專利名稱：一種智能化谷物干燥機控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種農(nóng)業(yè)機械，尤其是涉及一種智能化谷物干燥機控制器。
背景技術(shù)：
谷物干燥機是農(nóng)業(yè)機械的重要組成部分。由于缺乏干燥設(shè)備，收獲后谷物因不能及時干燥到安全水分而造成霉爛變質(zhì)，一般年景損失達250萬噸，災(zāi)年損失高達1000萬噸。 谷物干燥機時關(guān)系到豐產(chǎn)豐收，保證糧食品質(zhì)的大事。國外谷物干燥設(shè)備的研究開發(fā)時間比較早，到20世紀90年代，干燥技術(shù)的研究已經(jīng)達到較高水平，產(chǎn)品達到系列化、標準化， 性能穩(wěn)定，質(zhì)量好、自動化水平高。我國谷物干燥機起步較晚，雖然形成了一定的生產(chǎn)能力和使用能力，但還存在著很多問題同國外還有一定的差距，主要是干燥機數(shù)量少，干燥機械化水平低，制造質(zhì)量差，干燥機型號多、類型雜等，其中最主要的問題是干燥機的自動控制水平低，很多都沒有水分在線測試裝置，使干燥機出口的糧食水分不能準確控制。谷物烘干過程控制在國際范圍內(nèi)，處于計算機指導(dǎo)操作階段，還沒有達到計算機完全代替人來工作。目前對糧食干燥理論的研究還沒達到真正認識干燥過程物理本質(zhì)的程度，這使得建立起放映生產(chǎn)實際的系統(tǒng)物理模型不可能，因此無法實現(xiàn)對烘干過程的計算機控制。影響糧食水分檢測的因素比較多，對水分檢測很難達到規(guī)定的精度水平，所以無法為系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)。在谷物干燥過程中，谷物顆粒在自重和排糧板的作用下向下運動， 而濕空氣通過五角盒排出到大氣中。因此，如何能夠利用現(xiàn)有的技術(shù)和理論來實現(xiàn)谷物干燥過程的控制是急需解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種智能化谷物干燥過程控制器，彌補了現(xiàn)有一些谷物干燥過程控制方法比較復(fù)雜，設(shè)備過于龐大的缺陷，同時也解決了復(fù)谷物干燥過程不能控制問題。本實用新型采用的技術(shù)方案是本實用新型包括用于測量谷物干燥機出口谷物水分的谷物水分測量電路、用于測量干燥機內(nèi)氣流溫度的風(fēng)溫測量電路、單片機處理單元、鍵盤輸入電路、過限報警電路、液晶顯示電路和用來控制排糧速度的電機控制電路；谷物水分測量電路、風(fēng)溫測量電路、鍵盤輸入電路、過限報警電路、液晶顯示電路和電機控制電路分別與單片機處理單元相連。所述谷物水分測量電路由CAV444芯片及其周圍電路構(gòu)成，其中測量水分的電容式傳感器接CAV444芯片的第12腳，電容式傳感器的電容信號經(jīng)CAV444芯片處理后由第5 腳接單片機處理單元AT89S5X芯片的P3. 0 口。所述的風(fēng)溫測量電路由電阻式溫度傳感器PT100及其周圍處理電路構(gòu)成，溫度變化的電阻信號經(jīng)AD0P07和AD620AD兩級放大處理后通過TCL2543芯片轉(zhuǎn)換接單片機處理單元AT89S5X芯片的P1.0 口。所述的單片機處理單元采用AT89S5X系列單片機。[0010]所述的按鍵為4*4矩陣式輸入鍵盤，鍵盤上的八根引線分別與單片機AT89S5X芯片的P0. 0-P0. 7 口相連。所述的過限報警電路由蜂鳴器Bl和發(fā)光二極管DSl構(gòu)成，與單片機處理單元 AT89S5X 芯片的 P3. 2，P3. 3 口相連。所述的液晶顯示器型號為LM2068，液晶顯示器上的八根數(shù)據(jù)引線DB(TDB7分別與單片機AT89S5X芯片的P. 2. (ΓΡ2. 7相連，液晶顯示器的CS，RS, WR, RD, RST引線接單片機處理單元 AT89S5X 芯片的 P3. 6，P3. 7，P2. 7，PSEN, ALE 口。所述的電機控制電路包括PWM發(fā)生電路和電機驅(qū)動隔離電路，其中PWM發(fā)生電路由SG3525芯片及其周圍電路構(gòu)成，通過P3. 4 口與單片機處理單元AT89S5X芯片相連，產(chǎn)生的PWM波通過SG3525芯片的第11管腳輸送給由光電耦合器PS2705構(gòu)成的電機驅(qū)動隔離電路，通過光電耦合器PS2705的U2-70腳接運糧機電機。本實用新型具有的有益效果是本實用新型電路簡單，僅僅使用了一個AT89S5X系列芯片以及一些簡單的外圍器件，通過采集干燥空氣溫度，出口谷物水分含量來控制干燥時間從而達到干燥過程控制，同時還具備干燥條件超標報警顯示作用，具有較高的靈活性和實用性。本實用新型可安裝在通用的谷物干燥機上，是一種實用的、價格非常低廉的智能化谷物干燥控制器。

