本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，具體是指一種無(wú)花果種植用信號(hào)放大型自動(dòng)澆灌系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

無(wú)花果富含多種氨基酸、有機(jī)酸、鎂、錳、銅及維生素等營(yíng)養(yǎng)成分，深受人們的喜愛(ài)。無(wú)花果生長(zhǎng)于溫暖濕潤(rùn)的環(huán)境，因此無(wú)花果的種植需要對(duì)土壤的濕度進(jìn)行控制，使其能夠更好的生長(zhǎng)。目前大棚種植無(wú)花果時(shí)通常采用澆灌系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)無(wú)花果進(jìn)行澆灌，該澆灌系統(tǒng)采用插入土壤中的探針對(duì)土壤濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)土壤濕度不夠時(shí)則自動(dòng)啟動(dòng)水泵對(duì)土壤進(jìn)行澆灌，其可以節(jié)省大量的人力。然而，目前采用的澆灌系統(tǒng)還是存在很大的問(wèn)題，即由于澆水速度比滲水速度快，當(dāng)探針檢測(cè)到土壤濕度足夠時(shí)，土壤的表面已經(jīng)有大量的積水，這樣則導(dǎo)致澆水過(guò)多，影響無(wú)花果的生長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服目前采用的澆灌系統(tǒng)容易出現(xiàn)澆水過(guò)多的缺陷，提供一種無(wú)花果種植用信號(hào)放大型自動(dòng)澆灌系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種無(wú)花果種植用信號(hào)放大型自動(dòng)澆灌系統(tǒng)，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(fù)極接地的電容C7，正極與處理芯片U4的THRE管腳相連接、負(fù)極與處理芯片U4的TRI管腳相連接的同時(shí)接地的電容C8，P極與電容C8的負(fù)極相連接、N極經(jīng)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(fā)電路，以及分別與觸發(fā)電路相連接的電源電路和兩級(jí)放大電路組成；所述處理芯片U4的VCC管腳同時(shí)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與觸發(fā)電路相連接，所述探針G2則與兩級(jí)放大電路相連接；所述水泵M與電源電路相連接。

進(jìn)一步的，所述兩級(jí)放大電路由放大器P1，放大器P2，三極管VT3，負(fù)極與放大器P1的負(fù)極相連接、正極與探針G2相連接的電容C12，串接在放大器P1的正極和輸出端之間的電阻R11，P極接地、N極經(jīng)電阻R10后與放大器P1的負(fù)極相連接的二極管D6，正極與二極管D6的N極相連接、負(fù)極經(jīng)電阻R12后與放大器P1的輸出端相連接的電容C13，P極與放大器P1的輸出端相連接、N極與三極管VT3的基極相連接的二極管D7，一端與三極管VT3的集電極相連接、另一端接地的電阻R13，P極接地、N極與三極管VT3的發(fā)射極相連接的二極管D8，正極與放大器P2的正極相連接、負(fù)極與放大器P2的輸出端相連接的電容C14，與電容C14相并聯(lián)的電阻R14，以及正極與放大器P2的輸出端相連接、負(fù)極與觸發(fā)電路相連接的電容C15組成；所述三極管VT3的發(fā)射極與放大器P2的負(fù)極相連接。

