CN215222983U - 精量播种导种管落种检测装置 - Google Patents
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Abstract
精量播种导种管落种检测装置属于农业机械；所述装置由电源灯与状态指示灯、存储电路、CAN收发电路、单片机运算处理系统、电压调节电路、光电发射电路、555触发电路、电压跟随电路、电压比较电路和电源转换电路连接装配构成，所述电源转换电路将车载电瓶输入的12V电压转换成3.3V和5V电压后分别为单片机运算处理系统、CAN收发电路和各芯片供电，单片机运算处理系统通过CAN收发电路与车载嵌入式单元连通；本装置可对玉米、大豆的大、中粒种子实现单行、实时、原位播种作业的落种统计、漏播判断、缺种报警、故障等多项信息检测，检测精度高，检测信息多，适应能力强，结构合理。
Description
技术领域
本实用新型属于农业机械，主要涉及一种精量播种导种管落种检测装置。
背景技术
为真正实现农业生产的精密播种，对种子在导种管内的落种检测是极其重要的关键环节。目前，精密播种导种管落种检测多采用导种管与传感器组合方式。在生产使用实践中发现，由于导种管与传感器长时间处在较大灰尘环境中作业，不仅灰尘的覆盖遮挡造成检测精度大幅度下降，且操作人员无法有效判断，而且经常的清洗维护作业也降低了机具的作业效率，费工费时费力，生产成本增加。另外，导种管上的传感器无法直接检测出该行播种作业信息，需将检测信号通过线束引入到机具端主控制器完成监测，由于线束较长、较多，信息传输中易受干扰，工作稳定性差，设备维护复杂繁琐。
发明内容
本实用新型的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合精密播种检测使用的实际需要，研究设计一种新结构的精密播种导种管落种检测装置，通过采用灰尘沉积补偿设计，即加大光电辐射强度，从而降低灰尘对落种检测精度的影响，达到适应环境能力强、检测精准度高、自动化程度高、使用效率高、连续作业使用时间长的目的。
本实用新型的基本设计是：精量播种导种管落种检测装置包括车载电瓶和车载嵌入式单元，所述装置由电源灯与状态指示灯、存储电路、CAN收发电路、单片机运算处理系统、电压调节电路、光电发射电路、555触发电路、光电接收电路、电压跟随电路、电压比较电路和电源转换电路连接装配构成；所述电源转换电路将车载电瓶输入的12V电压经由防反接二极管D1、78M05和ASM1117分别转换成5V和3.3V电压，其中3.3V电压用于单片机运算处理系统、CAN收发电路和电源灯与状态指示灯供电，5V电压为其他各芯片电路供电；所述单片机运算处理系统以STMf32103C8T6为主控芯片，其外围硬件包括晶振电路和复位电路，该系统接收车载嵌入式单元送往CAN收发电路(5)的作业参数及指令；所述光电接收电路由5V电源经限流电组R9和二极管D5后依次反接3个直径5mm红外接收二极管PT334-6B，再串联基准电阻R19接地构成；所述电压跟随电路由LM258双通道运算放大器构成双路电压跟随器，将光电接收电路中的基准电阻R19电压信号经双路电压跟随器其中的一路U5B送往555触发电路，另一路U5A送往电压比较电路；所述电压比较电路中选用LM311电压比较器，R8和R13将5V电压进行分压，作为基准阈值电压，电压比较器输出端上拉电阻R7接5V电压，所述电压比较器的同相端经由限流电阻R12连接双路电压跟随器U5A输出端，电压比较器的反相端经由限流电阻R10连接基准阈值电压；所述555触发电路利用NE555定时器构成施密特触发器，所述双路电压跟随器U5B输出的电压，其中一路直送555芯片6脚，另一路经R17和R20分压后送往555芯片2脚；所述电压调节电路的三极管MMBT5401发射极接5V电压，其集电极经由R18和R22分压后送往电压调节电路中的OPA551构成的电压跟随器同相端，基极连接555芯片7脚输出的电压状态信号，控制功率三极管的导通与截至；所述光电发射电路由3个红外发射二极管IR333C-A和一个限流电阻R21构成，3个红外发射二极管相互正向串联、正向电位接5V电压，负端串联限流电阻，接0PA551构成的电压跟随器输出端。
