一種無花果種植用自動澆灌系統的制作方法

本發明涉及一種控制系統，具體是指一種無花果種植用自動澆灌系統。

背景技術：

無花果富含多種氨基酸、有機酸、鎂、錳、銅及維生素等營養成分，深受人們的喜愛。無花果生長于溫暖濕潤的環境，因此無花果的種植需要對土壤的濕度進行控制，使其能夠更好的生長。目前大棚種植無花果時通常采用澆灌系統自動對無花果進行澆灌，該澆灌系統采用插入土壤中的探針對土壤濕度進行監測，當土壤濕度不夠時則自動啟動水泵對土壤進行澆灌，其可以節省大量的人力。然而，目前采用的澆灌系統還是存在很大的問題，即由于澆水速度比滲水速度快，當探針檢測到土壤濕度足夠時，土壤的表面已經有大量的積水，這樣則導致澆水過多，影響無花果的生長。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服目前采用的澆灌系統容易出現澆水過多的缺陷，提供一種無花果種植用自動澆灌系統。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種無花果種植用自動澆灌系統，主要由探針G1，探針G2，水泵M，處理芯片U4，正極與處理芯片U4的CONT管腳相連接、負極接地的電容C7，正極與處理芯片U4的THRE管腳相連接、負極與處理芯片U4的TRI管腳相連接的同時接地的電容C8，P極與電容C8的負極相連接、N極經電位器R7后與處理芯片U4的RE管腳相連接的二極管D4，與處理芯片U4的OUT管腳相連接的觸發電路，以及與觸發電路相連接的電源電路組成；所述處理芯片U4的VCC管腳同時與其RE管腳和電源電路相連接、其DIS管腳與電位器R7的控制端相連接、其GND管腳接地、其THRE管腳與二極管D4的N極相連接；所述電容C8的正極與處理芯片U4的RE管腳相連接；所述探針G1和探針G2均與觸發電路相連接；所述水泵M與電源電路相連接。

進一步的，所述電源電路由變壓器T，二極管整流器U1，三端穩壓器U2，三端穩壓器U3，正極與二極管整流器U1的負極輸出端相連接、負極接地的電容C1，串接在二極管整流器U1的負極輸出端和三端穩壓器U2的IN管腳之間的電阻R1，N極與三端穩壓器U2的IN管腳相連接、P極與三端穩壓器U2的OUT管腳相連接的二極管D1，正極與二極管D1的P極相連接、負極接地的電容C2，N極與三端穩壓器U3的IN管腳相連接、P極與三端穩壓器U3的OUT管腳相連接的二極管D2，以及正極與二極管D2的P極相連接、負極接地的電容C3組成；所述三端穩壓器U2的GND管腳和三端穩壓器U3的GND管腳均接地；所述電容C2的負極與觸發電路相連接；所述三端穩壓器U3的IN管腳與電容C1的正極相連接；所述電容C3的負極與處理芯片U4的RE管腳相連接；所述二極管整流器U1的輸入端同時與變壓器T的副邊電感線圈的同名端和非同名端相連接；所述變壓器T的原邊電感線圈的同名端和非同名端則形成電源輸入端。

