CN2537039Y - 土壤湿度控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土壤湿度控制器，在电源的负极端连接有监测土壤电阻的电极，另一个电极通过电位器W₁与放大电路的输入端连接；电源的正极端通过继电器J₁及电位器W₁分别连接在放大电路三极管Q₁的集电极和基极上；在放大电路的输出端有由三极管Q₂和电容C组成的开关电路，由三极管Q₁、电位器W₁、W₂组成放大器的输出端及控制水泵Z的继电器J₂连接在继电器J₁的触点上；开关电路的输入端有时钟电路；能根据天气、土质及作物的品种自动地控制喷灌满足作物生长的需要，而且还能方便的自动控制农村大田的漫灌浇地，实现了最大限度的节约用水，本实用新型的优点是电路简单、工作稳定可靠，成本低的特点，是一种独具特色的土壤湿度控制器产品。

Description

土壤湿度控制器

技术领域：

本实用新型涉及一种控制器，更具体地说是涉及土壤湿度控制器，适合农村作物及城市绿地的喷灌或漫灌控制。

背景技术：

我国是一个水资源严重匮乏的国家，水资源的短缺已给工、农业生产及城市的绿地管理带来了隐患。目前，随着社会经济的飞速发展和人口的急剧增加，人们对水资源的需求也与日俱增，如果不能严格的加强水资源的管理、进行节约用水，将来势必会导致水资源的枯竭。因此，高效、合理、最大限度地节约用水已成为人们研究的一个重要课题。为节约用水人们在农村作物的种植及城市绿地管理上通常将漫灌改成了喷灌方法进行浇地，但是，由于受天气、土质及作物品种多方面因素的影响，喷灌的用水量无法准确的控制，如果管理不当即使采用喷灌技术依然有大量的水资源被白白浪费，同时，喷灌方法成本高，在农村的大部分种植业上还无法完全普及，给农村的种植及城市绿地的节约用水管理带来了不便，给本来就不充足的水、电资源的供给带来了更大的负担。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种土壤湿度控制器，它不仅能在农村的种植或城市绿地管理上能根据天气、土质及作物的品种自动地控制喷灌满足作物生长的需要，而且还能方便的自动控制农村大田的漫灌浇地，实现了最大限度的节约用水。

本实用新型的目的是这样实现的，它包括有电源E，其特征是在电源的负极端-E连接有监测土壤电阻R_T的电极，另一个电极通过电位器W₁与放大电路的输入端连接；电源的正极端+E通过继电器J₁及电位器W₁分别连接在放大电路三极管Q₁的集电极和基极上；在放大电路的输出端有由三极管Q₂和电容C组成的开关电路，由三极管Q₁、电位器W₁、W₂组成放大器的输出端及控制水泵Z的继电器J₂连接在继电器J₁的触点上；在开关电路的输入端还连接有能发出时钟脉冲的时钟电路。

本实用新型的优点是，由于在电源的负极端-E连接有监测土壤电阻R_T的电极，另一个电极通过电位器W₁与放大电路的输入端连接，这样可根据土壤电阻R_T的变化监测出土壤的湿度，当湿度达到作物生长的要求时，土壤电阻R_T小，负电压-E作用到放大电路的输入端，使放大电流减小，喷灌或漫灌用的水泵Z停止供水，当土壤中的水份减小，土壤电阻R_T增大，作用在放大电路输入端的负电压-E减小，放大电流增大，带动水泵供水进行喷灌或漫灌浇地；它不仅能在农村的种植或城市绿地管理上能根据天气、土质及作物的品种自动地控制喷灌满足作物生长的需要，而且还能方便的自动控制农村大田的漫灌浇地，实现了最大限度的节约用水，具有电路简单，动作可靠，成本费用低的特点，是一种新颖并独具特色的土壤湿度控制器产品。

附图说明：

图1是本实用新型的土壤湿度控制器电路图。

图2是时钟电路图。

具体实施方式：

在图1-2中，它有一个12V的直流电源E，放大电路由三极管Q₁电位器W₁、W₂构成；它还有一个由三极管Q₂、电容C连接成的开关电路；Q₁及Q₂均采用3DD15B大功率三极管。在电源的负极端-E连接有监测土壤电阻R_T的两个金属棒制成的电极，另一个电极通过0-20K的电位器W₁与放大电路的输入端三极管Q₁的基极连接；12V电源E的正极端+E通过继电器J₁及0-20K的电位器W₂分别连接在放大电路三极管Q₁的集电极和基极上；在放大电路的输出端有由三极管Q₂和容量为0.1μ的电容C组成的开关电路。由三极管Q₁、电位器W₁、W₂、继电器J₁组成放大器的输出端连接在继电器J₁的常开接点1上，12V电源连接在继电器J₁的常开接点3上。控制水泵Z的继电器J₂连接在继电器J₁的常闭接点4上。时钟电路采用通用的、能发出时钟脉冲的标准时钟电路。时钟电路的能发出时钟脉冲的输出端，连接在开关电路输入端三极管Q₂的基极上。继电器J₁接点1与三极管Q₁发射极及三极管Q₂的集电极连接，12V电源连接在继电器J₁的接点3上，控制水泵Z的继电器J₂通过继电器J₁控制。

