用于溫室農(nóng)作物病蟲防治及種子處理智能高壓靜電儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于溫室農(nóng)作物病蟲防治及種子處理智能高壓靜電儀。包括機(jī)殼5、遙控器系統(tǒng)18、單片機(jī)控制系統(tǒng)19、信號(hào)整形驅(qū)動(dòng)電路20、高壓輸出電路21?？刂葡到y(tǒng)電路、信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路和高壓輸出電路采用獨(dú)立的PBC電路板，使它們的“地”徹底分離；控制系統(tǒng)輸出ON/OFF信號(hào)和PWM經(jīng)光電隔離電路，使電路的前后級(jí)隔離，提高了電路的抗干擾能力；遙控技術(shù)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離智能化控制，提高了使用的安全性；輸出0～60KV的高壓靜電，能夠滿足各種溫室病蟲防治的空間電場(chǎng)設(shè)施和植物種子處理裝置的需求，能大幅度降低溫室作物農(nóng)藥使用量,提高種子發(fā)芽率，減少對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
【專利說明】用于溫室農(nóng)作物病蟲防治及種子處理智能高壓靜電儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種靜電儀，更具體地說涉及一種用于溫室農(nóng)作物病蟲防治及種子處理智能高壓靜電儀。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)禁用了高殘農(nóng)藥，在此背景下產(chǎn)生了物理農(nóng)業(yè)技術(shù)設(shè)備，其基本原理是將自然界對(duì)植物生長影響積極效應(yīng)轉(zhuǎn)換為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，通過物理學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)多個(gè)前沿學(xué)科交叉、邊緣融合成為聲、光、電設(shè)備的優(yōu)化產(chǎn)品。我國農(nóng)村已建造各種類型的溫室，包括智能化溫室、日光溫室和塑料大棚、拱棚等約5000萬畝，物理農(nóng)業(yè)技術(shù)和設(shè)備已在東南沿海發(fā)達(dá)省區(qū)廣泛使用。但現(xiàn)在采用的高壓靜電儀控制方式絕大部分是采用手動(dòng)開關(guān)，不能遙控調(diào)節(jié)，更不能自動(dòng)定時(shí)。當(dāng)應(yīng)用在空間電場(chǎng)和種子處理時(shí)，人們不能遠(yuǎn)距離控制，使用非常不方便，與現(xiàn)代電器智能化、人性化和低碳設(shè)計(jì)理念相違背。設(shè)計(jì)單一，不能將作物種子處理與高壓靜電空間電場(chǎng)進(jìn)行病蟲防治融為一體，農(nóng)民投入較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種用于溫室病蟲防治及作種子處理智能高壓靜電儀。在電路設(shè)計(jì)時(shí)，控制系統(tǒng)電路、信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路和高壓輸出電路采用獨(dú)立的PBC電路板，使它們的“地”徹底分離，控制系統(tǒng)輸出0N/0FF信號(hào)和PWM經(jīng)光電隔離電路，使電路的前后級(jí)隔離，提高了電路的可靠性和抗干擾能力；遙控技術(shù)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離智能化控制，提高了使用的安全性；輸出O?60KV的高壓靜電，能夠滿足各種溫室病蟲防治的空間電場(chǎng)設(shè)施和植物種子處理裝置的需求，使溫室高壓靜電電源與作物種子處理靜電電源為“二合一”新設(shè)備。