本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)變量施肥。

背景技術(shù)：

目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的施肥裝置大多沿用地輪或變速箱通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)排肥器進(jìn)行工作，性能落后，不能滿足生產(chǎn)需要。而近幾年推出的變量施肥裝置價(jià)格昂貴，操作困難，調(diào)試維護(hù)不便等缺點(diǎn)，不適合我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀，不宜大面積推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題與缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于播種機(jī)的變量施肥控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)采用汽車蓄電池供電和全電動(dòng)的施肥過程，簡(jiǎn)化了復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可完全取代傳統(tǒng)純機(jī)械式驅(qū)動(dòng)的施肥裝置。

實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的技術(shù)方案是一種基于播種機(jī)的變量施肥控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、排肥器、蓄電池、輸出輸出設(shè)備，其特征在于，通過輸出輸出設(shè)備給給單片機(jī)設(shè)定一個(gè)單位面積施肥值，所述的單片機(jī)通過速度傳感器采集排肥器轉(zhuǎn)速和機(jī)具前進(jìn)速度，并根據(jù)設(shè)定的施肥裝置的行距、排肥器個(gè)數(shù)和每轉(zhuǎn)排肥量計(jì)算出每分鐘的實(shí)際施肥量，與設(shè)定值相比較，運(yùn)用自動(dòng)控制算法，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使實(shí)際施肥量和給定值相一致，并將結(jié)果傳送給輸出輸出設(shè)備；所述的蓄電池用于給單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)供電。

本發(fā)明變量施肥控制系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下有益效果：

1）本發(fā)明變量施肥控制系統(tǒng)采用單片機(jī)作為控制核心，運(yùn)用自動(dòng)控制算法，根據(jù)需要調(diào)節(jié)施肥量，實(shí)現(xiàn)變量施肥，有效提高化肥的利用率，減少因化肥使用不當(dāng)而造成的環(huán)境污染和食品安全問題。

2）本發(fā)明變量施肥控制系統(tǒng)可與中小型拖拉機(jī)配套使用，采用汽車蓄電池供電，具有良好的通用性。

3）本發(fā)明變量施肥控制系統(tǒng)全電動(dòng)的施肥過程簡(jiǎn)化了復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，降低了設(shè)計(jì)成本和操作維修難度，節(jié)省了大量的人力物力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于播種機(jī)的變量施肥控制系統(tǒng)的控制原理圖；

圖2是本發(fā)明基于播種機(jī)的變量施肥控制系統(tǒng)的電路圖。

具體實(shí)施方式

圖1是本發(fā)明基于播種機(jī)的變量施肥控制系統(tǒng)的控制原理圖，包括單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、排肥器、蓄電池、輸出輸出設(shè)備，其特征在于，通過輸出輸出設(shè)備給給單片機(jī)設(shè)定一個(gè)單位面積施肥值，所述的單片機(jī)通過速度傳感器采集排肥器轉(zhuǎn)速和機(jī)具前進(jìn)速度，并根據(jù)設(shè)定的施肥裝置的行距、排肥器個(gè)數(shù)和每轉(zhuǎn)排肥量計(jì)算出每分鐘的實(shí)際施肥量，與設(shè)定值相比較，運(yùn)用自動(dòng)控制算法，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使實(shí)際施肥量和給定值相一致，并將結(jié)果傳送給輸出輸出設(shè)備；所述的蓄電池用于給單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)供電。

本發(fā)明基于播種機(jī)的變量施肥控制系統(tǒng)的工作原理：

該變量施肥控制系統(tǒng)的排肥軸與步進(jìn)電機(jī)輸出軸連接。根據(jù)需要，通過調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制排肥軸的轉(zhuǎn)速，從而改變排肥量，實(shí)現(xiàn)變量施肥。

該變量施肥控制系統(tǒng)采用單片機(jī)為控制核心，采用人為給定施肥量的方法，即設(shè)定單位面積施肥量，單片機(jī)通過采集排肥器轉(zhuǎn)速和機(jī)具前進(jìn)速度，并根據(jù)設(shè)定的施肥裝置的行距、排肥器個(gè)數(shù)和每轉(zhuǎn)排肥量計(jì)算出每分鐘的實(shí)際施肥量。與設(shè)定值相比較，運(yùn)用自動(dòng)控制算法，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使實(shí)際施肥量和給定值相一致。利用單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同需要進(jìn)行變量施肥。

該變量施肥控制系統(tǒng)需實(shí)時(shí)測(cè)試施肥器行進(jìn)速度和施肥軸轉(zhuǎn)速這兩個(gè)速度量，利用光電測(cè)速原理，在施肥器地輪軸和施肥器軸上分別安裝兩個(gè)測(cè)速編碼盤，編碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)不斷觸發(fā)紅外發(fā)射管所發(fā)射的光線，進(jìn)而在紅外接收端產(chǎn)生電平變換，通過單片機(jī)的計(jì)數(shù)器分別計(jì)算兩軸在單位時(shí)間的中斷次數(shù)，然后轉(zhuǎn)化為所需的速度量。其中編碼盤采用多柵格方式，從而可以提高測(cè)量精度。

圖2是本發(fā)明基于播種機(jī)的變量施肥控制系統(tǒng)的電路圖，系統(tǒng)選用LCD1602液晶作為信息顯示界面，其使用并行通信，可以提高通信效率。其中所要顯示的信息包括施肥器行進(jìn)速度、施肥軸的轉(zhuǎn)速、施肥總量和單位面積施肥量等。

該變量施肥控制系統(tǒng)采用4*4的矩陣鍵盤，通過該鍵盤可以對(duì)單位面積施肥量進(jìn)行設(shè)置以及對(duì)系統(tǒng)的手動(dòng)控制。

該變量施肥控制系統(tǒng)以單片機(jī)STC89C51為控制核心，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同農(nóng)作物及不同環(huán)境進(jìn)行按需施肥，有效地提高了化肥的利用率，減輕了環(huán)境壓力，減少食品安全等問題。在實(shí)際應(yīng)用中，該裝置系統(tǒng)穩(wěn)定，控制精確，操作簡(jiǎn)單，節(jié)省大量人力資源，可以完全替代現(xiàn)有純機(jī)械式驅(qū)動(dòng)的施肥裝置，同時(shí)降低了設(shè)計(jì)成本、操作和維修難度，符合我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀，有利于我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，適宜在我國(guó)大面積推廣。