所述電源電路由變壓器T，二極管整流器U1，三端穩(wěn)壓器U2，三端穩(wěn)壓器U3，正極與二極管整流器U1的負(fù)極輸出端相連接、負(fù)極接地的電容C1，串接在二極管整流器U1的負(fù)極輸出端和三端穩(wěn)壓器U2的IN管腳之間的電阻R1，N極與三端穩(wěn)壓器U2的IN管腳相連接、P極與三端穩(wěn)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(fù)極接地的電容C2，N極與三端穩(wěn)壓器U3的IN管腳相連接、P極與三端穩(wěn)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(fù)極接地的電容C3組成；所述三端穩(wěn)壓器U2的GND管腳和三端穩(wěn)壓器U3的GND管腳均接地；所述電容C2的負(fù)極與觸發(fā)電路相連接；所述三端穩(wěn)壓器U3的IN管腳與電容C1的正極相連接；所述電容C3的負(fù)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(shí)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(fā)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，正極與電容C15的負(fù)極相連接、負(fù)極與放大器P的負(fù)極相連接的電容C4，串接在探針G1和電容C2的負(fù)極之間的電位器R5，負(fù)極經(jīng)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(jīng)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(fù)極相連接、負(fù)極與與非門A1的輸出端相連接的電容C6，P極與順次經(jīng)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(fù)極與與非門A4的正極相連接的電容C9，正極與電容C3的負(fù)極相連接、負(fù)極經(jīng)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(fā)射極相連接、P極與三極管VT1的發(fā)射極相連接的同時(shí)接地的二極管D5，以及與二極管D5相并聯(lián)的繼電器K組成；所述三極管VT2的集電極與電容C3的負(fù)極相連接；所述與非門A4的負(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(diǎn)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(fù)極相連接；所述變壓器T的原邊電線線圈的同名端經(jīng)繼電器K的常開觸點(diǎn)K-1后與其非同名端共同形成負(fù)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(wěn)壓器U2和三端穩(wěn)壓器U3均為L(zhǎng)M317集成芯片。

本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

(1)本發(fā)明具有定時(shí)啟動(dòng)功能，可預(yù)先設(shè)定澆灌時(shí)間和停止時(shí)間，當(dāng)探針檢測(cè)到土壤濕度不達(dá)標(biāo)時(shí)自行啟動(dòng)水泵進(jìn)行澆灌，澆灌時(shí)間結(jié)束后水泵自動(dòng)停止?jié)补嗖⑦M(jìn)入停止時(shí)間段，在該停止時(shí)間段內(nèi)水將持續(xù)滲入土壤深處，在該停止時(shí)間段內(nèi)即使探針檢測(cè)到的土壤濕度不達(dá)標(biāo)也不會(huì)啟動(dòng)水泵，從而可防止水泵澆水過(guò)多的情況發(fā)生；停止時(shí)間完成后，若探針檢測(cè)到土壤濕度還不夠，則再次啟動(dòng)水泵澆灌；若探針檢測(cè)到土壤濕度足夠則不需要啟動(dòng)水泵，直到探針檢測(cè)到的土壤濕度不夠時(shí)再次啟動(dòng)水泵；如此循環(huán)則可以有效的對(duì)無(wú)花果進(jìn)行澆灌，既能保證無(wú)花果生長(zhǎng)的土壤濕度最為合適，又能避免出現(xiàn)澆水過(guò)多的現(xiàn)象。

(2)本發(fā)明通過(guò)兩級(jí)放大電路對(duì)測(cè)定信號(hào)進(jìn)行放大，從而使提高本發(fā)明的靈敏度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明的兩級(jí)放大電路的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不限于此。

實(shí)施例

如圖1所示，本發(fā)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(fù)極接地的電容C7，正極與處理芯片U4的THRE管腳相連接、負(fù)極與處理芯片U4的TRI管腳相連接的同時(shí)接地的電容C8，P極與電容C8的負(fù)極相連接、N極經(jīng)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(fā)電路，以及分別與觸發(fā)電路相連接的電源電路和兩級(jí)放大電路組成。所述處理芯片U4的VCC管腳同時(shí)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與觸發(fā)電路相連接，所述探針G2則與兩級(jí)放大電路相連接；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(shí)施例中探針G1和探針G2的距離設(shè)置為5CM；該探針G1和探針G2均采用導(dǎo)電良好的鋁合金探針，并且探針除了尖端露出導(dǎo)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(gè)多諧振蕩器，通過(guò)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(guò)輸出脈沖的高低及時(shí)間周期來(lái)定時(shí)啟動(dòng)水泵。為了更好的實(shí)施本發(fā)明，該處理芯片U4優(yōu)選NE555集成芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，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(lái)實(shí)現(xiàn)。

