CN203708963U

CN203708963U - 一种太阳能灌溉控制电路

Info

Publication number: CN203708963U
Application number: CN201320879956.4U
Authority: CN
Inventors: 汪军; 谭伟澎
Original assignee: Guangdong Real Design Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Real Design Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2023-12-30

Abstract

本实用新型公开了一种利用太阳能的可再生能源的太阳能灌溉控制电路，包括太阳能电源模块、微控制器模块和电机驱动模块，太阳能电源模块的输出端连接微控制器模块的输入端，微控制器模块的输出端接电机驱动模的输入端。本实用新型利用太阳能的可再生资源，可以源源不断地长时期为电路提供电源，解决了无电地区的灌溉问题，本实用新型的电路性能稳定可靠，可应用于各种节水灌溉的电路中。

Description

一种太阳能灌溉控制电路

技术领域

本实用新型涉及农业灌溉技术领域，更具体地，涉及一种太阳能灌溉控制电路。

背景技术

浇灌一般是用皮管或洒水车浇水，是中国目前园林养护、蔬菜苗木种植等领域使用最多的灌溉方式。相对漫灌而言比较容易控制，但仍然具有费水、费人工、低效率等缺点。

近年来，农业节水灌溉技术迅速发展和推广，这不仅可以提高水资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。节水灌溉的基本要求，就是要采取最有效的技术措施，使有限的灌溉水量创造最佳的生产效益和经济效益。根据作物需水要求，适时适量地灌水，用先进的科学技术可以科学有效地控制土壤水分含量，进行合理调度，做到计划用水、优化配水，以达到既节水又增产的目的。灌溉农业作为一种稳产高产的农业遍布世界各地，其主要是通过各种农用水利灌溉设施，满足农作物对水分的需要，尤其在温室，无土栽培，大棚，绿化，园林，农田等进行控制灌溉和田间排水，有利于节水、节肥和作物生长，为实现高产、高效、优质农业创造了有利的条件。大力普及节水灌溉技术，具有提高水资源利用率，增加农作物的产量，降低农产品的成本重要的意义。

在目前现有的研究探测技术中一般采用以下技术：

1）采用最为广泛的灌溉方式为利用市电对主控电路提供电源，然后按照预先设定的时间，对电磁阀的控制实现定时定量自动灌溉，如图1。这种方式需要在田间挖沟和布置大量电缆线，这样会影响田间耕作，尤其在市电供电系统得不到保证的地方，比如公园、农田和山区，此种灌溉方式的局限性就相当大。无法在这些地方实现节水灌溉的普及，节水灌溉技术受到了限制。

2）采用电池的灌溉方式为主控电路提供电源，这种方式是利用电池电源，由主控电路控制驱动电机转动，当转到一定角度后，管道打开，电机关闭；管道闭合时，电机转动方向相反。采用这种方式可以有效地摆脱了受市电的限制，在市电供电系统得不到保证的地方可以使用。但电池有使用寿命，不可能能源源不断地为主控电路提供电源，尤其在多电机进行控制时，使用寿命更为短暂。

发明内容

为了克服上述现有技术中不足，本实用新型提出一种利用太阳能的可再生能源节水灌溉的太阳能灌溉控制电路。

本实用新型采取以下技术方案为：

一种太阳能灌溉控制电路，包括太阳能电源模块、微控制器模块和电机驱动模块，太阳能电源模块的输出端连接微控制器模块的输入端，微控制器模块的输出端接电机驱动模块的输入端。

在一种优选的方案中，所述太阳能电源模块包括太阳能板S1、滤波电容C1~C3、电容C4、电阻R1~R4、三极管Q1、锂电池BT1及充电芯片、稳压芯片；

所述太阳能板S1的正极与滤波电容C1的正极、电阻R1的一端、电阻R3的一端和充电芯片的VCC、COMP引脚连接；太阳能S1板的负极与滤波电容C1的负极、电阻R4的一端、充电芯片的VSS引脚相连接地；电阻R3的另一端与电阻R4的另一端、充电芯片的TS的引脚相连；电阻R1的另一端与充电芯片的SNS引脚、三极管Q1的发射极相连；三极管Q1的基极与电阻R2的一端相连；电阻R2的另一端与充电芯片的CC引脚相连；三极管Q1的集电极与滤波电容C2的正极、充电芯片的BAT引脚、稳压芯片的VIN引脚、锂电池BT1的正极相连，并共同连接电源VCC；滤波电容C2的负极与锂电池BT1的负极相连接地；稳压芯片的VOUT引脚与滤波电容C3的正极、电容C4的一端相连并共同连接VDD；滤波电容C3的负极与电容C4的另一端相连接地。