圖1是智能化谷物干燥過程控制器裝置結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實用新型的谷物水分測量電路圖。圖3是本實用新型的風(fēng)溫測量電路圖。圖4是本實用新型的單片機處理單元電路圖。圖5是本實用新型的鍵盤輸入電路圖。圖6是本實用新型的過限報警電路圖。圖7是本實用新型的液晶顯示電路圖。圖8是本實用新型的電機控制電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做出進一步的說明。如圖1所示，本實用新型包括用于測量谷物干燥機出口谷物水分的谷物水分測量電路、用于測量干燥機內(nèi)氣流溫度的風(fēng)溫測量電路、單片機處理單元、鍵盤輸入電路、過限報警電路、液晶顯示電路和用來控制排糧速度的電機控制電路；谷物水分測量電路、風(fēng)溫測量電路、鍵盤輸入電路、過限報警電路、液晶顯示電路和電機控制電路分別與單片機處理單元相連。如圖2所示，所述谷物水分測量電路由CAV444芯片及其周圍電路構(gòu)成，其中測量水分的電容式傳感器接CAV444芯片的第12腳，電容式傳感器的電容信號經(jīng)CAV444芯片處理后由第5腳接單片機處理單元AT89S5X芯片的P3. 0 口。谷物水分測量電路將反映水分含量的電容信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，再與單片機處理單元連接，信號轉(zhuǎn)換電路由CAV44芯片內(nèi)部構(gòu)成多諧振電路實現(xiàn)了 C/F變換，其諧振頻率公式為fx =1. 44/RCx(Cx為所求電容量，R為電阻值)，用壓頻——頻壓變換器的頻壓電路進行 F/V轉(zhuǎn)換，有^=1 ； (mv) (fx單位(Hz)，M為常量)，經(jīng)過這樣的變換將電容信號轉(zhuǎn)換成電壓信號Vx。如圖3所示，所述的風(fēng)溫測量電路由電阻式溫度傳感器PT100及其周圍處理電路構(gòu)成，溫度變化的電阻信號經(jīng)AD0P07和AD620AD兩級放大處理后通過TCL2543芯片轉(zhuǎn)換接單片機處理單元AT89S5X芯片的Pl. 0 口。如圖4所示，所述的單片機處理單元采用AT89S5X系列單片機。如圖5所示，所述的按鍵為4*4矩陣式輸入鍵盤，鍵盤上的八根引線分別與單片機 AT89S5X芯片的P0.0-P0.7 口相連。通過鍵盤輸入不同待測谷物種類代碼以及期望的水分含量值，單片機會根據(jù)輸入值來確定。如圖6所示，所述的過限報警電路由蜂鳴器Bl和發(fā)光二極管DSl構(gòu)成，與單片機處理單元AT89S5X芯片的P3. 2，P3. 3 口相連，不同種類谷物的干燥環(huán)境要求是不同的，因此限值會根據(jù)鍵盤輸入而變化。如圖7所示，所述的液晶顯示器型號為LM2068，液晶顯示器上的八根數(shù)據(jù)引線 DB0 DB7分別與單片機AT89S5X芯片的P. 2. (ΓΡ2. 7相連，液晶顯示器的CS，RS, WR, RD, RST 引線接單片機處理單元AT89S5X芯片的P3. 6，P3. 7，P2. 7，PSEN, ALE 口。如圖8所示，所述的電機控制電路包括PWM發(fā)生電路和電機驅(qū)動隔離電路，其中 PWM發(fā)生電路由SG3525芯片及其周圍電路構(gòu)成，通過P3. 4 口與單片機處理單元AT89S5X芯片相連，產(chǎn)生的PWM波通過SG3525芯片的第11管腳輸送給由光電耦合器PS2705構(gòu)成的電機驅(qū)動隔離電路，通過光電耦合器PS2705的U2-70腳接運糧機電機。單片機根據(jù)當(dāng)期谷物水分值和設(shè)定水分值的差值通過SG3525及其周圍電路調(diào)節(jié)輸出脈寬調(diào)制波，該電路與單片機相連，通過控制電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)谷物干燥時間。本實用新型的工作原理當(dāng)谷物干燥機在工作時，智能化谷物干燥過程控制器液晶顯示屏幕會顯示“請輸入待干燥谷物種類和水分設(shè)定值”字樣，不同種類的谷物物料對應(yīng)不同的代碼，比如A為小麥，B為玉米等，以小麥為例，這時候需要現(xiàn)場人員通過按鍵將A輸入，然后接將預(yù)期設(shè)定的濕度值也輸入，將這兩個參數(shù)輸入后，控制器會顯示“當(dāng)前干燥的谷物是小麥”，“濕度設(shè)定值為**%”字樣，這時候控制器的谷物水分電路和風(fēng)溫測量電路開始采集水分和溫度信號， 并將這兩個數(shù)值輸送給控制器單片機處理單元，單片機會根據(jù)當(dāng)前干燥機內(nèi)溫度值，以及比較當(dāng)前谷物水分值和設(shè)定值的差值來得出此刻谷物的需要的干燥時間，該控制過程的實現(xiàn)是通過單片機根據(jù)輸入?yún)?shù)來輸出脈寬調(diào)制波，通過調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制波的占空比來達到對運糧機電機轉(zhuǎn)速的控制，在這樣一個不斷反饋調(diào)整控制的過程中就實現(xiàn)了當(dāng)前溫度趨于設(shè)定值的功能。同時由于不同種類在干燥過程有著不同的溫度需求，溫度過低時干燥不充分， 溫度過高時谷物大量爆腰，影響品質(zhì)，針對不同種類的谷物設(shè)定不同的干燥溫度范圍，當(dāng)谷物干燥溫度超過設(shè)定范圍時會有報警提示并有燈光閃爍。該控制器裝置簡單，操作方便，通過設(shè)定初始值即可自動完成內(nèi)部智能化調(diào)節(jié)控制并有溫度過限報警提示。