所述觸發電路由放大器P，與非門A1，與非門A2，與非門A3，與非門A4，三極管VT1，三極管VT2，正極與探針G2相連接、負極與放大器P的負極相連接的電容C4，串接在探針G1和電容C2的負極之間的電位器R5，負極經電阻R6后與與非門A2的輸出端相連接、正極接地的電容C5，一端與探針G1相連接、另一端經電阻R3后與電容C5的正極相連接的電阻R2，串接在放大器P的正極和輸出端之間的電阻R4，正極與電容C2的負極相連接、負極與與非門A1的輸出端相連接的電容C6，P極與順次經電容C10和電阻R8后與與非門A4的輸出端相連接、N極與三極管VT2的基極相連接的二極管D3，正極與與非門A3的輸出端相連接、負極與與非門A4的正極相連接的電容C9，正極與電容C3的負極相連接、負極經電阻R9后與三極管VT1的集電極相連接的電容C11，N極與三極管VT2的發射極相連接、P極與三極管VT1的發射極相連接的同時接地的二極管D5，以及與二極管D5相并聯的繼電器K組成；所述三極管VT2的集電極與電容C3的負極相連接；所述與非門A4的負極與其正極相連接、其輸出端則與三極管VT1的基極相連接；所述與非門A3的負極與處理芯片U的OUT管腳相連接，其正極與與非門A2的輸出端相連接；所述與非門A2的正極與其負極相連接；所述與非門A1的輸出端與與非門A2的正極相連接、其正極與其負極相連接；所述放大器P的正極與電阻R2和電阻R3的連接點相連接、其輸出端與與非門A1的正極相連接；所述電位器R5的控制端與電容C2的負極相連接；所述變壓器T的原邊電線線圈的同名端經繼電器K的常開觸點K-1后與其非同名端共同形成負載輸出端并與水泵M相連接。

所述處理芯片U4為NE555集成芯片，所述三端穩壓器U2和三端穩壓器U3均為LM317集成芯片。

本發明較現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

本發明具有定時啟動功能，可預先設定澆灌時間和停止時間，當探針檢測到土壤濕度不達標時自行啟動水泵進行澆灌，澆灌時間結束后水泵自動停止澆灌并進入停止時間段，在該停止時間段內水將持續滲入土壤深處，在該停止時間段內即使探針檢測到的土壤濕度不達標也不會啟動水泵，從而可防止水泵澆水過多的情況發生；停止時間完成后，若探針檢測到土壤濕度還不夠，則再次啟動水泵澆灌；若探針檢測到土壤濕度足夠則不需要啟動水泵，直到探針檢測到的土壤濕度不夠時再次啟動水泵；如此循環則可以有效的對無花果進行澆灌，既能保證無花果生長的土壤濕度最為合適，又能避免出現澆水過多的現象。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式并不限于此。

實施例

如圖1所示，本發明主要由探針G1，探針G2，水泵M，處理芯片U4，正極與處理芯片U4的CONT管腳相連接、負極接地的電容C7，正極與處理芯片U4的THRE管腳相連接、負極與處理芯片U4的TRI管腳相連接的同時接地的電容C8，P極與電容C8的負極相連接、N極經電位器R7后與處理芯片U4的RE管腳相連接的二極管D4，與處理芯片U4的OUT管腳相連接的觸發電路，以及與觸發電路相連接的電源電路組成。所述處理芯片U4的VCC管腳同時與其RE管腳和電源電路相連接，其DIS管腳與電位器R7的控制端相連接，其GND管腳接地，其THRE管腳與二極管D4的N極相連接。所述電容C8的正極與處理芯片U4的RE管腳相連接。所述探針G1和探針G2均與觸發電路相連接。所述水泵M與電源電路相連接。

該探針G1和探針G2需插入土壤中，并且探針G1和探針G2之間的距離需固定，在本實施例中探針G1和探針G2的距離設置為5CM；該探針G1和探針G2均采用導電良好的鋁合金探針，并且探針除了尖端露出導體之外，其他部分都要用絕緣體與土壤隔絕。該處理芯片U4，電容C7，二極管D4，電容C8以及電位器R7則組成一個多諧振蕩器，通過多諧振蕩器的自激振蕩原理，可以得到不同占空比的矩形脈沖，通過輸出脈沖的高低及時間周期來定時啟動水泵。為了更好的實施本發明，該處理芯片U4優選NE555集成芯片來實現，該電位器R7的最大阻值為10KΩ，電容C7的容值為0.03μF，電容C8的容值為1000μF，二極管D4采用1N4001型二極管來實現。

