一种用于配液机的自动控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及配液机,特别是一种用于配液机的自动控制装置。
【背景技术】
[0002]农业生产离不开施肥管理,有效合理的施肥可以使农作物更好的生长,减少土地板节,随着现代农业在不断向自动化、智能化和高效化迈进,植物生产开始由传统土地栽培转向工厂化生产,组培繁殖的母液配比、水培生长施肥管理成为重中之重。由于植株生长需要多种微量元素,配置施肥液或母液变成了重复大量劳动,人工大量重复配置容易出现错误;更多依靠的是操作者的经验,容易出现人为误差或错误,造成植株营养不良甚至死亡。再者操作人员劳动强度大,配液环境可能影响操作人员的身体健康。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种用于配液机的自动控制装置,可自动抽取溶液,无需人工操作,操作简单且占地面积小。
[0004]本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案:
[0005]本实用新型提出的一种用于配液机的自动控制装置,包括电源模块,主处理器,通信模块,控制模块,复位模块,脉冲输出模块;其中,
[0006]主处理器与通信模块连接,通信模块、复位模块、脉冲输出模块分别与控制模块连接,主处理器、通信模块、控制模块、复位模块、脉冲输出模块分别与电源模块连接;
[0007]电源模块,用于为主处理器、通信模块、控制模块、复位模块、脉冲输出模块供电;
[0008]复位模块,用于对控制模块进行复位;
[0009]主处理器,用于当预先设置好溶液的体积后,输出体积信号至通信模块;
[0010]通信模块,用于将接收的体积信号输出至控制模块;
[0011]控制模块,用于对接收到的体积信号计算处理后输出控制信号和溶液抽取进程信号,控制信号输出至脉冲输出模块,溶液抽取进程信号输出至通信模块;通信模块将接收到的溶液抽取进程信号输出至主处理器,主处理器接收到溶液抽取进程信号时则进行动画显示;
[0012]脉冲输出模块,用于将控制模块输出的控制信号进行电-光-电转化隔离后,输出脉冲信号至外部的计量泵。
[0013]作为本实用新型所述的一种用于配液机的自动控制装置进一步优化方案,所述主处理器包括实时时钟、存储器、触摸屏;其中,实时时钟、存储器、触摸屏分别与通讯模块连接。
[0014]作为本实用新型所述的一种用于配液机的自动控制装置进一步优化方案,所述实时时钟、存储器、触摸屏均是通过数据总线与通讯模块连接。
[0015]作为本实用新型所述的一种用于配液机的自动控制装置进一步优化方案,所述控制模块为单片机。
[0016]作为本实用新型所述的一种用于配液机的自动控制装置进一步优化方案,所述单片机为ATMEGA32单片机。
[0017]作为本实用新型所述的一种用于配液机的自动控制装置进一步优化方案,所述复位模块为MAX706芯片。
[0018]本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:
[0019](I)本实用新型使用触屏作操作界面,自主开发控制板作为控制器,和触屏通信并控制脉冲泵工作,该控制板可以同时控制8个计量泵工作。每种母液或肥液配好固定浓度,放置在固定位置上,把对应计量泵的进液管放在溶液内,设置需要配置溶液的体积,控制板自动计算脉冲发给各自的水泵,各泵自动抽取溶液;
[0020](2)本实用新型可自动抽取溶液,无需人工操作,操作简单且占地面积小,大大减轻了操作人员的劳动强度。
【附图说明】
[0021]图1是本系统框图。
[0022]图2是电源模块的电路图。
[0023]图3是单片机电路图。
[0024]图4是通信电路图。
[0025]图5是复位模块电路图。
[0026]图6是脉冲输出模块电路图。
[0027]图7是本实用新型的整体装配图。
[0028]图7中的附图标记解释为:101-铝型材架,102-触摸屏控制箱,103-出水球阀,104-混合水箱,105-进水软管,106-调压阀,107-计量泵,108-出水硬管,109-母液瓶。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明:
[0030]如图1所示是本系统框图,一种用于配液机的自动控制装置,包括电源模块,主处理器,通信模块,控制模块,复位模块,脉冲输出模块;其中,
[0031]主处理器与通信模块连接,通信模块、复位模块、脉冲输出模块分别与控制模块连接,主处理器、通信模块、控制模块、复位模块、脉冲输出模块分别与电源模块连接;
