的湿度传感器1采用湿敏电阻，所述的湿敏电阻采用HIH3605型湿敏电阻。
所述水阀采用的是电磁阀。水阀线圈5得电则水阀打开，水阀线圈5失电则水阀闭合。
在所述盆体外侧设置有灌溉水量调节旋钮、灌溉时间设定旋钮和自动灌溉开关，方便用户根据所种植植物调节灌溉时间和水量。
所述的单片机2采用AT89C51单片机，具有体积小，操作简单，测量精度高，抗干扰能力强等优点。
所述第一555芯片3和第二555芯片4采用NE555型芯片。
所述的单片机电源可采用太阳能电池供电或普通蓄电池供电。

Claims (7)

1.一种自动灌溉花盆，其特征在于：包括盆体、底托和灌溉装置，在盆体底面活动安装有底托，用以接住灌溉余水，所述灌溉装置包括储水器、湿度传感器和控制系统；储水器包括储水槽和出水阀门，出水阀门设置在储水槽下侧面，在出水阀门对应的储水槽内壁上开有出水孔；
湿度传感器装设在盆体底部和盆体内侧的土壤测试区内，用以测试土壤湿度；
控制系统具有单片机、湿度测量模块和水位测量模块，湿度测量模块采用第一555芯片，湿度传感器与第一555芯片的输入端相连，湿度传感器将信号传输给第一555芯片；第一555芯片的输出端与单片机的P1.0脚相连接，湿度传感器的阻值随着土壤相对湿度的变化而变化，从而导致第一555芯片输出值发生变化，变化信号送入单片机后经过处理，驱动储水器的出水阀门关闭或打开；
水位测量模块包括液位传感器和测量电路，所述液位传感器采用电容式液位传感器；
所述测量电路采用液位等效电容C0和第二555芯片，第二555芯片的输出频率的周期与电容量成正比；液位等效电容C0与第二555芯片的输入端相连，第二555芯片的输出端与单片机的P1.1脚相连。
2.根据权利要求1所述的自动灌溉花盆，其特征在于：所述的湿度传感器采用湿敏电阻。
3.根据权利要求1所述的自动灌溉花盆，其特征在于：所述水阀采用电磁阀。
4.根据权利要求1所述的自动灌溉花盆，其特征在于：在所述盆体外侧设置有灌溉水量调节旋钮、灌溉时间设定旋钮和自动灌溉开关。
5.根据权利要求1或4所述的自动灌溉花盆，其特征在于：所述的单片机采用AT89C51单片机。
6.根据权利要求1或4所述的自动灌溉花盆，其特征在于：所述第一555芯片和第二555芯片采用NE555型芯片。
7.根据权利要求1或4所述的自动灌溉花盆，其特征在于：所述的单片机电源采用太阳能电池供电或普通蓄电池供电。
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