大棚温度、湿度自动控制器

gaoshucheng88 2017-05-29

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为了满足人民在寒冷季节也能吃上新鲜蔬菜的需要，大棚栽培技术得到空前的发展，但随之而来也出现了温度、湿度难以控制的问题。本电路可以使大棚的温度和湿度自动控制在一个合适的范围内，而且成本又低。整个电路原理图如附图所示。

1.电源电路 220V市电经变压整流得到40V的直流电压，该电压一部分送到温度检测电路，一部分再分离出12V、16V、28V的电压分别供给NE555、TDA2040、M51209、HA17902等集成电路作为供电电压。

2.温度检测电路该电路利用热敏电阻在不同的温度环境下有不同的阻值的特性。将热敏电阻放置在大棚的几个关键点，如四个角、中央、门旁。当外界温度变化超过规定范围时，电路动作，实现温控。IC1为单电源工作的四电压比较器。在温度检测电路1中，取自R105的电压分别引入两个比较器，去和标准电压比较。在IC1-1中基准电压U-=25.8V，温度低于30℃时，IC1-1输出低电平。当温度升高超过30℃时，此时U+>25.8V，IC1-1发生跳变，输出高电平。而在IC1-2中，基准电压U+=20V，温度大于15℃时，比较器IC1-2输出低电平。当温度降至低于15℃时，U-<20V，IC1-2发生跳变，输出一个高电平。

温度检测电路2的工作原理同上，标准电压值如附图所示。热敏电阻在某一温度下的阻值RT、材料常数B、绝对温度T之间的关系为B=2.3[T1·T2/（T2-T1）log（RT1/RT2）。

3.加热、换气电路当温度在20℃～25℃范围内，加热、换气电路不工作，当温度低于或高于这个规定值时，电路动作。调节RP501可粗调加热的跳变温度。加热装置可用壁挂式电热毯或电炉子，换气装置可选用换气扇。

4.温度报警电路温度报警电路主要由或门电路、振荡电路2、功率放大电路三部分组成。其工作原理如下：R401、R402、VD401、R403、R404、VD402组成或门电路，VD403对或门输出的电压进行稳压。当温度超过30℃或低于15℃，温度检测电路输出一跳变信号到或门电路，在A点输出一个12V的电压。该电压经RP401、R406对C402充电，当电位上升至2/3Vcc时，集成块复位。③输出低电平，同时内部放电管与①相连通，电容C402通过R406向⑦放电，Vc402下降，当Vc402下降至1/3Vcc时，③输出高电平，放电管截止，放电结束。然后再开始充电、放电，形成振荡。放电所需时间（低电平）Tp1=0.7R406C402。充电所需时间（高电平）Tp2=0.7（R406+ RP401）C402 。周期T=0.7（2R406+ RP401）C402。③输出高电平的占空比，决定扬声器的音调。TDA2040是集成功率放大器。R412、R411构成交流负反馈，C408是输出电容。

5.自动浇水电路振荡电路1的工作原理和振荡电路2的工作原理相同。由于湿敏电阻大都工作在交流状态下，而且要求频率不能超过1kHz，所以振荡电路1用来产生约200Hz的振荡波，由NE555③脚输出，输出的振荡波在滑动变阻器RP302的调制下，使B点的有效输出保持在2V在右。RS为负系数的湿敏电阻。IC2为单电源工作的运算放大器。电容C305、C306隔直流通交流。二极管VD301、VD302 隔断低于1V以下的振荡波，并防止电流倒灌。调节RP303使湿度低于50％时，D点高电位，湿度大于70％时，D点为低电位。

当湿度较大时，VT301截止，D点高电位，VT302导通，此时与它的发射极相连的VT303也相继导通。由于VT303、VT304通过R314等组成了射极耦合双稳态电路，所以此时VT304截止，继电器K为释放状态。

当湿度降低时，VT301导通，D点低电位，VT302截止，于是射极耦合双稳态电路VT303、VT304迅速翻转，使VT303截止，VT304导通，继电器K动作，其常开触点闭合，接通电磁阀线圈DCF电源，使阀门打开，水便经喷水管喷出。当湿度达到一定程度时，VT302又导通，促使VT303、VT304翻转，K失电，其常开触点断开DCF电源，电磁阀自动关阀，浇水停止。湿敏电阻也可自行制作，两块锯条中间夹一玻璃体，接在VT302基极，然后调节使之达到上述条件。

该电路设计简单易于调试，而且实用性较高。其各工作点的主要参数如附表所示。