CN211482306U

CN211482306U - 一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路

Info

Publication number: CN211482306U
Application number: CN201921891538.0U
Authority: CN
Inventors: 杜兴; 黄译锋; 龚章俊; 甘巧丹; 蒋建旭
Original assignee: Nanning University
Current assignee: Nanning University
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2020-09-15
Anticipated expiration: 2029-11-05

Abstract

本实用新型提供的一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路，包括电源模块、中央处理模块、湿度检测电路、水泵控制电路、显示模块、按键模块，电源模块与中央处理模块、湿度检测电路、水泵控制电路、显示模块、按键模块分别连接，中央处理模块与湿度检测电路、水泵控制电路、显示模块、按键模块分别连接，本系统由STC89C52单片机电路、4位共阳数码管显示电路、ADC0832采样电路、水泵控制电路、土壤湿度传感器电路、按键电路、电源电路组成，具有极高的系统稳定性，耗能少，浇花装置不能损耗太多的电力等能源，能够自动控制浇水量。

Description

一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路

技术领域

本实用新型涉及一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路。

背景技术

随着社会的随着社会的进步，人们的生活质量越来越高，在家里养养盆花可以陶冶情操，丰富生活，同时花可以通过光合作用吸收二氧化碳，净化室内空气，在有花木的地方空气中阴离子聚集较多，所以空气也特别清新，而且许多花木还可以吸收空气中的有害气体，因此，养盆花如今被许多人喜爱。当前传感器技术与单片机技术发展迅速，其应用逐步由工业、军事等领域向其它领域渗透，已经和我们的日常生活息息相关，而且智能家居概念也越来越受到人们的推崇，微电脑控制的电子类自动浇水系统有很好的发展前景。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路。

本实用新型通过以下技术方案得以实现。

本实用新型提供的一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路，包括电源模块、中央处理模块、湿度检测电路、水泵控制电路、显示模块、按键模块，电源模块与中央处理模块、湿度检测电路、水泵控制电路、显示模块、按键模块分别连接，中央处理模块与湿度检测电路、水泵控制电路、显示模块、按键模块分别连接。

所述电源模块包括电源接口DC、开关SW1、电阻R7、二极管D1，电源接口DC的1脚与开关SW1的2脚连接，电源接口DC的2脚与3脚短接后接地，二极管D1的阴极接地、阳极与电阻R7一端连接，电阻R7 另一端与开关SW1的3脚连接且输出电源VCC。

所述中央处理模块包括单片机U3、晶振Y1、电容C1～C3、电阻 R1、开关S1，单片机U3的18脚、19脚分别与晶振Y1两端连接，晶振 Y1两端分别与电容C1一端、电容C2一端连接，电容C1另一端、电容 C2另一端分别接地，单片机U3的9脚与电容C3一端、电阻R1一端分别连接，电阻R1另一端接地，电容C3另一端与电源VCC连接，开关 S1与电容C3并联。

所述湿度检测电路包块土壤湿度传感器U2、A/D转换芯片U1，土壤湿度传感器U2的4脚与电源VCC连接，土壤湿度传感器U2的1脚与 A/D转换芯片U1的2脚连接，土壤湿度传感器U2的3脚与A/D转换芯片 U1的4脚连接后接地，A/D转换芯片U1的1脚、7脚分别与单片机U3的 1脚、3脚连接，A/D转换芯片U1的5脚与6脚短接后与单片机U3的4脚连接，A/D转换芯片U1的8脚与电源VCC连接。

所述水泵控制电路包括水泵接线端子J1、电阻R6、电阻R8、电容C4、三极管Q5、二极管D2，电阻R6一端与单片机U3的15脚连接、另一端与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极与电源VCC连接，三极管Q5的集电极与电阻R8一端、水泵接线端子J1的2脚、电容C4 一端分别连接，电阻R8另一端与二极管D2阳极连接，二极管D2阴极与水泵接线端子J1的1脚、电容C4另一端短接后接地。

所述按键模块包括开关S2～S4，开关S2～S4的一端短接后接地，开关S2～S4的另一端分别与单片机U3的6脚～8脚连接。

所述显示模块包括显示芯片DS1、电阻R2～R5、三极管Q1～Q4，显示芯片DS1的1脚～5脚、11脚、10脚、7脚分别与单片机U3的39脚～32 脚连接，显示芯片DS1的12脚、6脚、9脚、8脚分别与三极管Q1～Q4 的集电极连接，三极管Q1～Q4的基极分别与电阻R2～R5的一端连接，电阻R2～R5另一端分别与单片机U3的27脚、21脚、25脚、23脚连接，三极管Q1～Q4的发射极短接后与电源VCC连接。