使用該設(shè)備能大幅度降低溫室作物農(nóng)藥使用量，提高了種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)，減少對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，使溫室農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到綠色食品標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]本實(shí)用新型包括機(jī)殼、電路結(jié)構(gòu)，其機(jī)殼包括前面板、后門板，手柄；前面板上設(shè)有數(shù)字表頭、輸出終止按鈕、系統(tǒng)復(fù)位按鍵，后面板上設(shè)有AC220V電源插座、電源開關(guān)、高壓輸出連接線、高壓接地連接座。電路結(jié)構(gòu)包括系統(tǒng)控制電路、信號(hào)整形驅(qū)動(dòng)電路、高壓輸出電路、數(shù)字顯示電路和電源電路，其特點(diǎn)在于:
[0005]a、ATmegal6L單片機(jī)系統(tǒng)控制電路端口 PB2與斯密特觸發(fā)器的I腳連接，斯密特觸發(fā)器的2腳與0N/0FF接口電路連接，0N/0FF接口電路另一端與光電隔離電路連接，光電隔離電路另一端與0N/0FF驅(qū)動(dòng)電路連接，0N/0FF驅(qū)動(dòng)電路另一端與ADJ電壓輸出控制連接，ADJ電壓輸出端與高壓輸出電路連接。
[0006]b、ATmegal6L單片機(jī)系統(tǒng)控制電路端口 PD4與斯密特觸發(fā)器的3腳連接，斯密特觸發(fā)器的4腳與ADJ接口電路連接，ADJ接口電路的另一端與光電隔離電路連接，光電隔離電路另一端與ADJ低帶通濾波放大電路連接，ADJ低帶通濾波放大的另一端與ADJ電壓輸出電路連接，ADJ電壓輸出電路連接到ADJ電壓輸出控制電路。
[0007]c、ATmegal6L單片機(jī)系統(tǒng)控制電路端口 PD5與斯密特觸發(fā)器的5腳連接，斯密特觸發(fā)器的6腳與激勵(lì)脈沖接口電路連接，激勵(lì)脈沖接口電路的另一端與光電隔離電路連接，光電隔離電路的另一端與脈沖放大整形電路連接，脈沖放大整形電路的另一端與激勵(lì)脈沖推動(dòng)電路連接，激勵(lì)脈沖推動(dòng)電路的輸出端與高壓輸出電路連接。
[0008]本實(shí)用新型為溫室高壓靜電與作物種子處理“二合一”新設(shè)備，設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，性能穩(wěn)定可靠，操作簡便，成本較低，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，具有較高的性價(jià)比；不僅適用各種溫室大棚使用，也能夠滿足不同種子播前的處理需求。使用該設(shè)備，還會(huì)大幅度降低溫室作物農(nóng)藥、化肥使用量，減少對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，使溫室農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到綠色食品標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，有廣闊的市場(chǎng)前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0010]圖1為本實(shí)用新型用于溫室農(nóng)作物病蟲防治及種子處理智能高壓靜電儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為圖1中后面板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為遙控器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)連接框圖。