在一种优选的方案中，所述微控制器模块包括微控制器、电阻R5、电容C5~C7及晶振Y1；所述电阻R5的一端接太阳能电源模块中的滤波电容C3的正极、微控制器的AVcc、DVcc引脚；电阻R5的另一端通过电容C5接地，电容C6、C7串联后与晶振Y1并联，晶振Y1连接微控制器的XIN、XOUT引脚；电阻R5的另一端还接微控制器的RST引脚。

在一种优选的方案中，所述电机驱动模块包括三极管Q2~Q7，电阻R6~R11及电机；所述三极管Q3、Q5的发射极接电源VCC，三极管Q3的基极通过电阻R8接三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极通过电阻R6接在微控制器模块的微控制器上，并通过电阻R7与三极管Q4、Q6的发射极连接；三极管Q2的发射极接三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极接三极管Q5的集电极，三极管Q3的集电极接三极管Q6的集电极；电机接在三极管Q3、Q5的集电极之间；三极管Q5的基极通过电阻R9接三极管Q7的集电极，三极管Q7的发射极接三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极通过电阻R11接三极管Q7的基极，三极管Q7的基极通过电阻R10接在微控制器模块的微控制器上。

在一种优选的方案中，上述控制电路还包括与微控制器模块连接的显示模块。

在一种优选的方案中，上述控制电路还包括与微控制器模块连接的按键模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型在采用太阳能的可再生能源对锂电池BT1源源不断地进行充电，存储电能。锂电池BT1对微控制器模块和电机驱动模块提供的电源。

对于微控制器模块实行10ms自动唤醒处理，实现低功耗模式，减少了对电能的需求。控制水管管道打开时，微控制器控制电机正转一定的时间后，管道打开，电机关断供电；而控制水管管道关闭时，微控制器控制电机反转一定的时间后，管道关闭，电机关断供电。所以对于微控制器模块和电机驱动模块只需要少量的锂电池电能提供电源。该利用太阳能的可再生资源，可以源源不断地长时期（两年或更长）为电路提供电源，解决了无电地区的灌溉问题，电路性能稳定可靠，可应用于各种节水灌溉的电路中。

附图说明

图1为现有技术中灌溉控制电路示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的实施方式并不限于此。

如图3，本实施例的太阳能灌溉控制电路包括太阳能电源模块1、微控制器模块2、电机驱动模块3；太阳能电源模块1、微控制器模块2分别与电机驱动模块3相应的脚位连接。

本实施例中，所述太阳能电源模块1由太阳能板S1，滤波电容C1~C4，电阻R1~R4，三极管Q1、锂电池BT1及充电芯片U1、稳压芯片U2连接而成。太阳能板S1的正极与滤波电容C1的正极、电阻R1的一端、电阻R3的一端、芯片U1的3脚、8脚相连；太阳能S1板的负极与滤波电容C1的负极、电阻R4的一端、芯片U1的6脚相连接地；电阻R3的另一端与电阻R4的另一端、芯片U1的4脚相连；电阻R1的另一端与芯片U1的1脚、三极管Q1的发射极相连；三极管Q1的基极与电阻R2的一端相连；电阻R2的另一端与芯片U1的7脚相连；三极管Q1的集电极与滤波电容C2的正极、稳压芯片U2的2脚、芯片U1的2脚、锂电池BT1的正极相连接VCC；滤波电容C2的负极与锂电池BT1的负极、芯片U2的1脚相连接地；芯片U2的3脚与滤波电容C3的正极、电容C4的一端相连接VDD；电容C3的负极与电容C4的另一端相连接地。所述微控制器电路2由为微控制U3，液晶屏LCD1，按键K1、K2、K3，上拉电阻R5，电容C5、C6、C7及晶振Y1连接而成。上拉电阻R5的一端与微控制器U3的48脚、3脚相连接VDD；电阻R5的另一端与电容C5的一端、芯片U3的42脚相连；晶振Y1的一端与芯片U3的4脚、电容C6的一端相连；晶振Y1的另一端与芯片U3的5脚、电容C7的一端相连；电容C5的另一端、电容C6的另一端、电容C7的另一端与芯片U3的6脚、46脚相连接地；液晶屏LCD1的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚分别与微控制器U3的25脚、26脚、27脚、28脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚对应相连；按键K1的一端与芯片U3的33脚相连；按键K2的一端与芯片U3的34脚相连；按键K3的一端与芯片U3的35脚相连；按键K1的另一端、K2的另一端、K3的另一端接地。所述电机驱动电路3由三极管Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7，电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11及电机MOTOR连接而成。电阻R6的一端与芯片U3的38脚相连；电阻R6的另一端与三极管Q2的基极、电阻R7的一端相连；三极管Q2的发射极与三极管Q4的基极相连；三极管Q4的发射机与电阻R7的另一端接地；三极管Q2的集电极与电阻R8的一端相连；电阻R8的另一端与三极管Q3的基极相连；三极管Q3的发射机与电源VCC相连；三极管Q3的集电极与电机MOTOR的一端、三极管Q6的集电极相连；三极管Q4的集电极与电机MOTOR的另一端、三极管Q5的集电极相连；电阻R10的一端与芯片U3的39脚相连；电阻R10的另一端与三极管Q7的基极、电阻R11的一端相连；三极管Q7的发射极与三极管Q6的基极相连；三极管Q6的发射机与电阻R11的另一端接地；三极管Q7的集电极与电阻R9的一端相连；电阻R9的另一端与三极管Q5的基极相连；三极管Q5的发射机与电源VCC相连。