其中，所述電源電路由變壓器T，二極管整流器U1，三端穩(wěn)壓器U2，三端穩(wěn)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(shí)，電容C1的正極與二極管整流器U1的負(fù)極輸出端相連接，負(fù)極接地。電阻R1串接在二極管整流器U1的負(fù)極輸出端和三端穩(wěn)壓器U2的IN管腳之間。二極管D1的N極與三端穩(wěn)壓器U2的IN管腳相連接，P極與三端穩(wěn)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(fù)極接地。二極管D2的N極與三端穩(wěn)壓器U3的IN管腳相連接，P極與三端穩(wěn)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(fù)極接地。

所述三端穩(wěn)壓器U2的GND管腳和三端穩(wěn)壓器U3的GND管腳均接地。所述電容C2的負(fù)極與觸發(fā)電路相連接。所述三端穩(wěn)壓器U3的IN管腳與電容C1的正極相連接。所述電容C3的負(fù)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(shí)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(duì)220V市電進(jìn)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(duì)殘留的交流信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，使直流電更加平順。該三端穩(wěn)壓器U2和三端穩(wěn)壓器U3則可以使直流電更加穩(wěn)定，該二極管D1和二極管D2均為1N4148型保護(hù)二極管，其可以防止輸入短路而損壞三端穩(wěn)壓器U2和三端穩(wěn)壓器U3。為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，該三端穩(wěn)壓器U2和三端穩(wěn)壓器U3均采用LM317集成芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，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(gè)1N5401型硅整流二極管所構(gòu)成，電阻R1的阻值設(shè)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(fā)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(shí)，電容C4的正極與兩級(jí)放大電路相連接，負(fù)極與放大器P的負(fù)極相連接。電位器R5串接在探針G1和電容C2的負(fù)極之間。電容C5的負(fù)極經(jīng)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(jīng)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(fù)極相連接，負(fù)極與與非門A1的輸出端相連接。二極管D3的P極順次經(jīng)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(fù)極與與非門A4的正極相連接。電容C11的正極與電容C3的負(fù)極相連接，負(fù)極經(jīng)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(fā)射極相連接，P極與三極管VT1的發(fā)射極相連接的同時(shí)接地。繼電器K與二極管D5相并聯(lián)。

所述三極管VT2的集電極與電容C3的負(fù)極相連接。所述與非門A4的負(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(diǎn)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(fù)極相連接。所述變壓器T的原邊電線線圈的同名端經(jīng)繼電器K的常開觸點(diǎn)K-1后與其非同名端共同形成負(fù)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(duì)探針G1和探針G2給出的測(cè)量值進(jìn)行處理，從而輸出一個(gè)控制信號(hào)。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(gè)施密特觸發(fā)器。該與非門A3，與非門A4，以及電容C9則形成一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。三極管VT1，三極管VT2，二極管D5以及繼電器K則為開關(guān)電路。該施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器根據(jù)探針G1和探針G2給定的測(cè)量值，并結(jié)合多諧振蕩器輸出的脈沖信號(hào)來(lái)導(dǎo)通或截止開關(guān)電路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵進(jìn)行控制。為了更好的實(shí)施本發(fā)明，該放大器P的型號(hào)為L(zhǎng)T1112。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(hào)為MY218，三極管VT1則為BC547型三極管，三極管VT2則為BC557B型三極管。

如圖2所示，該兩級(jí)放大器電路由放大器P1，放大器P2，三極管VT3，電阻R10，電阻R11，電阻R12，電阻R13，電阻R14，電容C12，電容C13，電容C14，電容C15，二極管D6，二極管D7以及二極管D8組成。

連接時(shí)，電容C12的負(fù)極與放大器P1的負(fù)極相連接，正極與探針G2相連接。電阻R11串接在放大器P1的正極和輸出端之間。二極管D6的P極接地，N極經(jīng)電阻R10后與放大器P1的負(fù)極相連接。電容C13的正極與二極管D6的N極相連接，負(fù)極經(jīng)電阻R12后與放大器P1的輸出端相連接。二極管D7的P極與放大器P1的輸出端相連接，N極與三極管VT3的基極相連接。電阻R13的一端與三極管VT3的集電極相連接，另一端接地。二極管D8的P極接地，N極與三極管VT3的發(fā)射極相連接。電容C14的正極與放大器P2的正極相連接，負(fù)極與放大器P2的輸出端相連接。電阻R14與電容C14相并聯(lián)。電容C15的正極與放大器P2的輸出端相連接，負(fù)極與電容C4的正極相連接。所述三極管VT3的發(fā)射極與放大器P2的負(fù)極相連接。