所述土壤湿度传感器U2是四线制，A/D转换芯片U1的型号是 ADC0832，单片机U3的型号是STC89C52。

本实用新型的有益效果在于：本系统由STC89C52单片机电路、4 位共阳数码管显示电路、ADC0832采样电路、水泵控制电路、土壤湿度传感器电路、按键电路、电源电路组成，具有极高的系统稳定性，耗能少，浇花装置不能损耗太多的电力等能源，能够自动控制浇水量。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路，包括电源模块、中央处理模块、湿度检测电路、水泵控制电路、显示模块、按键模块，电源模块与中央处理模块、湿度检测电路、水泵控制电路、显示模块、按键模块分别连接，中央处理模块与湿度检测电路、水泵控制电路、显示模块、按键模块分别连接。

电源模块包括电源接口DC、开关SW1、电阻R7、二极管D1，电源接口DC的1脚与开关SW1的2脚连接，电源接口DC的2脚与3脚短接后接地，二极管D1的阴极接地、阳极与电阻R7一端连接，电阻R7另一端与开关SW1的3脚连接且输出电源VCC。

中央处理模块包括单片机U3、晶振Y1、电容C1～C3、电阻R1、开关S1，单片机U3的18脚、19脚分别与晶振Y1两端连接，晶振Y1两端分别与电容C1一端、电容C2一端连接，电容C1另一端、电容C2另一端分别接地，单片机U3的9脚与电容C3一端、电阻R1一端分别连接，电阻R1另一端接地，电容C3另一端与电源VCC连接，开关S1与电容 C3并联。

湿度检测电路包块土壤湿度传感器U2、A/D转换芯片U1，土壤湿度传感器U2的4脚与电源VCC连接，土壤湿度传感器U2的1脚与A/D 转换芯片U1的2脚连接，土壤湿度传感器U2的3脚与A/D转换芯片U1 的4脚连接后接地，A/D转换芯片U1的1脚、7脚分别与单片机U3的1脚、3脚连接，A/D转换芯片U1的5脚与6脚短接后与单片机U3的4脚连接，A/D转换芯片U1的8脚与电源VCC连接，土壤湿度传感器U2通过电位器调节控制相应阀值，湿度低于设定值时，DO输出高电平；高于设定值时，DO输出低电平。数字量输出DO可以与单片机直接相连，哦通过单片机来检测高低电平，由此来检测土壤湿度，模块中蓝色的电位器是用于土壤湿度的阀值调节，顺时针调节，控制的湿度会越大，逆时针越小，模块也有模拟接口，可以检测出土壤湿度的模拟信号。传感器的模拟量输出接口AO引脚可以与AD模块相连，通过AD转换，可以获得更精确的土壤湿度数值。

水泵控制电路包括水泵接线端子J1、电阻R6、电阻R8、电容C4、三极管Q5、二极管D2，电阻R6一端与单片机U3的15脚连接、另一端与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极与电源VCC连接，三极管Q5的集电极与电阻R8一端、水泵接线端子J1的2脚、电容C4一端分别连接，电阻R8另一端与二极管D2阳极连接，二极管D2阴极与水泵接线端子J1的1脚、电容C4另一端短接后接地，采用5V微型水泵，用来喷水，由于水泵属于大功率装置，单片机无法直接驱动，故选择三极管来实现对水泵的控制，在本电路中通过LED灯来指示水泵是否工作，如果水泵工作，则LED灯亮，否则，LED灯不亮。与LED灯串联的电阻为限流电阻，限流作用，以保护LED灯，防止烧坏，当单片机的相关控制引脚为低电平时，三极管导通，水泵正常工作；否则，水泵不工作，电解电容作用是滤波，来滤除水泵供电电源中的低频参量，让水泵更稳定的工作。

按键模块包括开关S2～S4，开关S2～S4的一端短接后接地，开关 S2～S4的另一端分别与单片机U3的6脚～8脚连接。

显示模块包括显示芯片DS1、电阻R2～R5、三极管Q1～Q4，显示芯片DS1的1脚～5脚、11脚、10脚、7脚分别与单片机U3的39脚～32脚连接，显示芯片DS1的12脚、6脚、9脚、8脚分别与三极管Q1～Q4的集电极连接，三极管Q1～Q4的基极分别与电阻R2～R5的一端连接，电阻R2～R5另一端分别与单片机U3的27脚、21脚、25脚、23脚连接，三极管Q1～Q4的发射极短接后与电源VCC连接，二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极，显示芯片DS1实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个，这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示，当显示芯片DS1特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看到的字样了。常用LED显示芯片DS1显示的数字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。本设计中选择4位共阳显示芯片DS1来显示数据。4位共阳显示芯片DS1一共12 个引脚，4个位选，8个段选，1、2、3、4、5、7、10、11为段选，6、 8、9、12为四个显示芯片DS1的位选。每个位选通过三极管进行驱动，在本设计中，Q1～Q5三极管均为驱动电路，R3～R5均为限流电阻，保护三极管。当单片机控制位选的引脚为低电平时，则相关位的显示芯片DS1可以亮，否则，相关位的显示芯片DS1不亮，单片机控制段选的引脚通过高低电平的组合即可显示不同的数据信息。