[0014]圖5為本實(shí)用新型ATmegal6L單片機(jī)控制系統(tǒng)19的電路原理圖。
[0015]圖6為本實(shí)用新型遙控器系統(tǒng)18的電路原理圖。
[0016]圖7為本實(shí)用新型信號(hào)整形驅(qū)動(dòng)電路20中的激勵(lì)脈沖整形和0N/0FF控制電路原理圖。
[0017]圖8為本實(shí)用新型信號(hào)整形驅(qū)動(dòng)電路20中的可調(diào)電源、激勵(lì)脈沖整形和推動(dòng)電路、高壓輸出21電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在圖1、2中:機(jī)殼5兩側(cè)前方裝有手柄4,機(jī)殼前面板上設(shè)有數(shù)字表頭1、輸出終止按鈕2、系統(tǒng)復(fù)位按鍵3，后面板上設(shè)有AC220V電源插座6、電源開關(guān)7、高壓輸出連接線
8、高壓接地連接座9。
[0019]在圖3、圖6中:遙控器上設(shè)有SO-復(fù)位按鍵11，S1-開關(guān)機(jī)按鍵12、S2_激勵(lì)PWM占空比增加按鍵13、S3-激勵(lì)PWM占空比減小按鍵14、S4-電源ADJ的PWM占空比增加脈沖按鍵15、S5-電源ADJ的PWM占空比減小按鍵16、無線發(fā)射窗口 10及電池盒17。U3為TAmegal6L單片機(jī)遙控系統(tǒng)，其中，SO與U3的4腳連接、SI與U3第16腳連接、S2與U3第12腳連接、S3與U3第13腳連接、S4與U3第14腳連接；S5與U3第15腳連接。
[0020]用程序定義遙控系統(tǒng)鍵盤:
[0021]當(dāng)SI為低電平時(shí)，無線模塊發(fā)送0X10 ；
[0022]當(dāng)S2為低電平時(shí)，無線模塊發(fā)送0X11 ；
[0023]當(dāng)S3為低電平時(shí)，無線模塊發(fā)送0X09 ；
[0024]當(dāng)S4為低電平時(shí)，無線模塊發(fā)送0X12 ；
[0025]當(dāng)S5為低電平時(shí)，無線模塊發(fā)送0X08
[0026]遙控器系統(tǒng)18，由遙控發(fā)射電路由無線發(fā)射模塊AT24L01及其插座JP1、TAmegal6L單片機(jī)最小系統(tǒng)U3和鍵盤組成，電源采用2節(jié)1.5V電池，系統(tǒng)上電后對(duì)無線發(fā)射模塊AT24L01初始化。
[0027]在圖4中:
[0028]a、ATmegal6L單片機(jī)系統(tǒng)控制電路端口 PB2與斯密特觸發(fā)器的I腳連接，斯密特觸發(fā)器的2腳與0N/0FF接口電路連接，0N/0FF接口電路另一端與光電隔離電路連接，光電隔離電路另一端與0N/0FF驅(qū)動(dòng)電路連接，0N/0FF驅(qū)動(dòng)電路另一端與ADJ電壓輸出控制連接，ADJ電壓輸出端與高壓輸出電路連接；
[0029]b、ATmegal6L單片機(jī)系統(tǒng)控制電路端口 PD4與斯密特觸發(fā)器的3腳連接，斯密特觸發(fā)器的4腳與ADJ接口電路連接，ADJ接口電路的另一端與光電隔離電路連接，光電隔離電路另一端與ADJ低帶通濾波放大電路連接，ADJ低帶通濾波放大的另一端與ADJ電壓輸出電路連接，ADJ電壓輸出電路連接到ADJ電壓輸出控制電路；
[0030]c、ATmegal6L單片機(jī)系統(tǒng)控制電路端口 PD5與斯密特觸發(fā)器的5腳連接，斯密特觸發(fā)器的6腳與激勵(lì)脈沖接口電路連接，激勵(lì)脈沖接口電路的另一端與光電隔離電路連接，光電隔離電路的另一端與脈沖放大整形電路連接，脈沖放大整形電路的另一端與激勵(lì)脈沖推動(dòng)電路連接，激勵(lì)脈沖推動(dòng)電路的輸出端與高壓輸出電路連接。具體設(shè)計(jì)如下:
