[實用新型]一種環境可控的植物培養箱的控制電路

有效

• 申請號: 201720047623.3
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN206369976U
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 唐潮;胡佳成;禹靜;李東升
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司33272
• 代理人: 王佳健

1.一種環境可控的植物培養箱的控制電路，包括電源模塊、MCU最小系統模塊、程序下載模塊、按鍵模塊、1602LCD液晶屏顯示模塊、紅色LED燈控制模塊、藍色LED燈控制模塊、溫度測量接口模塊、溫度控制接口模塊、土壤PH值測量接口模塊，其特征在于：電源模塊用于給整個系統提供電能；1602LCD液晶屏通過排線連接至MCU最小系統模塊，用于實現人機交互；土壤PH值測量接口模塊，輸入端為土壤PH值傳感器，輸出端連接至MCU最小系統模塊的AD接口，用于檢測培養箱中土壤的PH值；溫度測量接口模塊，輸入端為DS18B20數字溫度傳感器，輸出端連接至MCU最小系統模塊的P2.4端口，用于檢測培養箱中土壤的溫度值；溫度控制接口模塊，輸入端為加熱管，輸出端連接至MCU最小系統模塊的P6.3端口，用于控制培養箱中加熱管的通斷；紅色LED燈控制模塊連接至MCU最小系統模塊的P6.0接口，用于控制紅色LED燈的開關；藍色LED燈控制模塊連接至MCU最小系統模塊的P6.1接口，用于控制藍色LED燈的開關；程序下載模塊用于下載程序到電路板；按鍵模塊用于數據的輸入；

所述的電源模塊提供+3.3V、+5V、12V電壓、220VAC；

所述的電源模塊包括兩個穩壓芯片U1、U2、一個12V接插口P1、一個單刀單擲開關S1、一個電源指示燈D2、一個防接反二極管D1、一個可恢復保險絲F1、三個鉭電容C1、C3、C5、C7、四個瓷片電容C2、C4、C6、C8、三個電阻R1、R2、R3；12V接插口P1一端接單刀單擲開關S1的一端，另一端接地，保險絲F1的一端接單刀單擲開關S1的一端，保險絲F1的另一端接防接反二極管D1的陽極，防接反二極管D1的陰極接鉭電容C1的正極、瓷片電容C2的一端、穩壓芯片U1的第一引腳，鉭電容C1的負極、瓷片電容C2的另一端接地，穩壓芯片U1的第二引腳接地，鉭電容C3的負極、瓷片電容C4的一端并至地，鉭電容C3的正極接瓷片電容C4的另一端并引出一個+5V電壓端子，+5V電壓端子的另一端接穩壓芯片U2的第三引腳，穩壓芯片U2的第一引腳接地，鉭電容C5的正極接瓷片電容C6的另一端、穩壓芯片U2的第二引腳、電阻R1、R3的一端并引出+3.3V模擬電壓端子，電阻R1、R3的另一端連接一起并接鉭電容C7的正極、瓷片電容C8的一端、電阻R2的一端并引出+3.3V數字電壓端子，電阻R2的另一端接電源指示燈D2的陽極，鉭電容C7的負極、瓷片電容C8的一端和電源指示燈D2的陰極并至地；所述電源模塊U1型號為LM7805V，U2型號為LM1117-3.3V；220VAC除了給LED燈供電，還通過開關電源轉為+12V電壓一路給土壤PH傳感器供電，另一路用于穩壓為+5V作為繼電器開啟電壓，此外將+5V電壓穩壓為+3.3V電壓用于數字電路供電；

所述的MCU最小系統模塊包括兩個直插晶振Y1、Y2、五個瓷片電容C9、C10、C11、C12、C19、一個電阻R4；直插晶振Y1的一端接瓷片電容C10的一端、MCU芯片U1的第五十三引腳，直插晶振Y1的另一端接瓷片電容C12的一端、MCU芯片U1的第五十二引腳，瓷片電容C10的另一端接瓷片電容C12的另一端并至地，電阻R4的一端接+3.3V數字電壓端子，電阻R4的另一端接瓷片電容C9的一端、MCU芯片U1的第五十八引腳，瓷片電容C9的另一端接地，瓷片電容C11的一端接+3.3V模擬電壓端子、MCU芯片U1的第六十四引腳，瓷片電容C11的另一端接地，瓷片電容C19的一端接+3.3V數字電壓端子、MCU芯片U1的第一引腳，瓷片電容C19的另一端接地，直插晶振Y2的一端接MCU芯片U1的第八引腳，直插晶振Y2的另一端接MCU芯片U1的第九引腳；所述的MCU最小系統模塊U1型號為MSP430F149；

所述的程序下載模塊包括一個JTAG接口U4、一個瓷片電容C23；JTAG接口的第一引腳接MCU芯片U1的第五十四引腳，第二引腳接+3.3V數字電壓端子、瓷片電容C23的一端，瓷片電容C23的另一端接地，JTAG接口的第三引腳接MCU芯片U1的第五十五引腳，JTAG接口的第五引腳接MCU芯片U1的第五十六引腳，JTAG接口的第七引腳接MCU芯片U1的第五十七引腳，JTAG接口的第九引腳接地，JTAG接口的第十一引腳接MCU芯片U1的第五十八引腳；