湿度检测模块包块土壤湿度传感器U2是四线制土壤湿度传感器， A/D转换芯片U1的型号是ADC0832，单片机U3的型号是STC89C52。

本系统的工作原理；土壤湿度传感器检测到土壤湿度模拟信号后，通过ADC0832采样芯片将模拟的土壤湿度信息转化为数字量后传到单片机中，然后单片机处理后，在数码管上显示相关信息，通过微型水泵实现浇水，并且可以通过按键设置相关参数信息。

Claims

1.一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路，其特征在于：包括电源模块、中央处理模块、湿度检测电路、水泵控制电路、显示模块、按键模块，电源模块与中央处理模块、湿度检测电路、水泵控制电路、显示模块、按键模块分别连接，中央处理模块与湿度检测电路、水泵控制电路、显示模块、按键模块分别连接。

2.如权利要求1所述的一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路，其特征在于：所述电源模块包括电源接口DC、开关SW1、电阻R7、二极管D1，电源接口DC的1脚与开关SW1的2脚连接，电源接口DC的2脚与3脚短接后接地，二极管D1的阴极接地、阳极与电阻R7一端连接，电阻R7另一端与开关SW1的3脚连接且输出电源VCC。

3.如权利要求1所述的一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路，其特征在于：所述中央处理模块包括单片机U3、晶振Y1、电容C1～C3、电阻R1、开关S1，单片机U3的18脚、19脚分别与晶振Y1两端连接，晶振Y1两端分别与电容C1一端、电容C2一端连接，电容C1另一端、电容C2另一端分别接地，单片机U3的9脚与电容C3一端、电阻R1一端分别连接，电阻R1另一端接地，电容C3另一端与电源VCC连接，开关S1与电容C3并联。

4.如权利要求1所述的一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路，其特征在于：所述湿度检测电路包块土壤湿度传感器U2、A/D转换芯片U1，土壤湿度传感器U2的4脚与电源VCC连接，土壤湿度传感器U2的1脚与A/D转换芯片U1的2脚连接，土壤湿度传感器U2的3脚与A/D转换芯片U1的4脚连接后接地，A/D转换芯片U1的1脚、7脚分别与单片机U3的1脚、3脚连接，A/D转换芯片U1的5脚与6脚短接后与单片机U3的4脚连接，A/D转换芯片U1的8脚与电源VCC连接。

5.如权利要求1所述的一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路，其特征在于：所述水泵控制电路包括水泵接线端子J1、电阻R6、电阻R8、电容C4、三极管Q5、二极管D2，电阻R6一端与单片机U3的15脚连接、另一端与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极与电源VCC连接，三极管Q5的集电极与电阻R8一端、水泵接线端子J1的2脚、电容C4一端分别连接，电阻R8另一端与二极管D2阳极连接，二极管D2阴极与水泵接线端子J1的1脚、电容C4另一端短接后接地。

6.如权利要求1所述的一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路，其特征在于：所述按键模块包括开关S2～S4，开关S2～S4的一端短接后接地，开关S2～S4的另一端分别与单片机U3的6脚～8脚连接。

7.如权利要求1所述的一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路，其特征在于：所述显示模块包括显示芯片DS1、电阻R2～R5、三极管Q1～Q4，显示芯片DS1的1脚～5脚、11脚、10脚、7脚分别与单片机U3的39脚～32脚连接，显示芯片DS1的12脚、6脚、9脚、8脚分别与三极管Q1～Q4的集电极连接，三极管Q1～Q4的基极分别与电阻R2～R5的一端连接，电阻R2～R5另一端分别与单片机U3的27脚、21脚、25脚、23脚连接，三极管Q1～Q4的发射极短接后与电源VCC连接。

8.如权利要求4所述的一种基于单片机的智能灌溉与土壤湿度检测电路，其特征在于：所述土壤湿度传感器U2是四线制，A/D转换芯片U1的型号是ADC0832，单片机U3的型号是STC89C52。