其中，所述電源電路由變壓器T，二極管整流器U1，三端穩壓器U2，三端穩壓器U3，電阻R1，電容C1，電容C2，電容C3，二極管D1以及二極管D2組成。

連接時，電容C1的正極與二極管整流器U1的負極輸出端相連接，負極接地。電阻R1串接在二極管整流器U1的負極輸出端和三端穩壓器U2的IN管腳之間。二極管D1的N極與三端穩壓器U2的IN管腳相連接，P極與三端穩壓器U2的OUT管腳相連接。電容C2的正極與二極管D1的P極相連接，負極接地。二極管D2的N極與三端穩壓器U3的IN管腳相連接，P極與三端穩壓器U3的OUT管腳相連接。電容C3的正極與二極管D2的P極相連接，負極接地。

所述三端穩壓器U2的GND管腳和三端穩壓器U3的GND管腳均接地。所述電容C2的負極與觸發電路相連接。所述三端穩壓器U3的IN管腳與電容C1的正極相連接。所述電容C3的負極與處理芯片U4的RE管腳相連接。所述二極管整流器U1的輸入端同時與變壓器T的副邊電感線圈的同名端和非同名端相連接。所述變壓器T的原邊電感線圈的同名端和非同名端則形成電源輸入端并與市電相連接。

該變壓器T對220V市電進行變壓后由二極管整流器U1整流為直流電。該電容C1為濾波電容，該電容C1對殘留的交流信號進行過濾，使直流電更加平順。該三端穩壓器U2和三端穩壓器U3則可以使直流電更加穩定，該二極管D1和二極管D2為保護二極管，其可以防止輸入短路而損壞三端穩壓器U2和三端穩壓器U3。為了更好的實現本發明，該三端穩壓器U2和三端穩壓器U3均采用LM317集成芯片來實現，而變壓器T采用5～lOW、二次電壓為15V的電源變壓器，該二極管整流器U1則由4個1N5401型硅整流二極管所構成，電阻R1的阻值設定為5KΩ，電容C1的容值為200μF，電容C2和電容C3的容值則均為50μF。

所述觸發電路由放大器P，與非門A1，與非門A2，與非門A3，與非門A4，三極管VT1，三極管VT2，電阻R2，電阻R3，電阻R4，電位器R5，電阻R6，電阻R8，電阻R9，二極管D3，二極管D5，電容C4，電容C5，電容C6，電容C9，電容C10，電容C11以及繼電器K組成。

連接時，電容C4的正極與探針G2相連接，負極與放大器P的負極相連接。電位器R5串接在探針G1和電容C2的負極之間。電容C5的負極經電阻R6后與與非門A2的輸出端相連接，正極接地。電阻R2的一端與探針G1相連接，另一端經電阻R3后與電容C5的正極相連接。電阻R4串接在放大器P的正極和輸出端之間。電容C6的正極與電容C2的負極相連接，負極與與非門A1的輸出端相連接。二極管D3的P極順次經電容C10和電阻R8后與與非門A4的輸出端相連接，N極與三極管VT2的基極相連接。電容C9的正極與與非門A3的輸出端相連接，負極與與非門A4的正極相連接。電容C11的正極與電容C3的負極相連接，負極經電阻R9后與三極管VT1的集電極相連接。二極管D5的N極與三極管VT2的發射極相連接，P極與三極管VT1的發射極相連接的同時接地。繼電器K與二極管D5相并聯。

所述三極管VT2的集電極與電容C3的負極相連接。所述與非門A4的負極與其正極相連接，其輸出端則與三極管VT1的基極相連接。所述與非門A3的負極與處理芯片U的OUT管腳相連接，其正極與與非門A2的輸出端相連接。所述與非門A2的正極與其負極相連接。所述與非門A1的輸出端與與非門A2的正極相連接，其正極與其負極相連接。所述放大器P的正極與電阻R2和電阻R3的連接點相連接，其輸出端與與非門A1的正極相連接。所述電位器R5的控制端與電容C2的負極相連接。所述變壓器T的原邊電線線圈的同名端經繼電器K的常開觸點K-1后與其非同名端共同形成負載輸出端并與水泵M相連接。