[0031]遙控器系統(tǒng)18，由無線發(fā)射模塊、TAmegal6L單片機(jī)最小系統(tǒng)U3和鍵盤組成；遙控器上設(shè)有無線發(fā)射窗口 10、電池盒17 ;鍵盤上設(shè)有SO-復(fù)位按鍵11、S1-開關(guān)機(jī)按鍵12、S2-激勵(lì)脈沖PWM占空比增加按鍵13、S3-激勵(lì)脈沖PWM占空比減小按鍵14、S4_ADJ的PWM占空比增加按鍵15、S5-ADJ的PWM占空比減小按鍵16 ;遙控器電源為2節(jié)1.5V電池，系統(tǒng)上電后對(duì)無線發(fā)射模塊AT24L01初始化，硬件接口為串行外設(shè)接口，實(shí)現(xiàn)了 0N/0FF控制、ADJ的PWM占空比調(diào)整、激勵(lì)PWM占空比調(diào)整。
[0032]系統(tǒng)控制電路19，由遙控接收模塊、TAmegal6L單片機(jī)最小系統(tǒng)Ul及斯密特觸發(fā)電路U2組成；遙控接收模塊接收遙控器系統(tǒng)發(fā)射的0N/0FF指令、ADJ的PWM信號(hào)、激勵(lì)PWM信號(hào)，經(jīng)TAmegal6L單片機(jī)最小系統(tǒng)Ul編程處理，分別在其42腳輸出0N/0FF信號(hào)，送至斯密特觸發(fā)器I腳，由2腳輸出控制0N/0FF接口電路，13腳輸出ADJ的PWM信號(hào)送至斯密特觸發(fā)器的3腳，由其4腳輸出，控制ADJ接口電路，14腳輸出激勵(lì)PWM信號(hào)送至斯密特觸發(fā)器的5腳，由6腳輸出，控制激勵(lì)脈沖接口電路；TAmegal6L單片機(jī)最小系統(tǒng)Ul電源為2節(jié)
1.5V電池；
[0033]信號(hào)處理電路20，包括0N/0FF控制電路、ADJ控制電路、激勵(lì)脈沖信號(hào)整形和推動(dòng)電路；來自系統(tǒng)控制電路的0N/0FF脈沖信號(hào)，經(jīng)接口電路、光電隔離電路和驅(qū)動(dòng)電路處理后，控制高壓產(chǎn)生電路工作電源的接通與切斷；來自系統(tǒng)控制電路的ADJ的PWM信號(hào)控制脈沖信號(hào)，經(jīng)接口電路、光電隔離電路和低通帶濾波放大電路處理后，控制ADJ輸出電壓的高低，為高壓產(chǎn)生電路提供O?14V連續(xù)可調(diào)的工作電壓；來自系統(tǒng)控制電路的激勵(lì)PWM控制信號(hào)，經(jīng)接口電路、光電隔離電路、脈沖整形放大電路和激勵(lì)脈沖推動(dòng)電路處理后，為高壓產(chǎn)生電路提供激勵(lì)脈沖。
[0034]高壓產(chǎn)生電路21由高壓輸出電路、高壓線圈和負(fù)載組成。來至激勵(lì)脈沖推動(dòng)電路產(chǎn)生的PWM激勵(lì)脈沖信號(hào)，控制其內(nèi)部功率輸出三極管Q4 (圖8)的導(dǎo)通與截止，驅(qū)動(dòng)高壓線圈產(chǎn)生O?60KV的高壓靜電，為溫室空間電場(chǎng)設(shè)施和作物種子處理裝置的負(fù)載提供高壓靜電電源。[0035]兩個(gè)獨(dú)立電源電路產(chǎn)生+12V和+24V電壓；為信號(hào)放大整形電路和高壓輸出電路
提供能量供給。
[0036]在圖5中:系統(tǒng)控制電路19由無線接收模塊AT24L01、TAmegal6L單片機(jī)最小系統(tǒng)Ul和CD40106斯密特觸發(fā)器U2組成，并定義JP為插座、PX為插線，KO為復(fù)位按鍵，低電平有效，Kl為終止按鍵，低電平有效。Ul的7、8腳為振蕩引腳，JPl連接3.3V專用電源，JP2的2腳和JP3的3腳為3.3V電源引入腳，分別通過接至PX2的2腳(見圖8，光電隔離器U7)和PX3的3腳(見圖7光電隔離器U4、光電隔離器U5)，給內(nèi)發(fā)光二極管供電；
[0037]Ul的42腳PB2 (AIN0/INT2)為開/關(guān)機(jī)電平指令控制信號(hào)輸出，該信號(hào)由U2A(⑶40106BF)的I腳輸入，2腳輸出，由JP3的2腳輸出，接至PX3的2腳(見圖7)，經(jīng)電阻R17限流后控制光電隔離二極管發(fā)光。
[0038]Ul的13腳PD4 (OClB)為電源ADJ的PWM輸出，該信號(hào)輸入到U2B (CD40106BF)的3腳，4腳輸出，由JP2的I腳輸出，接至PX2的2腳(見圖8)，經(jīng)電阻R28限流后控制光電隔離器的二極管發(fā)光。