該放大器P1，電阻R11，電阻R12，電阻R13以及電阻R10組成第一級(jí)放大器。三極管VT3，放大器P2，電阻R14以及電容C14則組成第二級(jí)放大器。探針測(cè)定到的信號(hào)級(jí)過(guò)第一級(jí)放大器放大處理后再輸入第二級(jí)放大器，由第二級(jí)放大器進(jìn)一步的放大。由于信號(hào)進(jìn)行了放大，所述觸發(fā)電路可以更好的識(shí)別信號(hào)，從而提高本發(fā)明的靈敏度。為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，該放大器P1和放大器P2均采用OP07D型放大器，電阻R10和電阻R12的阻值為5KΩ，電阻R11、電阻R13以及電阻R14的阻值則為8KΩ，二極管D6、二極管D7以及二極管D8均為1N4001型二極管，電容C12和電容C15的容值為1μF，電容C13和電容C14的容值則為0.05μF，該三極管VT3為3DG6型三極管。

當(dāng)通電后該多諧振蕩器開始起振，剛開始通電時(shí)處理芯片U4的THRE管腳的起始電平為低電平，這時(shí)處理芯片U4置位，其OUT管腳為高電平，電容C8開始充電；當(dāng)電容C8上的電壓達(dá)到閾值電平2/3時(shí)，處理芯片U4復(fù)位其OUT管腳輸出低電平，電容C8開始放電；即該多諧振蕩器會(huì)交替輸出高電平和低電平。

與此同時(shí)，探針G1和探針G2也對(duì)土壤的濕度進(jìn)行測(cè)定，并給出一定的測(cè)量值，該測(cè)量值經(jīng)兩級(jí)放大電路處理后輸出給電壓比較器，電壓比較器則輸出相應(yīng)的信號(hào)給施密特觸發(fā)器。當(dāng)土壤的濕度不夠時(shí)，探針G1和探針G2之間的阻值很大，其給出的測(cè)定值大于電位器R5所設(shè)定的值，這時(shí)電壓比較器輸出高電平。當(dāng)土壤濕度足夠時(shí)，探針G1和探針G2之間的阻值變小，其給出的測(cè)定值小于電位器R5所設(shè)定的值，這時(shí)電壓比較器輸出低電平。

當(dāng)多諧振蕩器和電壓比較器均輸出高電平時(shí)，即為土壤濕度不夠時(shí)，與非門A4輸出高電平，開關(guān)電路導(dǎo)通，繼電器K得電其常開觸點(diǎn)閉合，水泵開始抽水，抽水時(shí)間由電容C8的充電時(shí)間來(lái)決定，在本實(shí)例在設(shè)置為2分鐘。當(dāng)水泵抽水時(shí)間結(jié)束后多諧振蕩器翻轉(zhuǎn)，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(shí)間即為水泵停止抽水的時(shí)間，在本實(shí)施例中水泵停止抽水時(shí)間為30分鐘，在水泵停止抽水時(shí)，水繼續(xù)往下滲，設(shè)置水泵停止抽水時(shí)間是為了防止抽水速度比滲水速度快而導(dǎo)致出現(xiàn)多澆水的情況。當(dāng)停止抽水時(shí)間結(jié)束后，即電容C8放電結(jié)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(jìn)入充電狀態(tài)；同時(shí)探針G1和探針G2繼續(xù)監(jiān)測(cè)土壤濕度，如土壤濕度不足，電壓比較器繼續(xù)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(shí)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(huì)一直檢測(cè)土壤濕度，當(dāng)土壤濕度再次不足時(shí)則重復(fù)上述步驟，如此循環(huán)則可以很好的對(duì)無(wú)花果進(jìn)行澆灌，不會(huì)因澆水速度比滲水速度快而導(dǎo)致澆水過(guò)多的現(xiàn)象，提高本發(fā)明的澆灌效果。

如上所述，便可很好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。