一种基于保护电路的自动灌溉控制系统

本发明涉及自动控制领域，具体是指一种基于保护电路的自动灌溉控制系 统。

现代农业技术的应用为社会带来了巨大的经济、社会、以及生态效益。随着 社会的发展，人们节水的意识逐渐增强，为了达到节水的目的，人们通常采用 自动灌溉控制系统来控制水泵对农作物进行灌溉，以提高灌溉用水效率。然而， 目前农业灌溉还存在一定的问题，即其采用的自动灌溉控制系统的控制精度较 低，无法准确的控制水泵工作，达不到人们的要求。

本发明的目的在于解决目前自动灌溉控制系统的控制精度低的缺陷，提供 一种基于保护电路的自动灌溉控制系统。

本发明的目的通过下述技术方案现实：一种基于保护电路的自动灌溉控制 系统，主要由控制芯片U3，二极管D2，检测探头Q1，检测探头Q2，串接在检 测探头Q1和二极管D2的P极之间的电阻R2，与控制芯片U3的VIN管脚相连 接的保护电路，串接在检测探头Q1和保护电路之间的电阻R1，N极与检测探 头Q1相连接、P极与控制芯片U3的TON管脚相连接的二极管D1，正极与控 制芯片U3的BOOT管脚相连接、负极与控制芯片U3的LX管脚相连接的电容 C4，串接在控制芯片U3的NC管脚和GND管脚之间的电阻R3，与二极管D2 的N极相连接的电源电路，以及串接在电源电路和控制芯片U3的LX管脚之间 的开关电路组成；所述控制芯片U3的ISEN管脚与检测探头Q2相连接、其GND 管脚接地。

进一步的，所述保护电路由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，负极 与三极管VT3的发射极相连接、正极经电阻R1后与检测探头Q1相连接的电容 C6，串接在三极管VT3的发射极和集电极之间的电阻R8，P极与三极管VT4 的发射极相连接、N极接地的二极管D3，串接在三极管VT3的发射极和二极管 D3的N极之间的电阻R7，正极与三极管VT4的基极相连接、负极经电阻R9 后与三极管VT3的集电极相连接的电容C7，串接在电容C7的负极与二极管D3 的N极之间的电阻R10，P极与电容C7的负极相连接、N极与三极管VT5的基 极相连接的二极管D4，N极与三极管VT5的发射极相连接、P极接地的稳压二 极管D5，串接在三极管VT5的基极和稳压二极管D5的P极之间的电阻R11， 正极经电感L后与三极管VT3的集电极相连接、负极与三极管VT5的集电极相 连接的电容C8，以及与电容C8相并联的电阻R12组成；所述三极管VT5的基 极与电容C8的正极相连接；所述三极管VT3的基极与三极管VT4的集电极相 连接；所述电容C8的正极与控制芯片U3的VIN管脚相连接。

所述电源电路由变压器T，二极管整流器U，稳压芯片U1，稳压芯片U2， 正极与稳压芯片U1的IN管脚相连接、负极与二极管整流器U的正极输出端相 连接的电容C1，正极与稳压芯片U1的OUT管脚相连接、负极接地的电容C2， 以及正极与稳压芯片U2的OUT管脚相连接、负极接地的电容C3组成；所述 稳压芯片U1的OUT管脚还与二极管D2的N极相连接、其GND管脚接地；所 述稳压芯片U2的OUT管脚还与开关电路相连接、其GND管脚接地、其IN管 脚则与二极管整流器U的正极输出端相连接；所述二极管整流器U的负极输出 端接地；所述二极管整流器U的输入端分别与变压器T的副边电感线圈的同名 端和非同名端相连接；所述变压器T的原边电感线圈作为电源输入端。

所述开关电路由与非门A1，与非门A2，三极管VT1，三极管VT2，水泵 M，串接在与非门A1的输出端和三极管VT1的基极之间的电阻R6，串接在与 非门A1的负极和与非门A2的输出端之间的电阻R5，一端与与非门A2的负极 相连接、另一端接地的电阻R4，串接在三极管VT1的集电极和稳压芯片U2的 OUT管脚之间的继电器K，以及正极与三极管VT1的发射极相连接、负极与三 极管VT2的集电极相连接的电容C5组成；所述与非门A2的正极与控制芯片 U3的LX管脚相连接、其输出端与三极管VT2的基极相连接；所述三极管VT2 的发射极接地；所述与非门A1的正极接地、其输出端与与非门A2的正极相连 接；所述继电器K的常开触点K-1则串接在水泵的供电主线路上。

所述稳压芯片U1和稳压芯片U2均为7809稳压芯片，所述控制芯片U3为 A6210集成芯片。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明采用A6210集成芯片作为控制芯片，并结合逻辑门对水泵进行 控制，相比传统的控制系统采用机械式开关来控制，本发明的误动作率更低， 能够更准确的控制水泵工作。

(2)本发明拥有稳定的工作电源，极大的提高本发明的稳定性。

(3)本发明具有过压保护功能，当系统出现过电压时，本发明会自动断开 电路，从而使本发明不被过电压损坏。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的保护电路的结构图。