[0032]电源模块,用于为主处理器、通信模块、控制模块、复位模块、脉冲输出模块供电;
[0033]复位模块,用于对控制模块进行复位;
[0034]主处理器,用于当预先设置好溶液的体积后,输出体积信号至通信模块;
[0035]通信模块,用于将接收的体积信号输出至控制模块;
[0036]控制模块,用于对接收到的体积信号计算处理后输出控制信号和溶液抽取进程信号,控制信号输出至脉冲输出模块,溶液抽取进程信号输出至通信模块;通信模块将接收到的溶液抽取进程信号输出至主处理器,主处理器接收到溶液抽取进程信号时则进行动画显示;
[0037]脉冲输出模块,用于将控制模块输出的控制信号进行电-光-电转化隔离后,输出脉冲信号至外部的计量泵。
[0038]所述主处理器包括实时时钟、存储器、触摸屏;其中,实时时钟、存储器、触摸屏分别通过数据总线与通讯模块连接。
[0039]所述控制模块为单片机。所述单片机为ATMEGA32单片机。所述复位模块为MAX706芯片。
[0040]电源模块负责为整个系统供电,主处理器为上位机,是人机交互模块,主要用来设置相关数据及动画演示;单片机为下位机模块,主要用来控制输出;复位模块作用是防止单片机死机;脉冲输出模块主要作用是把单片机发出的信号进行电-光-电转化隔离,防止因泵体动作产生脉冲电流干扰单片机;通信模块负责单片机和主处理器互相通信。
[0041]图2是电源模块的电路图,系统电源采用交流220V供电,经过开关电源变为DC24V,再经过电源模块电路,变为下位机所需的+5V电源,DC24V经过二极管D3单向保护,瞬态二极管TVS2保护,C8、Cll滤波,输入到稳压芯片U20,极性电容C9、电感L3组成输出滤波电路,R40、R41组成调压电路。R4、D7组成电源指示电路。该电源具有反向保护、输出具有短路保护、过流保护等功能。采用开关稳压集成电路LM2576K-ADJ,Vout=Vref (1+R2/Rl ),Vref为1.23V基准电压,本实用新型中Vout=L 23* (1+3.1)=5.043V约为5V,效率高,输出电流大,最大可获得3安培电流输出。过流保护采用了瞬态电压抑制器P6KE33A,有效地保护电子线路中的精密元器件,免受各种浪涌脉冲的损坏。
[0042]图3是单片机电路图,下位机
采用单片机开发,体积小可靠性高,低电压低功耗,具有设计灵活,功能易于扩展,修改方便功耗低等特点。本实用新型中采用了工业级ATMEGA32单片机,是高性能、低功耗的8位AVR微处理器,内部有32KB Flash,2K SRAM,8路10位A/D转换,4通道PWM,32个可编程I/O 口,有正常、空闲、掉电三种模式。其中JTAGl为程序下载口,完成程序的烧写。PDO和PDl为串行通信接口,负责与上位机触摸屏进行通信;PB 口接控制输出模块,输出脉冲。PD2和RESET接外部复位模块MAX706 ;PC2—PC5接JTAG,用于程序烧写。
[0043]图4是通信电路图,单片机和触屏之间采用串行通信,MAX232是一种双组驱动器/接收器,片内含有一个电容性电压发生器,能在5V电压供电时提供EIA/TIA/-232-E电平。使用简单稳定性高。由MAX232的11和12脚分别接在单片机的10脚和9脚上。
[0044]图5是复位模块电路图,本实用新型中设计了复位电路,可以从硬件上将系统复位,保证单片机系统工作稳定可靠。采用MAX706芯片,低电平复位,该电路在上电、掉电或电源不稳定时产生一个低电平复位信号输出、复位脉冲宽度200ms,VCO=IV时,保证/RESET有效。当VCC电压小于复位门限电压4.4V时,/RESET发出复位信号,系统重启;若在1.6秒内WDI端没有收到来自单片机的喂狗信号,并且WDI处于非高阻态,触发非屏蔽中断,系统同样重启。
[0045]图6是脉冲输出模块电路图,采用脉冲方式控制计量泵,比模拟控制更精确。使用的计量泵最大频率为320冲程/分钟,泵最大分频为10:1,需要单片机输出的脉冲频率最大3.2Khzo为防止干扰本设计中在单片机和计量泵脉冲输入端加光耦隔离,增加安全性。由于计量泵输入频率低,使用东芝公司生产的可控制的光电耦合器件Tlp521-4,芯片内封装三极管导通时间2uS,关断时间25uS,相当于最大工作频率37Khz,完全满足本设计要求。使用单片机PB 口接光耦前级,后级采用上拉输出。当PBO 口为低时发光二极管发光,后级三极管导通,OUTl输出被拉低输出低电平,当PBO 口为高时发光二极管不发光,后级三极管关断,OUTl输出高电平,完成一个脉冲输出;其余口与PBO 口相同。输出端的个数可以根据实际操作需要来设定,图中是有4个输出端0UT1、0UT2、0UT3、0UT4。