上述土壤湿度控制器，其工作原理如下，将两个铜质的电极20cm间距插入作物生长的土壤中，深度根据作物根系的深度而定。在土壤湿度满足农作物及绿地用水时，土壤电阻R_T较小，-12V电源-E经过土壤电阻R_T和电位器W₁加给放大电路中的三极管Q₁基极一较大的负电压，使三极管的基极电位较低。根据三极管放大原理，集电极电流I_C较小，继电器J₁处于分断状态，因此继电器J₁、J₂都不工作，供水用的水泵停止供水不工作。随着土壤水份的蒸发、湿度不断减小，R_T不断增大，-12V电压经土壤电阻R_T和电位器W₁加到放大电路三极管Q₁基极的负偏压减小，三极管Q₁基极电压V_B升高、基极电流I_B较大、则集电极电流I_C增大。当I_C足以使J₁吸合时继电器J₁、J₂同时工作，水泵Z开始工作供水开始。此过程可表示为：R_T↑-V_B↑-I_B↑-I_C↑-J₁、J₂吸合。而当土壤湿度不断增大R_T减小，-12V电源-E加到三极管Q₁基极负偏压增大，I_B减小、I_C也减小，当I_C不足以吸合继电器J₁时，继电器J₁、J₂断开，泵Z泵水停止；此过程可表示为：R_T↓-V_B↓-I_B↓-I_C↓-J₁、J₂断开；上述过程可根据土壤湿度的干湿变化反复进行。为了减小电路的耗电和电路元件的损耗，本电路采用间歇导通方式，即每隔一小时电路通电一次。为此，本电路加设一个由三极管Q₂构成的开关电路，来控制电路的通断。三极管Q₂的集电极与三极管Q₁的发射极相连，发射极通过继电器J₁的1、3接点与地相连，其基极外接时钟整点报分信号，每隔1小时，时电路送给三极管Q₂基极一定幅度的报分信号，三极管Q₂由截止变成饱合导通，如果此时土壤湿度小R_T足够大三极管Q₁可导通，继电器J₁、J₂工作供水开始。时钟信号过后三极管Q₂截止，但由于J₁仍吸合，三极管Q₁仍工作，直到湿度满足预先设定的要求时，继电器J₁断开、供水停止，这样可保证供水时电路不受时钟信号控制。由于水分蒸发是缓慢的，土壤电阻R_T的阻值由小到大的变化也是缓慢的，因此采用间歇导通方式并不影响供水的及时性和准确性。

在时钟电路中，其中IC₁为石英钟走时电路，外接32768HZ晶振，经过微调电容C_T产生秒信号，再经BG₁放大触发IC₂，IC₂是12级二进制串行计数器，当其计数端CP(10脚)输入3600个秒脉冲后，其输出端Q₅、Q₁₀-Q₁₂均为高电位，由R₁、D_1-5组成二极管门电路出变为高电位。此高电位信号一路经C₂返回IC₂的R端，使IC₂清零。另一路经R₂、C₁输出加到湿控器Q₂的基极，作为间歇导通控制信号，控制电路的通断。需要说明的是，时钟信号可以从日用电子钟上很方便地取得，可不用单独制作时钟电路。

Claims (3)

1、一种土壤湿度控制器，它包括有电源，其特征是在电源的负极端连接有监测土壤电阻的电极，另一个电极通过电位器W₁与放大电路的输入端连接；电源的正极端通过继电器J₁及电位器W₁分别连接在放大电路三极管Q₁的集电极和基极上；在放大电路的输出端有由三极管Q₂和电容C组成的开关电路，由三极管Q₁、电位器W₁、W₂组成放大器的输出端及控制水泵Z的继电器J₂连接在继电器J₁的触点上；在开关电路的输入端还连接有能发出时钟脉冲的时钟电路。

2、根据权利要求1所述的控制器，其特征是所述三极管Q₁及Q₂均为3DD15B。

3、根据权利要求1所述的控制器，其特征是所述的电位器W₁、W₂OR的阻值为0-20K。