所述的紅色LED燈控制模塊包括兩個接插口RED-P1和RED-P2，三個電阻R17、R20和R23，一個繼電器K1，一個三極管Q3、一個防接反二極管D4；接插口RED-P1和RED-P2的第一引腳接火線，接插口RED-P1和RED-P2的第二引腳接繼電器K2的第一引腳，繼電器K2的第三引腳接零線，繼電器K2的第四引腳接+5V電壓端子和防接反二極管D4的陰極，防接反二極管D4的陽極接電阻R17的一端，電阻R17的另一端接三極管Q3的第三引腳，三極管Q3的第二引腳接電阻R20的一端和電阻R23的一端，三極管Q3的第一引腳接電阻R23的另一端和接地，電阻R20的另一端接MCU芯片U1的第五十九引腳；

所述的藍色LED燈控制模塊包括兩個接插口BLUE-P1和BLUE-P2，三個電阻R18、R21和R24，一個繼電器K3，一個三極管Q4、一個防接反二極管D5；接插口BLUE-P1和BLUE-P2的第一引腳接火線，接插口BLUE-P1和BLUE-P2的第二引腳接繼電器K3的第一引腳，繼電器K3的第三引腳接零線，繼電器K3的第四引腳接+5V電壓端子和防接反二極管D5的陰極，防接反二極管D5的陽極接電阻R18的一端，電阻R18的另一端接三極管Q4的第三引腳，三極管Q4的第二引腳接電阻R21的一端和電阻R24的一端，三極管Q3的第一引腳接電阻R24的另一端和接地，電阻R21的另一端接MCU芯片U1的第六十引腳；

所述的溫度測量接口模塊包括一個接插口P3、一個電阻R14、一個瓷片電容C21；電阻R14一端接+3.3V數字電壓端子、瓷片電容C21的一端，瓷片電容C21的另一端接地，電阻R14的另一端接接插口P3的第二引腳、MCU芯片U1的第二十四引腳，插口P3的第三引腳接地；

所述的溫度控制接口模塊包括一個接插口HEAT-P1，三個電阻R16、R19和R22，一個繼電器K1，一個三極管Q2、一個防接反二極管D3；接插口HEAT-P1的第一引腳接火線，接插口HEAT-P1的第二引腳接繼電器K1的第一引腳，繼電器K1的第三引腳接零線，繼電器K1的第四引腳接+5V電壓端子和防接反二極管D3的陰極，防接反二極管D3的陽極接電阻R16的一端，電阻R16的另一端接三極管Q2的第三引腳，三極管Q2的第二引腳接電阻R19的一端和電阻R22的一端，三極管Q2的第一引腳接電阻R22的另一端和接地，電阻R19的另一端接MCU芯片U1的第二引腳；

所述的土壤PH值測量接口模塊包括一個接插口J1、兩個瓷片電容C20、C22、兩個電阻R13、R15；接插口J1的第一引腳接地，接插口J1的第二引腳接電阻R13的一端，電阻R13的另一端和電阻R15、瓷片電容C22的一端并接到MCU芯片U1的第六十一引腳，電阻R15、瓷片電容C22的另一端并至地，接插口J1的第三引腳接瓷片電容C20的一端、12V電源，瓷片電容C20的另一端接地；

所述的按鍵模塊包括五個瓷片電容C13、C14、C15、C16、C17、五個電阻R5、R6、R7、R8、R9、六個按鍵S2、S3、S4、S5、S6、S7；按鍵S2的一端接電阻R5的一端、瓷片電容C13的一端、MCU芯片U1的第十二引腳，按鍵S2的另一端接瓷片電容C13的另一端并至地，按鍵S3的一端接電阻R6的一端、瓷片電容C14的一端、MCU芯片U1的第十三引腳，按鍵S3的另一端接瓷片電容C14的另一端并至地，按鍵S4的一端接電阻R7的一端、瓷片電容C15的一端、MCU芯片U1的第十四引腳，按鍵S4的另一端接瓷片電容C15的另一端并至地，按鍵S5的一端接電阻R8的一端、瓷片電容C16的一端、MCU芯片U1的第十五引腳，按鍵S5的另一端接瓷片電容C16的另一端并至地，按鍵S6的一端接電阻R9的一端、瓷片電容C17的一端、MCU芯片U1的第十六引腳，按鍵S6的另一端接瓷片電容C17的另一端并至地，電阻R5、R6、R7、R8、R9的另一端均接+3.3V數字電壓端子，按鍵S7的一端接地，按鍵S7的另一端接MCU芯片U1的第五十八引腳；

所述的1602LCD液晶屏顯示接口模塊包括一個16針的接插口P2、一個瓷片電容C18、一個滑動變阻器R10、兩個電阻R11、R12、一個三極管Q1；接插口P2第一引腳接地和瓷片電容C18的一端，接插口P2第二引腳接瓷片電容C18的另一端、+5V電壓端子，接插口P2第三引腳接滑動變阻器R10的第二引腳，滑動變阻器R10的第一引腳接地，滑動變阻器R10的第三引腳接+5V電壓端子，接插口P2第四、第五、第六引腳分別接MCU芯片U1的第三十一、第三十四、第三十五引腳，接插口P2的第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四引腳分別接MCU芯片U1的第三十六、第三十七、第三十八、第三十九、第四十引腳、第四十一引腳、第四十二引腳、第四十三引腳，接插口P2的第十五引腳接+5V電壓端子，接插口P2的第十六引腳接三極管Q1的第三引腳，三極管Q1的第一引腳接地和電阻R12的一端，電阻R12的另一端接三極管Q1的第二引腳和電阻R11的一端，電阻R11的另一端接MCU芯片U1的第三十引腳。