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不 限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由控制芯片U3，二极管D2，检测探头Q1，检测 探头Q2，串接在检测探头Q1和二极管D2的P极之间的电阻R2，与控制芯片 U3的VIN管脚相连接的保护电路，串接在检测探头Q1和保护电路之间的电阻 R1，N极与检测探头Q1相连接、P极与控制芯片U3的TON管脚相连接的二 极管D1，正极与控制芯片U3的BOOT管脚相连接、负极与控制芯片U3的LX 管脚相连接的电容C4，串接在控制芯片U3的NC管脚和GND管脚之间的电阻 R3，与二极管D2的N极相连接的电源电路，以及串接在电源电路和控制芯片 U3的LX管脚之间的开关电路组成；所述控制芯片U3的ISEN管脚与检测探头 Q2相连接、其GND管脚接地。为了更好的实施本发明，所述控制芯片U3优选 A6210集成芯片来实现。

其中，该电源电路由变压器T，二极管整流器U，稳压芯片U1，稳压芯片 U2，电容C1，电容C2以及电容C3组成。

连接时，电容C1的正极与稳压芯片U1的IN管脚相连接、其负极与二极 管整流器U的正极输出端相连接。电容C2的正极与稳压芯片U1的OUT管脚 相连接、其负极接地。电容C3的正极与稳压芯片U2的OUT管脚相连接、其 负极接地。

同时，所述稳压芯片U1的OUT管脚还与二极管D2的N极相连接、其GND 管脚接地。所述稳压芯片U2的OUT管脚还与开关电路相连接、其GND管脚 接地、其IN管脚则与二极管整流器U的正极输出端相连接。所述二极管整流器 U的负极输出端接地。所述二极管整流器U的输入端分别与变压器T的副边电 感线圈的同名端和非同名端相连接。所述变压器T的原边电感线圈作为电源输 入端并接220V市电。为了更好的实施本发明，所述稳压芯片U1和稳压芯片U2 均采用7809稳压芯片来实现。

另外，所述开关电路由与非门A1，与非门A2，三极管VT1，三极管VT2， 水泵M，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电容C5以及继电器K组成。

连接时，电阻R6串接在与非门A1的输出端和三极管VT1的基极之间。电 阻R5串接在与非门A1的负极和与非门A2的输出端之间。电阻R4的一端与与 非门A2的负极相连接、其另一端接地。继电器K串接在三极管VT1的集电极 和稳压芯片U2的OUT管脚之间。电容C5的正极与三极管VT1的发射极相连 接、其负极与三极管VT2的集电极相连接。

所述与非门A2的正极与控制芯片U3的LX管脚相连接、其输出端与三极 管VT2的基极相连接。所述三极管VT2的发射极接地；所述与非门A1的正极 接地、其输出端与与非门A2的正极相连接。所述继电器K的常开触点K-1则 串接在水泵M的供电主线路上。

如图2所示，所述保护电路由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，电 阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电容C6，电容C7， 电容C8，电感L，二极管D3，二极管D4以及稳压二极管D5组成。

连接时，电容C6的负极与三极管VT3的发射极相连接、其正极经电阻R1 后与检测探头Q1相连接。电阻R8串接在三极管VT3的发射极和集电极之间。 二极管D3的P极与三极管VT4的发射极相连接、其N极接地。电阻R7串接 在三极管VT3的发射极和二极管D3的N极之间。电容C7的正极与三极管VT4 的基极相连接、其负极经电阻R9后与三极管VT3的集电极相连接。电阻R10 串接在电容C7的负极与二极管D3的N极之间。二极管D4的P极与电容C7 的负极相连接、其N极与三极管VT5的基极相连接。稳压二极管D5的N极与 三极管VT5的发射极相连接、其P极接地。电阻R11串接在三极管VT5的基极 和稳压二极管D5的P极之间。电容C8的正极经电感L后与三极管VT3的集电 极相连接、其负极与三极管VT5的集电极相连接。电阻R12与电容C8相并联。 所述三极管VT5的基极与电容C8的正极相连接。所述三极管VT3的基极与三 极管VT4的集电极相连接。所述电容C8的正极与控制芯片U3的VIN管脚相 连接。

工作时，检测探头Q1和检测探头Q2插入土壤中，并使检测探头Q1和检 测探头Q2相距1～2mm。在土壤湿度达到设定标准时，检测探头Q1和检测探头 Q2之间的电阻阻值变小，控制芯片U3的LX管脚输出高电平，与非门A1和与 非门A2则输出低电平，三极管VT1和三极管VT2截止，这时继电器K不得电 其常开触点保持继开，水泵M不工作。当土壤湿度减小时，检测探头Q1和检 测探头Q2之间的阻值增大，控制芯片U3的LX管脚输出低电平，与非门A1 和与非门A2则输出高电平使三极管VT1和三极管VT2导通，这时继电器K得 电其常开触点闭合，水泵M开始工作。

本发明采用A6210集成芯片作为控制芯片，并结合逻辑门对水泵进行控制， 相比传统的控制系统采用机械式开关来控制，本发明的误动作率更低，能够更 准确的控制水泵工作。本发明具有过压保护功能，当系统出现过电压时，本发 明会自动断开电路，从而使本发明不被过电压损坏。

如上所述，便可很好的实现本发明。