[0039]Ul的14腳H)5 (OClA)為高壓激勵(lì)PWM控制輸出，該信號(hào)輸入U(xiǎn)2C (CD40106BF)的5腳，6腳輸出，由JP3的I腳輸出，送至PX3的I腳(見圖7)，經(jīng)電阻R18限流后控制光
電隔離器的二極管發(fā)光。
[0040]Ul 的 I 腳 PB5 (MOSI)、2 腳 PB6 (MIS0)、3 腳 PB7 (SCK),40 腳 PBO (XCK)、41 腳 PBl(Tl)均與JP5連接，通過ISP編程，實(shí)現(xiàn)了與無線接收模塊(AT24L01)之間的通信功能。
[0041]Ul 的 21 腳 PC2 (TCK),22 腳 PC3 (TMS),23 腳 PC4 (TD0),24 腳 PC5 (TDI)均與JP4連接，JP4是仿真器連接插座，與計(jì)算機(jī)連接后實(shí)現(xiàn)程序燒寫。
[0042]通過軟件編程，系統(tǒng)上電后先對(duì)無線接收模塊AT24L01進(jìn)行初始化(該硬件接口為SPI接口)，配置PWM工作模式。初始化U1，等待接收外部中斷INTO，當(dāng)INTO為低電平時(shí)，讀接收緩沖區(qū)，當(dāng)數(shù)據(jù)為0X10時(shí)，Ul第42腳輸出高電平為開機(jī)狀態(tài)；當(dāng)再次接收Ul第42腳輸出反相，為關(guān)機(jī)電平。Ul第42腳輸出的開關(guān)機(jī)電平送至U2的(U2A)第I腳，經(jīng)施密特觸發(fā)器U2A驅(qū)動(dòng)倒相后從2腳輸出，送至JP3第2腳。
[0043]配置Ul第13腳輸出PWM信號(hào)，作為可調(diào)穩(wěn)壓電源ADJ的調(diào)整脈沖信號(hào)，設(shè)置初始值(開機(jī)或復(fù)位信號(hào))為最大占空比，對(duì)應(yīng)高電平。當(dāng)數(shù)據(jù)為0X12時(shí)，脈沖占空比增加，對(duì)應(yīng)直流輸出電壓降低；當(dāng)數(shù)據(jù)為0X08時(shí)，脈沖占空比減小，對(duì)應(yīng)直流輸出電壓升高。該脈沖加至U2B第3腳，經(jīng)U2B驅(qū)動(dòng)倒相后從4腳輸出，送至JP2第I腳。
[0044]配置Ul第14腳輸出PWM信號(hào)，作為高壓激勵(lì)脈沖控制信號(hào)，設(shè)置脈沖寬度為固定68 μ S，在開機(jī)時(shí)設(shè)置默認(rèn)正脈沖為12.0 μ S。當(dāng)數(shù)據(jù)為0X11時(shí)，脈沖占空比增加；當(dāng)數(shù)據(jù)為0X09時(shí)，脈沖占空比減小。該脈沖加至U2C第5腳，經(jīng)驅(qū)動(dòng)倒相后從6腳輸出，送至JP3第I腳。
[0045]在設(shè)備開機(jī)時(shí)就由Ul輸出一系列頻率固定的方波，通過編程，利用遙控電路來改變輸出方波的占空比，這樣就可實(shí)現(xiàn)高壓輸出電壓的調(diào)節(jié)。為了節(jié)能，本系統(tǒng)控制電路采用
3.3V電源，所以在Ul輸出的3個(gè)PWM信號(hào)均加設(shè)脈沖驅(qū)動(dòng)電路，既提高了輸出電流，又倒相隔離。
[0046]在圖7中:信號(hào)整形驅(qū)動(dòng)電路20，包括整流濾波穩(wěn)壓電路、開關(guān)機(jī)控制電路和激勵(lì)脈沖信號(hào)整形及激勵(lì)脈沖驅(qū)動(dòng)電路。其中，Ql為開關(guān)三極管、Q2為激勵(lì)脈沖整形三極管、Q3為激勵(lì)PWM信號(hào)推動(dòng)三極管、DQl為橋式整流二極管、U4為PWM激勵(lì)脈沖光電耦合器、U5為開/關(guān)機(jī)控制信號(hào)光電隔離器、U6為12V三端穩(wěn)壓器，并定義PX為插線，PD、JP為插座、TRO為降壓變壓器輸出接口。