其中，該放大器P，電容C4以及電阻R4組成電壓比較器，該電壓比較器對探針G1和探針G2給出的測量值進行處理，從而輸出一個控制信號。該與非門A1，與非門A2，電容C6，電位器R5，電阻R6以及電容C5則形成一個施密特觸發器。該與非門A3，與非門A4，以及電容C9則形成一個單穩態觸發器。三極管VT1，三極管VT2，二極管D5以及繼電器K則為開關電路。該施密特觸發器和單穩態觸發器根據探針G1和探針G2給定的測量值，并結合多諧振蕩器輸出的脈沖信號來導通或截止開關電路，從而實現對水泵進行控制。為了更好的實施本發明，該放大器P的型號為LT1112。電阻R2、電阻R3、電阻R4以及電阻R6的阻值均為5KΩ，電阻R8和電阻R9的阻值均為8KΩ，該電位器的最大阻值為100KΩ，電容C4、電容C5、電容C6、電容C9、電容C10以及電容C11均采用耐壓值為25V的鋁電解電容，二極管D3和二極管D5均為1N4001型二極管，繼電器K的型號為MY218，三極管VT1則為BC547型三極管，三極管VT2則為BC557B型三極管。

當通電后該多諧振蕩器開始起振，剛開始通電時處理芯片U4的THRE管腳的起始電平為低電平，這時處理芯片U4置位，其OUT管腳為高電平，電容C8開始充電；當電容C8上的電壓達到閾值電平2/3時，處理芯片U4復位其OUT管腳輸出低電平，電容C8開始緩慢放電；即該多諧振蕩器會交替輸出高電平和低電平。

與此同時，探針G1和探針G2也對土壤的濕度進行測定，并給出一定的測量值輸出給電壓比較器，電壓比較器則輸出相應的信號給施密特觸發器。當土壤的濕度不夠時，探針G1和探針G2之間的阻值很大，其給出的測定值大于電位器R5所設定的值，這時電壓比較器輸出高電平。當土壤濕度足夠時，探針G1和探針G2之間的阻值變小，其給出的測定值小于電位器R5所設定的值，這時電壓比較器輸出低電平。

當多諧振蕩器和電壓比較器均輸出高電平時，即為土壤濕度不夠時，與非門A4輸出高電平，開關電路導通，繼電器K得電其常開觸點閉合，水泵開始抽水，抽水時間由電容C8的充電時間來決定，在本實例在設置為2分鐘。當水泵抽水時間結束后多諧振蕩器翻轉，電容C8開始緩慢放電，多諧振蕩器開始輸出低電平，與非門A4輸出低電，平水泵停止抽水；電容C8放電的時間即為水泵停止抽水的時間，在本實施例中水泵停止抽水時間為30分鐘，在水泵停止抽水時，水繼續往下滲，設置水泵停止抽水時間是為了防止抽水速度比滲水速度快而導致出現多澆水的情況。當停止抽水時間結束后，即電容C8放電結束后，處理芯片U4重新置位，多諧振蕩器重新輸出高電平，電容C8再次進入充電狀態；同時探針G1和探針G2繼續監測土壤濕度，如土壤濕度不足，電壓比較器繼續輸出高電平，與非門A4也輸出高電平，水泵再次抽水；如土壤濕度足夠，電壓比較器則輸出低電平，這時即使諧振蕩器輸出高電平，與非門A4都輸出低電平，水泵不再工作。之后探針G1和探針G2會一直檢測土壤濕度，當土壤濕度再次不足時則重復上述步驟，如此循環則可以很好的對無花果進行澆灌，不會因澆水速度比滲水速度快而導致澆水過多的現象，提高本發明的澆灌效果。

如上所述，便可很好的實現本發明。