權(quán)利要求1.一種智能化谷物干燥機控制器，其特征在于包括用于測量谷物干燥機出口谷物水分的谷物水分測量電路、用于測量干燥機內(nèi)氣流溫度的風(fēng)溫測量電路、單片機處理單元、鍵盤輸入電路、過限報警電路、液晶顯示電路和用來控制排糧速度的電機控制電路；谷物水分測量電路、風(fēng)溫測量電路、鍵盤輸入電路、過限報警電路、液晶顯示電路和電機控制電路分別與單片機處理單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種智能化谷物干燥機控制器，其特征在于所述谷物水分測量電路由CAV444芯片及其周圍電路構(gòu)成，其中測量水分的電容式傳感器接CAV444芯片的第12腳，電容式傳感器的電容信號經(jīng)CAV444芯片處理后由第5腳接單片機處理單元 AT89S5X 芯片的 P3. 0 口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種智能化谷物干燥機控制器，其特征在于所述的風(fēng)溫測量電路由電阻式溫度傳感器PT100及其周圍處理電路構(gòu)成，溫度變化的電阻信號經(jīng) AD0P07和AD620AD兩級放大處理后通過TCL2543芯片轉(zhuǎn)換接單片機處理單元AT89S5X芯片的 P1.0 口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種智能化谷物干燥機控制器，其特征在于所述的單片機處理單元采用AT89S5X系列單片機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種智能化谷物干燥機控制器，其特征在于所述的按鍵為4*4矩陣式輸入鍵盤，鍵盤上的八根引線分別與單片機AT89S5X芯片的P0. 0-P0. 7 口相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種智能化谷物干燥機控制器，其特征在于所述的過限報警電路由蜂鳴器Bl和發(fā)光二極管DSl構(gòu)成，與單片機處理單元AT89S5X芯片的P3. 2， P3. 3 口相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種智能化谷物干燥機控制器，其特征在于所述的液晶顯示器型號為LM2068，液晶顯示器上的八根數(shù)據(jù)引線DB(TDB7分別與單片機AT89S5X芯片的P. 2. (ΓΡ2. 7相連，液晶顯示器的CS，RS, WR, RD, RST引線接單片機處理單元AT89S5X芯片的 P3. 6，P3. 7，P2. 7，PSEN, ALE 口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種智能化谷物干燥機控制器，其特征在于所述的電機控制電路包括PWM發(fā)生電路和電機驅(qū)動隔離電路，其中PWM發(fā)生電路由SG3525芯片及其周圍電路構(gòu)成，通過P3. 4 口與單片機處理器AT89S5X芯片相連，產(chǎn)生的PWM波通過SG3525 芯片的第11管腳輸送給由光電耦合器PS2705構(gòu)成的電機驅(qū)動隔離電路，通過光電耦合器 PS2705的U2-70腳接運糧機電機。
專利摘要本實用新型公開了一種智能化谷物干燥機控制器。包括用于測量谷物干燥機出口谷物水分的谷物水分測量電路、用于測量干燥機內(nèi)氣流溫度的風(fēng)溫測量電路、單片機處理單元、鍵盤輸入電路、過限報警電路、液晶顯示電路和用來控制排糧速度的電機控制電路；谷物水分測量電路、風(fēng)溫測量電路、鍵盤輸入電路、過限報警電路、液晶顯示電路和電機控制電路分別與單片機處理單元相連。本實用新型僅使用一個AT89S5X系列芯片以及一些外圍器件，通過采集干燥空氣溫度，出口谷物水分含量來控制干燥時間從而達到干燥過程控制，同時還具備干燥條件超標報警顯示作用，具有較高的靈活性和實用性。安裝在通用的谷物干燥機上，是一種價格非常低廉的智能化谷物干燥控制器。
文檔編號G05B19/042GK202306223SQ201120390740
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者王劍平, 蓋玲, 高飛 申請人:浙江大學(xué)