本实用新型采用CAN总线的模块化设计，支持多路CAN总线级联扩展，减少了与控制器间的线束连接，有效降低了检测过程中信号受到外部各种因素(包括灰尘)的干扰，保证精密播种作业质量的高效、高精度检测，能够实现单行、实时、原位播种作业过程中对玉米、大豆等大中粒种子的落种统计、漏播判断、缺种报警、故障报警等多项作业信息进行检测，具有结构新颖、独特、合理、检测精度高、检测信息多、适应能力强的特点。
附图说明
图1是精量播种导种管落种检测装置总体结构框图；
图2是精量播种导种管落种检测装置电路结构示意图。
图中件号说明：
1、车载电瓶、2、电源灯与状态指示灯、3、存储电路、4、车载嵌入式单元、5、CAN收发电路、6、单片机运算处理系统、7、电压调节电路、8、光电发射电路、9、555触发电路、10、光电接收电路、11、电压跟随电路、12、电压比较电路、13、电源转换电路。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施方案进行详细描述。一种精量播种导种管落种检测装置，包括车载电瓶1和车载嵌入式单元4，所述装置由电源灯与状态指示灯2、存储电路3、CAN收发电路5、单片机运算处理系统6、电压调节电路7、光电发射电路8、555触发电路9、光电接收电路10、电压跟随电路11、电压比较电路12和电源转换电路13连接装配构成；所述电源转换电路13将车载电瓶1输入的12V电压经由防反接二极管D1、78M05和ASM1117分别转换成5V和3.3V电压，其中3.3V电压用于单片机运算处理系统6、CAN收发电路5和电源灯与状态指示灯2供电，5V电压为其他各芯片电路供电；所述单片机运算处理系统6以STMf32103C8T6为主控芯片，其外围硬件包括晶振电路和复位电路，该系统接收车载嵌入式单元4送往CAN收发电路5的作业参数及指令；所述光电接收电路10由5V电源经限流电组R9和二极管D5后依次反接3个直径5mm红外接收二极管PT334-6B，再串联基准电阻R19接地构成；所述电压跟随电路11由LM258双通道运算放大器构成双路电压跟随器，将光电接收电路中的基准电阻R19电压信号经双路电压跟随器其中的一路U5B送往555触发电路9，另一路U5A送往电压比较电路12；所述电压比较电路12中选用LM311电压比较器，R8和R13将5V电压进行分压，作为基准阈值电压，电压比较器输出端上拉电阻R7接5V电压，所述电压比较器的同相端经由限流电阻R12连接双路电压跟随器U5A输出端，电压比较器的反相端经由限流电阻R10连接基准阈值电压；所述555触发电路9利用NE555定时器构成施密特触发器，所述双路电压跟随器U5B输出的电压，其中一路直送555芯片6脚，另一路经R17和R20分压后送往555芯片2脚；所述电压调节电路7的三极管MMBT5401发射极接5V电压，其集电极经由R18和R22分压后送往电压调节电路7中的OPA551构成的电压跟随器同相端，基极连接555芯片7脚输出的电压状态信号，控制功率三极管的导通与截至；所述光电发射电路8由3个红外发射二极管IR333C-A和一个限流电阻R21构成，3个红外发射二极管相互正向串联、正向电位接5V电压，负端串联限流电阻，接OPA551构成的电压跟随器输出端。
检测使用时，车载电瓶1通过电源转换电路13向单片机运算处理系统6和CAN收发电路5进行3.3V供电，向其他各芯片电路进行5V供电。单片机运算处理系统6进行内部程序处理，以实现播种作业数据检测；其接收来自CAN总线上车载嵌入式单元4发送的作业参数及指令，将电压比较电路12输出的电平信号进行采集、处理和判断，精确记录该行的播种数量，并及时发送漏播、堵塞等故障报警信息。光电接收电路10利用光电发射电路中的光源强弱变化转化成对应的红外接收二极管阻值的变化，从而转化电信号：当接收到的光线无遮挡时，PT334-6B的阻值很小；当有种子通过时，将红外光遮挡，使PT334-6B接收不到红外线，而呈现高阻态；当发射光源上覆盖或受到灰尘遮挡时，接收到的光源减弱，致使PT334-6B阻值升高。