專利名稱：一種具有水位控制器的太陽能無土栽培系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無土栽培系統(tǒng)，尤其涉及一種具有水位控制器的太陽能無土栽培系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，無土栽培的種植方式越來越得到廣泛的應用。而現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)中，尤其是園藝作物的無土栽培中，無土栽培技術(shù)越來越多的采用自動供水灌溉技術(shù)。為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及居民生活供水的水塔或高位水箱基本上都是通過水位自動控制裝置來實現(xiàn)自動供水。目前使用的水位控制器，其中一種是浮球式。浮球式水位控制器主 要是靠浮球隨著水位的升降來控制水位的，其主要不足是尼龍繩及滑輪、限位檔等處在低溫條件下容易結(jié)冰，造成水位控制器失靈。另外，炎熱天氣時水蒸汽侵蝕安裝在水箱中水面上部行程開關(guān)，造成行程開關(guān)短路，致使水位控制裝置失控。水位控制器的不足導致無土栽培系統(tǒng)無法正常進行灌溉，影響農(nóng)作物生長。另外，實際中使用的無土栽培系統(tǒng)需要輔助以相關(guān)的照明、灌溉用的電氣化裝置等，而這些裝置需要借助電力驅(qū)動，會耗費大量的電力資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有水位控制器的太陽能無土栽培系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，能夠節(jié)約電力資源。為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案—種具有水位控制器的太陽能無土栽培系統(tǒng)，包含將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的采集單元，與所述采集單元電連接的充電單元，與所述充電單元電連接的灌溉單元和照明單元，以及支架和容器，所述采集單元設(shè)置在所述支架的上方，所述容器設(shè)置在所述支架的下方，所述照明單元設(shè)置在容器的上方，所述太陽能無土栽培系統(tǒng)還包含水位控制器，所述水位控制器包括電源電路，與所述電源電路相連的控制電路，其中，所述電源電路包括連接于電源的變壓器和連接于所述變壓器二次繞組的整流電路；所述控制電路包括連接在所述充電單元和所述灌溉單元之間的繼電器，控制所述繼電器的NE555芯片，以及一端與所述NE555芯片相連的、另一端位于所述容器中的高水位探測線、中間水位探測線、低水位探測線；所述整流電路的輸出端分別通過第一可變電阻、第二可變電阻、第三可變電阻與所述高水位探測線、中間水位探測線、低水位探測線相連，所述輸出端還與所述NE555芯片的第4腳與第8腳相連，所述NE555芯片的第I腳接地，所述NE555芯片的第3腳連接發(fā)光二極管并接地，所述繼電器連接在所述變壓器的一次繞組側(cè)。
作為對上述技術(shù)方案的優(yōu)化，所述水位控制器還包括保護電路，所述保護電路包括連接在所述變壓器一次繞組側(cè)的串聯(lián)連接的熱繼電器和交流接觸器，由所述交流接觸器控制水泵電源。作為對上述技術(shù)方案的優(yōu)化，所述整流電路的輸出端還通過第一電容接地。作為對上述技術(shù)方案的優(yōu)化，所述NE555芯片的第5腳通過第二電容接地。作為對上述技術(shù)方案的優(yōu)化，所述NE555芯片的第6腳通過第一電阻接地；所述NE555芯片的第2腳通過第二電阻接地。作為對上述技術(shù)方案的優(yōu)化，所述NE555芯片的第3腳與發(fā)光二極管之間還串聯(lián)
有二極管和第三電阻。
作為對上述技術(shù)方案的優(yōu)化，所述繼電器還與接觸器串聯(lián)。作為對上述技術(shù)方案的優(yōu)化，所述高水位探測線、中間水位探測線、低水位探測線為膠皮鋁線。本發(fā)明提供的水位控制器，當水位低于低水位探測線時，NE555芯片輸出高電平，繼電器吸合，啟動灌溉單元，當水位處于高水位探測線與中間水位探測線之間時，NE555芯片保持原來狀態(tài)，繼電器處于吸合狀態(tài)，灌溉單元繼續(xù)處于工作狀態(tài)，當水位高于高水位探測線時，NE555芯片輸出低電平，繼電器斷開，灌溉單元停止工作，這樣使得盛水容器內(nèi)的水位始終保持在低水位探測線的高度或以上，同時不高于高水位探測線的高度，從而實現(xiàn)水位的自動控制。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細說明。圖I為本發(fā)明的太陽能無土栽培系統(tǒng)的原理方框圖。圖2為本發(fā)明的太陽能無土栽培系統(tǒng)的正面結(jié)構(gòu)示意圖。。圖3為本發(fā)明的太陽能無土栽培系統(tǒng)的水位控制器的電路圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1-2所示本發(fā)明提供一種具有水位控制器的太陽能無土栽培系統(tǒng)，包含將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的采集單元10，與采集單元10電連接的充電單元50，與充電單元50電連接的灌溉單元和照明單元，支架60，容器70以及水位控制器20。如圖I和2所示，本發(fā)明的采集單元10設(shè)置在該支架60的上方，用以匯集太陽能，并加太陽能轉(zhuǎn)化為電能。該采集單元10具體包括太陽能板以及角度調(diào)節(jié)器，該角度調(diào)節(jié)器連接設(shè)置在該太陽能板和支架60之間。該角度調(diào)節(jié)器可以調(diào)節(jié)太陽能板的空間位置以及朝向，使該太陽能板更高效的匯集太陽能。本發(fā)明的種植照明單元包括LED光管和控制該LED光管的工作狀態(tài)的電子控制器(圖中未示出)。照明單元設(shè)置在容器70上方，便于為容器70照明。灌溉單元為水泵，所述水泵通過水路連接管分別與容器70連接。