[0046]本实用新型使用触屏作操作界面,自主开发控制板作为控制器,和触屏通信并控制脉冲泵工作,该控制板可以同时控制8个计量泵工作。每种母液或肥液配好固定浓度,放置在固定位置上,把对应计量泵的进液管放在溶液内,设置需要配置溶液的体积,控制板自动计算脉冲发给各自的水泵,各泵自动抽取溶液;
[0047]主处理器为上位机,是人机交互模块,人机交互模块主要用来设置参数和显示界面动画。采用威纶通MT607iH触摸屏,内置存储器、实时时钟、串口通信接口。与单片机通过RS232或RS485相连。通过触屏界面设置营养液的相关参数,发送给单片机模块,由单片机做处理。
[0048]开机后进行系统初始化,首先触摸屏和控制板进行通信连接,每隔I秒钟连接一次,若5次不成功,则触屏显示报警连接不成功;通信成功后使用触摸屏设置要配置溶液的体积,确定后触摸屏把数据发给单片机,由单片机计算每种溶液需要添加体积,然后单片机根据计算结果发出脉冲信号给不同的计量泵,计量泵开始工作抽取溶液,配置溶液完成后等待下一次配置溶液命令。
[0049]安装完成后的设备,如图7是本实用新型的整体装配图,101为铝型材架,102为触摸屏控制箱,103为出水球阀,104为混合水箱,105为进水软管,106为调压阀,107为计量泵,108为出水硬管,109为母液瓶。整体采用铝型材做构架,并加防尘条、支撑脚件。配置好的母液瓶放在配液机的后部,并且位置略高,计量泵固定在下面的铝合金横梁上,计量泵的进水口放在母液瓶中并加过滤接头,出水口通过调压阀接入混合液体的水箱,水箱的底端装有出水球阀,用于取出配置好的溶液。
[0050]显然,本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种用于配液机的自动控制装置,其特征在于,包括电源模块,主处理器,通信模块,控制模块,复位模块,脉冲输出模块;其中, 主处理器与通信模块连接,通信模块、复位模块、脉冲输出模块分别与控制模块连接,主处理器、通信模块、控制模块、复位模块、脉冲输出模块分别与电源模块连接; 电源模块,用于为主处理器、通信模块、控制模块、复位模块、脉冲输出模块供电; 复位模块,用于对控制模块进行复位; 主处理器,用于当预先设置好溶液的体积后,输出体积信号至通信模块; 通信模块,用于将接收的体积信号输出至控制模块; 控制模块,用于对接收到的体积信号计算处理后输出控制信号和溶液抽取进程信号,控制信号输出至脉冲输出模块,溶液抽取进程信号输出至通信模块;通信模块将接收到的溶液抽取进程信号输出至主处理器,主处理器接收到溶液抽取进程信号时则进行动画显示; 脉冲输出模块,用于将控制模块输出的控制信号进行电-光-电转化隔离后,输出脉冲信号至外部的计量泵。2.根据权利要求1所述的一种用于配液机的自动控制装置,其特征在于,所述主处理器包括实时时钟、存储器、触摸屏;其中,实时时钟、存储器、触摸屏分别与通讯模块连接。3.根据权利要求2所述的一种用于配液机的自动控制装置,其特征在于,所述实时时钟、存储器、触摸屏均是通过数据总线与通讯模块连接。4.根据权利要求1所述的一种用于配液机的自动控制装置,其特征在于,所述控制模块为单片机。5.根据权利要求4所述的一种用于配液机的自动控制装置,其特征在于,所述单片机为ATMEGA32单片机。6.根据权利要求1所述的一种用于配液机的自动控制装置,其特征在于,所述复位模块为MAX706芯片。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于配液机的自动控制装置,包括电源模块,主处理器,通信模块,控制模块,复位模块,脉冲输出模块;其中,主处理器与通信模块连接,通信模块、复位模块、脉冲输出模块分别与控制模块连接,主处理器、通信模块、控制模块、复位模块、脉冲输出模块分别与电源模块连接。本实用新型使用触屏作操作界面,自主开发控制板作为控制器,和触屏通信并控制计量泵工作,控制模块自动计算脉冲发给各自的水泵,各泵自动抽取溶液;本实用新型可自动抽取溶液,无需人工操作,操作简单且占地面积小,大大减轻了操作人员的劳动强度。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN204650197
【申请号】CN201520269824
【发明人】李大为, 许建民, 王永平, 周元敏
【申请人】南京邦林生物科技有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月29日