[0047]具體工作原理:220V/50HZ市電通過降壓變壓器在TRO得到12V交流電壓，經(jīng)DQl整流和π型濾波后得到14V直流電壓，14V直流電壓加至U6得到+12V穩(wěn)定電壓；+12V電源分為5路:第一路通過PX4連接到圖8的TO4，為繼電器K提供線圈電流；第二路通過電阻R26接至PX5的I腳，串聯(lián)接至圖8的PD5 (激勵(lì)變壓器初級(jí)線圈)，為Q3 (圖7)提供集電極電源；第三路直接為Q2提供集電極電壓；第四路通過電阻R22為U4內(nèi)的光敏管提供電源，該路同時(shí)通過電阻R20為Q2提供基極偏置電壓；第五路通過電阻R21為U5內(nèi)光敏管提供電源，該路同時(shí)通過電阻R19和電阻R23分壓得到0.3V/0.7V的0N/0FF控制電平，控制Ql導(dǎo)通與截止，Ql的輸出信號(hào)經(jīng)PX4(圖7)連接到Η)4 (圖8)，控制繼電器K (圖8)的線圈(Relay)電流。圖5中JP3的2腳輸出的0N/0FF指令電平，連接到PX3的2腳(圖7)，經(jīng)R17控制U5:當(dāng)PX3的2腳為低電平時(shí)，U5內(nèi)發(fā)光二極管導(dǎo)通，光敏管輸出低電平，Ql導(dǎo)通，設(shè)備處于開機(jī)狀態(tài)，當(dāng)PX3的2腳為高電平時(shí)，U5內(nèi)發(fā)光二極管導(dǎo)截止，光敏管輸出高電平，Ql截止，設(shè)備處于關(guān)機(jī)狀態(tài)；圖5中JP3的I腳輸出激勵(lì)PWM脈沖信號(hào)，連接到PX3的I腳(圖7)控制U4:當(dāng)PX3的I腳為低電平時(shí)，U4內(nèi)發(fā)光二極管導(dǎo)通，光敏管輸出低電平，Q2截止，當(dāng)PX3的I腳為高電平時(shí)，U4內(nèi)發(fā)光二極管導(dǎo)截止，光敏管輸出高電平，Q2導(dǎo)通，這樣Q2也工作在開關(guān)狀態(tài)，控制Q3的工作狀態(tài)，該控制信號(hào)經(jīng)PX5連接至PD5 (圖8)外接的激勵(lì)變壓器T的初級(jí)線圈。
[0048]在圖8中:電路主要由整流濾波穩(wěn)壓電路、可調(diào)直流穩(wěn)壓電路及輸出控制電路、ADJ光電隔離電路、RC低通濾波電路、高壓產(chǎn)生及輸出電路等組成。其中，U7為光電隔離器，U8為12V三端穩(wěn)壓器(MC7812ACT)，U9為5V三端穩(wěn)壓器(LM7805ACT)，UlO為可調(diào)穩(wěn)壓器(LM317T)，Q4為功率輸出三極管，Q5為低通輸出倒相放大三極管，T為激勵(lì)變壓器，+5V為5伏電源插座，PD4為繼電器K的線圈插座，PD5為激勵(lì)脈沖信號(hào)插座，PG為高壓線圈插座，Pl為18.6V降壓變壓器(TRl)插座，PX2定義為插線。具體工作原理:
[0049]220V/50HZ市電通過TRl得到18.6V交流低壓，經(jīng)DQ整流和C15、R27和C16組成的^型濾波器濾波后得到24V直流電壓，24V電壓經(jīng)U8和電容C17、電容C18濾波得到12V直流穩(wěn)壓電壓，分三路輸出:第一路經(jīng)R32為U7提供工作電源，第二路直接加之U9產(chǎn)生+5V電源，為數(shù)字表頭通過工作電源，最后一路經(jīng)R33和R31給Q5提供集電極電源。PX2的I腳受來自圖5中JP2的I腳(⑶40106的4腳)的信號(hào)控制，因?yàn)楫?dāng)PWM信號(hào)占空最大時(shí)，U7內(nèi)的發(fā)光二極管截止，Q5基極正偏導(dǎo)通，UlO得到OV左右電壓；當(dāng)PWM信號(hào)占空最小時(shí)，U7內(nèi)的發(fā)光二極管導(dǎo)通，U7輸出低電平，使Q5基極反偏截止，UlO得到24V左右電壓；所以當(dāng)PWM信號(hào)占空比在最大到最小之間變化時(shí)，就可以使UlO的I腳電壓在OV~12V之間可調(diào)，控制UlO的3腳輸出0-24V連續(xù)可調(diào)電壓，提供給繼電器K的動(dòng)觸點(diǎn)I腳，該電壓的調(diào)整是通過按壓遙控器按鍵來實(shí)現(xiàn)(見圖6)。當(dāng)圖7中Ql飽和導(dǎo)通時(shí)，圖8中PD4的1、2腳有12V電源回路，K吸合，繼電器1、3腳接通，可調(diào)電壓經(jīng)PG外接的高壓變壓器初級(jí)線圈為Q4的漏(D)極提供偏置電壓。當(dāng)圖7的PX5激勵(lì)脈沖信號(hào)加至TO5 (圖8)時(shí)，T將該激勵(lì)脈沖耦合倒相后，經(jīng)二極管D4削波后加之Q4的柵(G)極，使其工作在開關(guān)狀態(tài)，在負(fù)載高壓線圈的次級(jí)繞組產(chǎn)生O~60KV的高壓靜電電壓。數(shù)字表頭采用IC7107專用表頭，其輸入信號(hào)取自高壓輸出線圈的初級(jí)繞組，通過分壓按比例顯示設(shè)備的輸出電壓。