如圖3所示，本發(fā)明中的水位控制器20包括電源電路，與電源電路相連的控制電路，其中，電源電路包括連接于電源的變壓器和連接于變壓器二次繞組的整流電路；控制電路包括連接在充電單元50和灌溉單元之間的繼電器，控制繼電器的NE555芯片，以及一端與NE555芯片相連的、另一端位于容器70中的高水位探測線A、中間水位探測線B、低水位探測線C ;整流電路的輸出端分別通過第一可變電阻、第二可變電阻、第三可變電阻與高水位探測線、中間水位探測線、低水位探測線相連，輸出端還與NE555芯片的第4腳與第8腳相連，NE555芯片的第I腳接地，NE555芯片的第3腳連接發(fā)光二極管并接地，繼電器連接在變壓器的一次繞組側(cè)；采集單元10設(shè)置在支架60的上方，容器70設(shè)置在支架60的下方，照明單元設(shè)置在容器70的上方。為了保護灌溉單元，水位控制器20還可以包括保護電路，保護電路包括連接在變壓器一次繞組側(cè)的串聯(lián)連接的熱繼電器和交流接觸器，由交流接觸器控制水泵電源。當繼電器Jl吸合后，熱繼電器J通電，電流使線圈發(fā)熱，金屬片發(fā)生形變吸合。交流接觸器C亦隨之通電，產(chǎn)生電磁力，電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心，帶動主觸點閉合， 此時電路接通，驅(qū)動灌溉單元轉(zhuǎn)動，一旦功率大于額定功率，繼電器J線圈發(fā)熱，使金屬片 形變到一定的程度時，金屬片自動彈開，電路斷開。隨之接觸器C電磁力消失，觸電斷開。起保護灌溉單元作用。為了安全起見，水位控制器20中的整流電路的輸出端還通過第一電容Ul接地，NE555芯片的第5腳通過第二電容U2接地，所述NE555芯片的第6腳通過第一電阻Rl接地；所述NE555芯片的第2腳通過第二電阻R2接地。NE555芯片的第3腳與發(fā)光二極管D6之間優(yōu)選還串聯(lián)有二極管D5和第三電阻R3。繼電器Jl優(yōu)選還與接觸器C串聯(lián)。高水位探測線A、中間水位探測線B、低水位探測線C優(yōu)選為膠皮鋁線。具體地，本發(fā)明中的水位控制器的具體實施方式
如圖3所示，整流電路與電容Ul并聯(lián)，整流電路的輸出端通過可調(diào)電阻RWl與高水位探測線的一端以及NE555芯片的第6腳相連，還通過可調(diào)電阻RW2與中間水位探測線的一端以及NE555芯片的第2腳相連，以及通過可變電阻RW3與低水位探測線的一端相連，并且還直接與NE555芯片的第4與第8腳相連；NE555芯片的第I腳，第5腳通過電容U2，第3腳的輸出信號用以控制繼電器Jl的工作狀態(tài)；高水位探測線，中間水位探測線與低水位探測線的另一端分別處于盛水容器的某一高度上。NE555芯片的第6腳通過電阻Rl與整流電路的輸出端相連；NE555芯片的第2腳通過電阻R2與整流電路的輸出端相連。NE555芯片的第3腳通過二極管D6與整流電路的輸入端相連，并通過二極管D5以及與該二極管D5串接的發(fā)光二極管D6、電阻R3與整流電路的輸入端相連。整流電路為電路提供穩(wěn)定直流電壓后，NE555芯片開始工作。當盛水容器的水位探測線的探極A、B、C低于水位線時，均為高電位。調(diào)節(jié)RWl — RW3，使A點和B點的電位最大接近于2/3Vet與l/3Vcc。當B、C高于塔內(nèi)的水位線時，即已低于NE555芯片的反向閾值電壓V-，NE555芯片第2腳為“地”電位，使NE555芯片發(fā)生置位，第3腳輸出的高電平使發(fā)光二極管工作并且使繼電器Jl吸合，接觸器C吸合，灌溉單元從而因得電而運轉(zhuǎn)，進行抽水；當水位上升至探極B點，而又未到A點時，它們的分壓值在l/3Vet與2/3Vcc之間，狀態(tài)不變。當水位繼續(xù)上升至A點時，A點電位接近電源電壓，超過了正向閾值電壓V+，相應NE555芯片復位，輸出的低電平使Jl釋放，接觸器C釋放，灌溉單元斷電停轉(zhuǎn)，從而對水位實現(xiàn)自動控制。其中，繼電器Jl可以與接觸器C配合控制灌溉單元的工作狀態(tài)。繼電器Jl還與熱繼電器J配合控制灌溉單元的工作狀態(tài)。繼電器Jl吸合后，熱繼電器J通電，并由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當形變達到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器C失電，主電路斷開，實現(xiàn)電路的過載保護。當繼電器Jl吸合后，熱繼電器J通電，電流使熱繼電器的線圈發(fā)熱，金屬片發(fā)生形變吸合。與熱繼電器連接的交流接觸器C也隨之通電，產(chǎn)生電磁力，電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心，帶動主觸點閉合，此時電路接通，驅(qū)動灌溉單元工作，一旦功率大于額定功率，熱繼電器J線圈發(fā)熱，使熱繼電器內(nèi)部不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當形變達到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，隨之接觸器C電磁力消失，觸電 斷開。起保護灌溉單元的作用。