本实施例的工作原理：太阳能板S1获得太阳能后，将太阳能转化为电能后，对锂电池BT1进行充电。由充电芯片U1进行充电处理，防止对锂电池BT1过压，过流，过充充电。锂电池提供过的电源经过稳压芯片U2后提供微控制器U3电源。按键K1、K2、K3及液晶屏LCD1用作用户对太阳能灌溉控制器的预设灌溉时间、灌溉次数等参数功能。微控制器U3设置为睡眠模式，以10ms的周期自动唤醒一次处理按键操作和判断时间是否到达，以此来减少对电能的需求。

微控制器芯片U3的38脚和39脚同时输出低电平时，三极管Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7处于截止状态，电机MOTOR无获得电源，处于关闭状态。当微控制器芯片U3的38脚输出高电平，而芯片U3的39脚输出低电平。此时，三级管Q2的基极为高电平，三极管Q2处于导通状态，三极管Q7为低电平，此三极管处于截止状态。三极管Q3，Q4导通，三极管Q5，Q6截止，电流从VCC经过三极管Q3，MOTOR，三极管Q4流向直流地，电动机获得直流电源导通，使电动机正向转动。当微控制器芯片U3的38脚输出低电平，39脚输出高电平时，三极管Q3，Q4截止，Q5，Q6导通，此时电动机实现反向转动。当时间到达时，需求水管管道打开，微控制器芯片U3控制电机实现正转一定的时间后，管道打开，此时对电机关断供电；而控制水管管道关闭时，微控制器芯片U3控制电机反转一定的时间后，管道关闭，电机关断供电。所以对于微控制器电路和电机驱动电路只需要少量的锂电池电能提供电源。该利用太阳能的可再生资源，可以源源不断地长时期为电路提供电源，解决了无电地区的灌溉问题。

以上对本实用新型所提供的一种太阳能灌溉控制电路进行了详细介绍，本文中应用了具体的实例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种太阳能灌溉控制电路，其特征在于，包括太阳能电源模块（1）、微控制器模块（2）和电机驱动模块（3），太阳能电源模块（1）的输出端连接微控制器模块（2）的输入端，微控制器模块（2）的输出端接电机驱动模块（3）的输入端；

所述太阳能电源模块（1）包括太阳能板S1、滤波电容C1~C3、电容C4、电阻R1~R4、三极管Q1、锂电池BT1及充电芯片、稳压芯片；

2.根据权利要求1所述的太阳能灌溉控制电路，其特征在于，所述微控制器模块（2）包括微控制器、电阻R5、电容C5~C7及晶振Y1；所述电阻R5的一端接太阳能电源模块（1）中的滤波电容C3的正极、微控制器的AVcc、DVcc引脚；电阻R5的另一端通过电容C5接地，电容C6、C7串联后与晶振Y1并联，晶振Y1连接微控制器的XIN、XOUT引脚；电阻R5的另一端还接微控制器的RST引脚。

3.根据权利要求2所述的太阳能灌溉控制电路，其特征在于，所述电机驱动模块（3）包括三极管Q2~Q7，电阻R6~R11及电机；所述三极管Q3、Q5的发射极接电源VCC，三极管Q3的基极通过电阻R8接三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极通过电阻R6接在微控制器模块（2）的微控制器上，并通过电阻R7与三极管Q4、Q6的发射极连接；三极管Q2的发射极接三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极接三极管Q5的集电极，三极管Q3的集电极接三极管Q6的集电极；电机接在三极管Q3、Q5的集电极之间；三极管Q5的基极通过电阻R9接三极管Q7的集电极，三极管Q7的发射极接三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极通过电阻R11接三极管Q7的基极，三极管Q7的基极通过电阻R10接在微控制器模块（2）的微控制器上。

4.根据权利要求1所述的太阳能灌溉控制电路，其特征在于，还包括与微控制器模块（2）连接的显示模块。

5.根据权利要求4所述的太阳能灌溉控制电路，其特征在于，还包括与微控制器模块（2）连接的按键模块。