据此，通过检测基准电阻R19对地电压，即可识别状态。电压跟随电路11是为了提高输入阻抗、降低输出阻抗，将光电接收电路10中的基准电阻R19电压信号经双路电压跟随器U5B和U5A分两路分别送往555触发电路9和电压比较电路12。电压比较电路12在无种子遮挡时，电压比较器输出高电平；当接收电路光源受遮挡时，同相端电压低于阈值比较电压时，电压比较器输出低电平。555触发电路9主要用于检测光电发射电路8与光电接收电路10之间受灰尘遮挡状态：当无灰尘遮挡时，555芯片6脚电压信号高于设定阈值VTH时7脚接地；当有灰尘遮挡时，555芯片2脚电压低于设定阈值VTL时7脚开路，从而送给电压调节电路7；当无灰尘遮挡时，555触发电路9中的7脚接地，此时电压调节电路7中的三极管基极为R15和R16的分压，致使三极管导通，OPA551电压跟随器的同相端输入电压约为R18和R22对5V电压的分压，OPA551电压跟随器输出电压与输入电压相同；在有灰尘遮挡时，555触发电路9中的7脚开路，三极管基极电压约为5V，致使三极管截止，此时OPA551电压跟随器输出电压降低至近似接地，通过OPA551电压跟随器输出电压的改变，从而达到改变光电发射电路8的低端电位电压。OPA551电压跟随器电压降低，使光电接收电路10的红外接收二极管PT334-6B压差增大，致使电流变大，光电发射电路8的红外发射二极管IR333C-A发射功率增强，即改变了红外发光二极管光强的作用，使其穿透灰尘的遮挡。
Claims (1)
1.一种精量播种导种管落种检测装置，包括车载电瓶(1)和车载嵌入式单元(4)，其特征在于：所述装置由电源灯与状态指示灯(2)、存储电路(3)、CAN收发电路(5)、单片机运算处理系统(6)、电压调节电路(7)、光电发射电路(8)、555触发电路(9)、光电接收电路(10)、电压跟随电路(11)、电压比较电路(12)和电源转换电路(13)连接装配构成；所述电源转换电路(13)将车载电瓶(1)输入的12V电压经由防反接二极管D1、78M05和ASM1117分别转换成5V和3.3V电压，其中3.3V电压用于单片机运算处理系统(6)、CAN收发电路(5)和电源灯与状态指示灯(2)供电，5V电压为其他各芯片电路供电；所述单片机运算处理系统(6)以STMf32103C8T6为主控芯片，其外围硬件包括晶振电路和复位电路，该系统接收车载嵌入式单元(4)送往CAN收发电路(5)的作业参数及指令；所述光电接收电路(10)由5V电源经限流电组R9和二极管D5后依次反接3个直径5mm红外接收二极管PT334-6B，再串联基准电阻R19接地构成；所述电压跟随电路(11)由LM258双通道运算放大器构成双路电压跟随器，将光电接收电路中的基准电阻R19电压信号经双路电压跟随器其中的一路U5B送往555触发电路(9)，另一路U5A送往电压比较电路(12)；所述电压比较电路(12)中选用LM311电压比较器，R8和R13将5V电压进行分压，作为基准阈值电压，电压比较器输出端上拉电阻R7接5V电压，所述电压比较器的同相端经由限流电阻R12连接双路电压跟随器U5A输出端，电压比较器的反相端经由限流电阻R10连接基准阈值电压；所述555触发电路(9)利用NE555定时器构成施密特触发器，所述双路电压跟随器U5B输出的电压，其中一路直送555芯片6脚，另一路经R17和R20分压后送往555芯片2脚；所述电压调节电路(7)的三极管MMBT5401发射极接5V电压，其集电极经由R18和R22分压后送往电压调节电路(7)中的OPA551构成的电压跟随器同相端，基极连接555芯片7脚输出的电压状态信号，控制功率三极管的导通与截至；所述光电发射电路(8)由3个红外发射二极管IR333C-A和一个限流电阻R21构成，3个红外发射二极管相互正向串联、正向电位接5V电压，负端串联限流电阻，接OPA551构成的电压跟随器输出端。
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