[0050] 綜上所述:本實(shí)用新型具有遠(yuǎn)距離控制功能，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路和高壓輸出電路分設(shè)兩個(gè)獨(dú)立單元電路，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)隔離處理，提高了產(chǎn)品的抗干擾能力。設(shè)計(jì)三個(gè)獨(dú)立電源“地”(圖5與圖6電池“地”、圖7信號(hào)“地”、圖8輸出“地”)，使信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路和高壓輸出電路的“地”徹底分離，并利用靜電屏蔽技術(shù)，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和安全可靠性。利用光電隔離技術(shù)，使系統(tǒng)控制的數(shù)字信號(hào)與驅(qū)動(dòng)信號(hào)完全隔離。由ATMA16L單片機(jī)通過軟件編程，替代了已有設(shè)備利用電位器手動(dòng)調(diào)節(jié)輸出高壓；作物種子處理與高壓靜電所產(chǎn)生的空間電場(chǎng)進(jìn)行病蟲防治融為一體，結(jié)構(gòu)優(yōu)化成為“二合一”創(chuàng)新產(chǎn)品，價(jià)格為兩個(gè)單一產(chǎn)品總價(jià)值的50%，有廣闊的市場(chǎng)前景。
【權(quán)利要求】
1.一種用于溫室農(nóng)作物病蟲防治及種子處理智能高壓靜電儀，包括機(jī)殼(5)、電路結(jié)構(gòu)，其機(jī)殼(5)包括前面板、后門板，在機(jī)殼兩側(cè)前方裝有手柄(4)，前面板上設(shè)有數(shù)字表頭(I)、輸出終止按鈕(2)、系統(tǒng)復(fù)位按鍵(3)，后面板上設(shè)有AC220V電源插座(6)、電源開關(guān)(7)、高壓輸出連接線(8)、高壓接地連接座(9);電路結(jié)構(gòu)包括遙控器系統(tǒng)(18)、ATmegal6L單片機(jī)控制系統(tǒng)(19)、信號(hào)整形驅(qū)動(dòng)電路(20)、高壓輸出電路(21)其特征在于: a、ATmegal6L單片機(jī)系統(tǒng)控制電路端口PB2與斯密特觸發(fā)器的I腳連接，斯密特觸發(fā)器的2腳與ON/OFF接口電路連接，ON/OFF接口電路另一端與光電隔離電路連接，光電隔離電路另一端與ΟΝ/OFF驅(qū)動(dòng)電路連接，ON/OFF驅(qū)動(dòng)電路另一端與ADJ電壓輸出控制連接，ADJ電壓輸出端與聞壓輸出電路連接； b、ATmegal6L單片機(jī)系統(tǒng)控制電路端口PD4與斯密特觸發(fā)器的3腳連接，斯密特觸發(fā)器的4腳與ADJ接口電路連接，ADJ接口電路的另一端與光電隔離電路連接，光電隔離電路另一端與ADJ低帶通濾波放大電路連接，ADJ低帶通濾波放大的另一端與ADJ電壓輸出電路連接，ADJ電壓輸出電路連接到ADJ電壓輸出控制電路； c、ATmegal6L單片機(jī)系統(tǒng)控制電路端口PD5與斯密特觸發(fā)器的5腳連接，斯密特觸發(fā)器的6腳與激勵(lì)脈沖接口電路連接，激勵(lì)脈沖接口電路的另一端與光電隔離電路連接，光電隔離電路的另一端與脈沖放大整形電路連接，脈沖放大整形電路的另一端與激勵(lì)脈沖推動(dòng)電路連接，激勵(lì)脈沖推動(dòng)電路的輸出端與