[发明专利]一种基于播种机的变量施肥控制系统

说明书

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种基于单片机控制步进电机变量施肥。

背景技术

目前，我国农业生产中常见的施肥装置大多沿用地轮或变速箱通过机械传动机构驱动排肥器进行工作，性能落后，不能满足生产需要。而近几年推出的变量施肥装置价格昂贵，操作困难，调试维护不便等缺点，不适合我国农业现状，不宜大面积推广。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明的目的在于提供一种基于播种机的变量施肥控制系统，该控制系统采用汽车蓄电池供电和全电动的施肥过程，简化了复杂的机械传动机构，可完全取代传统纯机械式驱动的施肥装置。

实现上述发明目的技术方案是一种基于播种机的变量施肥控制系统，包括单片机、步进电机、排肥器、蓄电池、输出输出设备，其特征在于，通过输出输出设备给给单片机设定一个单位面积施肥值，所述的单片机通过速度传感器采集排肥器转速和机具前进速度，并根据设定的施肥装置的行距、排肥器个数和每转排肥量计算出每分钟的实际施肥量，与设定值相比较，运用自动控制算法，实时调节步进电机的转速，使实际施肥量和给定值相一致，并将结果传送给输出输出设备；所述的蓄电池用于给单片机、步进电机供电。

本发明变量施肥控制系统与现有技术相比较，具有以下有益效果：

1）本发明变量施肥控制系统采用单片机作为控制核心，运用自动控制算法，根据需要调节施肥量，实现变量施肥，有效提高化肥的利用率，减少因化肥使用不当而造成的环境污染和食品安全问题。

2）本发明变量施肥控制系统可与中小型拖拉机配套使用，采用汽车蓄电池供电，具有良好的通用性。

3）本发明变量施肥控制系统全电动的施肥过程简化了复杂的机械传动机构，降低了设计成本和操作维修难度，节省了大量的人力物力。

附图说明

图1是本发明基于播种机的变量施肥控制系统的控制原理图；

图2是本发明基于播种机的变量施肥控制系统的电路图。

具体实施方式

图1是本发明基于播种机的变量施肥控制系统的控制原理图，包括单片机、步进电机、排肥器、蓄电池、输出输出设备，其特征在于，通过输出输出设备给给单片机设定一个单位面积施肥值，所述的单片机通过速度传感器采集排肥器转速和机具前进速度，并根据设定的施肥装置的行距、排肥器个数和每转排肥量计算出每分钟的实际施肥量，与设定值相比较，运用自动控制算法，实时调节步进电机的转速，使实际施肥量和给定值相一致，并将结果传送给输出输出设备；所述的蓄电池用于给单片机、步进电机供电。

本发明基于播种机的变量施肥控制系统的工作原理：

该变量施肥控制系统的排肥轴与步进电机输出轴连接。根据需要，通过调节步进电机转速控制排肥轴的转速，从而改变排肥量，实现变量施肥。

该变量施肥控制系统采用单片机为控制核心，采用人为给定施肥量的方法，即设定单位面积施肥量，单片机通过采集排肥器转速和机具前进速度，并根据设定的施肥装置的行距、排肥器个数和每转排肥量计算出每分钟的实际施肥量。与设定值相比较，运用自动控制算法，实时调节步进电机的转速，使实际施肥量和给定值相一致。利用单片机对步进电机转速进行实时调节控制，从而实现根据不同需要进行变量施肥。

该变量施肥控制系统需实时测试施肥器行进速度和施肥轴转速这两个速度量，利用光电测速原理，在施肥器地轮轴和施肥器轴上分别安装两个测速编码盘，编码盘转动会不断触发红外发射管所发射的光线，进而在红外接收端产生电平变换，通过单片机的计数器分别计算两轴在单位时间的中断次数，然后转化为所需的速度量。其中编码盘采用多栅格方式，从而可以提高测量精度。

图2是本发明基于播种机的变量施肥控制系统的电路图，系统选用LCD1602液晶作为信息显示界面，其使用并行通信，可以提高通信效率。其中所要显示的信息包括施肥器行进速度、施肥轴的转速、施肥总量和单位面积施肥量等。

该变量施肥控制系统采用4*4的矩阵键盘，通过该键盘可以对单位面积施肥量进行设置以及对系统的手动控制。

该变量施肥控制系统以单片机STC89C51为控制核心，实现了对不同农作物及不同环境进行按需施肥，有效地提高了化肥的利用率，减轻了环境压力，减少食品安全等问题。在实际应用中，该装置系统稳定，控制精确，操作简单，节省大量人力资源，可以完全替代现有纯机械式驱动的施肥装置，同时降低了设计成本、操作和维修难度，符合我国农业现状，有利于我国农业的可持续发展，适宜在我国大面积推广。