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基于PIC单片机的自动喷料机设计

发布时间:2020-06-30 18:01:13 阅读: 来源:截止阀厂家

1 引言

本文引用地址:目前,我国人工养殖业发展迅速。但是养殖方法却很落后,多数仍旧是采用传统的人工方式投放饲料,费时费料、饲料投放不均、距离不远,不便于定时定量地科学养殖。文中介绍了一种在鱼塘里自动喷料机的电路设计。经过实践证明。该自动喷料机不仅能够定时定量地喷洒饲料。而且喷料均匀,喷洒距离远,能明显节约饲料,大大提高养殖效益。

2 自动喷料机的硬件设计

在渔业养殖中,大多数需要在早、中、晚喷洒饲料,每次喷料时间约在两三个小时。喷饲料是按喷几十秒、停几十秒断续进行,具体一天喷饲料几次、喷料时间长度、喷停时间长度,因鱼的品种、饲料的品种、鱼的养殖密度、环境气候等因素而不同,可由用户根据具体情况自行设定。为实现上述自动控制,本设计采用以PIC单片机为核心的电路,配以电源模块、按键显示、时钟电路、驱动控制(包括喷料方向控制。喷料距离控制,喷料的量控制)构成完整系统。

2.1 电源模块的设计

由220 V交流电降压后经整流滤波后得到+24 V直流电压,向驱动控制电路供电;+24 V直流电经过7805稳压后向按键显示等电路供电;当主电源有电时,主电源向各电路供电并向备份电源(3.6 V充电电池)充电;当主电源断电时,由备份电源向PIC单片机及时钟电路供电,以维持正常走时和保存预设的信息,而显示及驱动控制部分电路则停止工作。输入到PIC单片机RA5口的模拟电压经A/D转换。若转换值小于154(对应模拟值为3 V),则单片机进入低功耗模式,此时由备份电池供电,仅保证正常走时和保存预设的信息,按键显示和驱动控制部分电路均停止工作,该情况下电路耗电流仅几十微安。2.2 时钟电路设计本系统要求时间相对精确,故需一个硬件计时电路,该电路主要由PIC单片机内部的16位定时计数器TMR1和外部的32.768 kHz晶体振荡器电路组成,TMR1工作在计数状态,每当计数满16 384时产生一个半秒(为方便秒闪编程)中断输出,用于精确计时。该方法电路简单、编程方便、计时精确。在低功耗状态下,TMR1能正常工作,TMR1每次溢出时唤醒单片机检测是否有主电源,若有主电源,则由低功耗状态转入正常工作状态。

2.3 按键显示电路的设计

按键显示电路共有12个按键及4位数码管,2个秒闪发光二极管及8个状态指示发光二极管。状态指示灯也可用于1位数码管与另外4位数码管进行动态扫描显示,节省I/O口。12个按键设计为2×6按键矩阵且与扫描显示的段位共用I/O口,充分利用单片机的I/O口资源,同时为避免按键和动态扫描显示互相影响,增加二极管(IN4148)进行隔离。12个按键的功能分别为设置键、右移键、上升键、下降键、喷料最大距离加键、喷料最大距离减键、喷料的量加键、喷料的量减键、喷料方向左和右位置检测键、喷料的量最大和最小检测键。8个状态指示灯分别指示:设定时间状态、设定喷料总长时间状态、设定第一二三四次喷料时间状态、设定喷料时连续喷时间长度状态、设定喷料时暂停时间长度状态。

2.4 驱动控制电路的设计

驱动控制电路是系统设计的重点。喷洒饲料的方向及饲料的量涉及到电机转动方向控制和左转、右转到位检测,而喷料的距离则涉及到电机转速的控制。

2.4.1 喷料方向控制电路

由于喷料机安装在鱼塘岸边,为了能将饲料均匀地喷向鱼塘,要求喷料方向不断地转动。即由左到右,再由右到左,如此反复。喷料的方向是由一个功率为几十瓦的小直流电机驱动。本电路采用功率管构成桥式结构控制电机正反转,另配合两个行程开关(电路中的按键)检测是否转动到极限位置,避免电机转动到极限位置还继续工作,从而损坏电机或机械装置。当I/O1和I/O2为00时,Q6、Q7、Q1O、Q11四个功率管都截止,加在喷料方向电机上的电压为O,电机不转。当I/O1和I/O2为01时,Q7、Q11导通且Q6、Q10截止。当I/O1和I/O2为10时。Q7、Q11截止且Q6、Q10导通,这两种情况流经喷料方向电机上的电流互为相反,电机转动方向也相反。当I/O1和I/O2为11时,Q6、Q7、Q10、Q11四个功率管都导通,+24 V电源经Q7、Q11和Q6、Q10到地,此时电机不转,但Q6、Q10和Q7、Q11导通时内阻很小,流过的电流很大,会损坏功率管.处于禁止状态。行程开关相关文章:行程开关原理

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