高壓輸出電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于溫室農(nóng)作物病蟲防治及種子處理智能高壓靜電儀，其特征在于:遙控器系統(tǒng)(18)，由無線發(fā)射模塊、TAmegal6L單片機(jī)最小系統(tǒng)U3和鍵盤組成；遙控器上設(shè)有無線發(fā)射窗口(10)、電池盒(17);鍵盤上設(shè)有SO-復(fù)位按鍵(11)、S1-開關(guān)機(jī)按鍵(12)、S2-激勵(lì)脈沖PWM占空比增加按鍵(13)、S3-激勵(lì)脈沖PWM占空比減小按鍵(14)、S4-ADJ的PWM占空比增加按鍵(15)、S5-ADJ的PWM占空比減小按鍵(16);遙控器電源為2節(jié)1.5V電池，系統(tǒng)上電后對(duì)無線發(fā)射模塊AT24L01初始化，硬件接口為串行外設(shè)接口，實(shí)現(xiàn)了 ΟΝ/OFF控制、ADJ的PWM占空比調(diào)整、激勵(lì)PWM占空比調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于溫室農(nóng)作物病蟲防治及種子處理智能高壓靜電儀，其特征在于:系統(tǒng)控制電路(19)，由遙控接收模塊、TAmegal6L單片機(jī)最小系統(tǒng)Ul及斯密特觸發(fā)電路U2組成；遙控接收模塊接收遙控器系統(tǒng)發(fā)射的ON/OFF指令、ADJ的PWM信號(hào)、激勵(lì)PWM信號(hào)，經(jīng)TAmegal6L單片機(jī)最小系統(tǒng)Ul編程處理，分別在其42腳輸出ON/OFF信號(hào)，送至斯密特觸發(fā)器I腳，由2腳輸出控制ON/OFF接口電路，13腳輸出ADJ的PWM信號(hào)送至斯密特觸發(fā)器的3腳，由其4腳輸出，控制ADJ接口電路，14腳輸出激勵(lì)PWM信號(hào)送至斯密特觸發(fā)器的5腳，由6腳輸出，控制激勵(lì)脈沖接口電路；TAmegal6L單片機(jī)最小系統(tǒng)Ul電源為2節(jié)1.5V電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于溫室農(nóng)作物病蟲防治及種子處理智能高壓靜電儀，其特征在于:信號(hào)處理電路(20)，包括ON/OFF控制電路、ADJ控制電路、激勵(lì)脈沖信號(hào)整形和推動(dòng)電路；來自系統(tǒng)控制電路的ON/OFF脈沖信號(hào)，經(jīng)接口電路、光電隔離電路和驅(qū)動(dòng)電路處理后，控制高壓產(chǎn)生電路工作電源的接通與切斷；來自系統(tǒng)控制電路的ADJ的PWM信號(hào)控制脈沖信號(hào)，經(jīng)接口電路、光電隔離電路和低通帶濾波放大電路處理后，控制ADJ輸出電壓的高低，為高壓產(chǎn)生電路提供O~14V連續(xù)可調(diào)的工作電壓；來自系統(tǒng)控制電路的激勵(lì)PWM控制信號(hào)，經(jīng)接口電路、光電隔離電路、脈沖整形放大電路和激勵(lì)脈沖推動(dòng)電路處理后，為聞壓廣生電路提供激勵(lì)脈沖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于溫室農(nóng)作物病蟲防治及種子處理智能高壓靜電儀，其特征在于:高壓輸出電路(21)，受來至激勵(lì)脈沖推動(dòng)的PWM信號(hào)控制，讓其內(nèi)部的功率輸出三極管工作在開關(guān)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)高壓線圈產(chǎn)生O~60KV的高壓靜電，為溫室空間電場(chǎng)設(shè)施和作物種子 處理裝置的負(fù)載提供高壓靜電電源。
【文檔編號(hào)】A01C1/00GK203435320SQ201320706216
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月9日
【發(fā)明者】李本印, 付喜錦 申請(qǐng)人:隴東學(xué)院