對于高水位探測線，中間水位探測線，低水位探測線可以用膠皮鋁線做成，也可以利用其它適合的材料制作加工。本發(fā)明的具有水位控制器的太陽能無土栽培系統(tǒng)，采用采集單元10將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為灌溉單元和種植照明單元提供電能，還采用了水位控制器20對灌溉單元的供電進行控制當水位低于低水位探測線時，NE555芯片輸出高電平，繼電器吸合，啟動灌溉單元，當水位處于高水位探測線與中間水位探測線之間時，NE555芯片保持原來狀態(tài)，繼電器處于吸合狀態(tài)，灌溉單元繼續(xù)處于工作狀態(tài)，當水位高于高水位探測線時，NE555芯片輸出低電平，繼電器斷開，灌溉單元停止工作，這樣使得盛水容器內(nèi)的水位始終保持在低水位探測線的高度或以上，同時不高于高水位探測線的高度，從而實現(xiàn)水位的自動控制。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；如果不脫離本發(fā)明的精神和范圍，對本發(fā)明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種具有水位控制器的太陽能無土栽培系統(tǒng)，包含將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的采集單元，與所述采集單元電連接的充電單元，與所述充電單元電連接的灌溉單元和種植照明單元，以及支架和容器，所述采集單元設(shè)置在所述支架的上方，所述容器設(shè)置在所述支架的下方，所述照明單元設(shè)置在容器的上方，其特征在于，所述太陽能無土栽培系統(tǒng)還包含水位控制器，所述水位控制器包括 電源電路，與所述電源電路相連的控制電路，其中， 所述電源電路包括連接于電源的變壓器和連接于所述變壓器二次繞組的整流電路； 所述控制電路包括連接在所述充電單元和所述灌溉單元之間的繼電器，控制所述繼電器的NE555芯片，以及一端與所述NE555芯片相連的、另一端位于所述容器中的高水位探測線、中間水位探測線、低水位探測線； 所述整流電路的輸出端分別通過第一可變電阻、第二可變電阻、第三可變電阻與所述高水位探測線、中間水位探測線、低水位探測線相連，所述輸出端還與所述NE555芯片的第4腳與第8腳相連，所述NE555芯片的第I腳接地，所述NE555芯片的第3腳連接發(fā)光二極管并接地，所述繼電器連接在所述變壓器的一次繞組側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能無土栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述水位控制器還包括保護電路，所述保護電路包括連接在所述變壓器一次繞組側(cè)的串聯(lián)連接的熱繼電器和交流接觸器，由所述交流接觸器控制水泵電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能無土栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述整流電路的輸出端還通過第一電容接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能無土栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述NE555芯片的第5腳通過第二電容接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能無土栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述NE555芯片的第6腳通過第一電阻接地；所述NE555芯片的第2腳通過第二電阻接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能無土栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述NE555芯片的第3腳與發(fā)光二極管之間還串聯(lián)有二極管和第三電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能無土栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述繼電器還與接觸器串聯(lián)。
8.根據(jù)上述任何一項權(quán)利要求中所述的太陽能無土栽培系統(tǒng)，其特征在于，所述高水位探測線、中間水位探測線、低水位探測線為膠皮鋁線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有水位控制器的太陽能無土栽培系統(tǒng)，包含將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的采集單元，與采集單元電連接的充電單元，與充電單元電連接的灌溉單元和照明單元，以及支架和容器，采集單元設(shè)置在支架的上方，容器設(shè)置在支架的下方，照明單元設(shè)置在容器的上方，太陽能無土栽培系統(tǒng)還包含水位控制器，水位控制器包括電源電路，與電源電路相連的控制電路，其中，電源電路包括連接于電源的變壓器和連接于變壓器二次繞組的整流電路；控制電路包括連接在充電單元和灌溉單元之間的繼電器，控制繼電器的NE555芯片，以及一端與NE555芯片相連的、另一端位于容器中高水位探測線、中間水位探測線、低水位探測線。
文檔編號G05D23/19GK102778905SQ20111012073
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者沈建彬 申請人:太倉市祥和蔬菜專業(yè)合作社