一种播谷机谷粒计数控制器的制造方法
【专利摘要】一种播谷机谷粒计数控制器，属于农业机械，它一种播谷机谷粒计数控制器，其特征是包括光源、传感器、放大电路、比较电路、单片机和模/数转换器、数/模转换器，传感器获得谷粒遮光信号，传感器输入信号经放大电路放大到合适幅度，与数/模转换器输出的通道阈值电压进行比较，产生数字脉冲由计数器进行累加计数，再由单片机读取数据，通过模/数转换器转换后通过I/O控制器控制开关关闭谷料斗的下料板，使谷料斗输出有计量的种子。本实用新型能实现谷子覆膜种植和膜侧定量条播一体化，特别是能够定量播种，节省了种子用量，降低了播种成本。
【专利说明】一种播谷机谷粒计数控制器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于农业机械，它与谷子播种机配套使用，尤其涉及一种播谷机谷粒计数控制器。
【背景技术】
[0002]谷子是我国北方地区主要粮食作物之一。种植面积占全国粮食作物播种面积的5%左右，约占北方粮食作物播种面积的10?15%，在一些丘陵山区面积更大，约占粮田面积的30 ?40%ο
[0003]由于谷子耐旱，耐瘠薄，抗逆性强，适应性广，因此在高山陡坡或土壤瘠薄的干旱地块上种植较多，出苗后表现出抗旱稳产的特性，收成较好。既可以作为抗旱作物，又可作备荒作物栽培。但是，由于大多数旱作区春季严缺雨，播种保苗问题仍然严重影响谷子正常生产。播期保墒难和生长期水分供应不足仍然是制约谷子生产和产量提升的瓶颈。
[0004]谷子覆膜种植具有很大的保墒、保温、保苗、增产效果，可以充分利用土壤底墒，保证按期播种。因此，在土壤瘠薄的干旱类型区，采用覆膜栽培方式种植谷子效果良好。
[0005]谷子膜侧种植能够在很大程度上保证土壤墒情、提高地温、保证出苗率，因此旱作区谷子农户先进行人工覆盖地膜，然后后膜侧开沟条播。但是，人工覆膜和膜侧开沟条播操作环节繁琐且费工费时，需要占用多名劳力，劳动强度量大。
[0006]针对谷子膜侧栽培保墒保苗的优势和人工膜侧条播费工费时的特点，出现了功能简单地谷子膜侧条播机。一般配置宽幅40cm的地膜，膜两侧定植2行谷子，均采用开沟条播方式。
[0007]现有的谷子膜侧条播机一般为人力或人畜结合工作方式，如果选择人力生产方法，要至少需要2名青壮年人力拉动机械，I名劳动力掌握和平衡机器，合计占用人工3?4名。如果选择人畜结合的生产方法，则需要I头牲畜(耕牛等)拉动机械，I名赶畜工，I名劳动力掌握和平衡机器，合计占用畜力I头，人工2名。两种工作方式工作强度很大，均占用至少2名人力。现有谷子膜侧条播机械一般采用机械式滚齿型排种器，属于连续排种装置，因此下种量大，且株距不均匀，苗期必须人工间苗。
【发明内容】
[0008]为了减少下种量，本发明提供一种播谷机谷粒计数控制器。
[0009]本实用新型的技术方案:
[0010]一种播谷机谷粒计数控制器，其特征是包括光源、传感器、放大电路、比较电路、单片机和模/数转换器、数/模转换器，传感器获得谷粒遮光信号，传感器输入信号经放大电路放大到合适幅度，与数/模转换器输出的通道阈值电压进行比较，产生数字脉冲由计数器进行累加计数，再由单片机读取数据，通过模/数转换器转换后通过I/o控制器控制开关关闭谷料斗的下料板，使谷料斗输出有计量的种子；
[0011]所述放大电路包括一级放大电路和二级放大电路，一级放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容ClO和电容Cll以及运算放大器Ul和运算放大器U2，运算放大器Ul的3脚经电阻Rl接输入端V2，电阻Rl的两端分别经电容Cl和电容C2接地，运算放大器Ul的8脚和5脚之间连接电容C3，I脚和5脚之间连接电容C4，7脚接+5V电源，4脚接-5V电源，2脚和6脚之间接并联的电阻R2和电容C10，运算放大器U2的3脚经电阻R4接输入端VI，电阻R4两端分别经电容C6和电容C7接地，运算放大器U2的8脚和5脚之间连接电容C8，I脚和5脚之间连接电容C9，7脚接+5V电源，4脚接-5V电源，2脚和6脚之间接并联的电阻R5和电容C11，运算放大器Ul的2脚和运算放大器U2的2脚之间连接电阻R3，运算放大器U2的6脚经电阻R6和电容C5接地。
[0012]二级放大电路运算放大器U3、电阻R7至电阻R9和电容C12至电容Cl5，运算放大器U3的2脚连接电阻R7、电阻R8和电容C12，电阻R7的另一端连接运算放大器Ul的6脚和电容C13，电阻R8的另一端连接运算放大器U3的输出脚6脚和电容C13的另一端，电容C12的另一端接电容C5并接地，运算放大器U3的3脚经电阻R9接地，8脚和5脚之间连接电容C14，I脚和5脚之间连接电容C15，7脚接+5V电源，4脚接-5V电源。
[0013]所述比较电路的开关(101)连接在模拟输入信号的正端电压Vip与电容器(1011)之间，开关(102)连接在模拟输入信号的负端电压Vin与电容器(1012)之间，开关(103)连接在参考电压的负端电压Vrn与电容器(1013)之间，而开关(104)连接在参考电压的正端电压Vrp与电容器(1014)之间。在与这些开关相对边上的电容器(1011)和电容器(1013)以及电容器(1012)和电容器(1014)的端子分别共同地连接在一起。
[0014]所述模/数转换器将模拟信号转换为2位的二进制信号。转换器具有用于接收模拟信号Vin的输入端204和用于接收基准电压Vref的基准电压输入端206，输入端206连接至4个串联配置的电阻器208。设置了三个比较器2010(分别标为SI，S2和S3)，比较器由电源V+供电，并且它们的非反相输入端连接至模拟信号Vin。每个比较器2010的反相输入端都连接至各对电阻器208之间的点。因此，208用作每个比较器2010的分压器，使得比较器的反相输入端分别接收Vref、2Vref和3Vref的电压。比较器2010的输出端(分别标为Dl，D2和D3)设置于将接收到的比较器输出转换为2位二进制信号(B0，BI)的数字转换块2012。
[0015]本实用新型能实现谷子覆膜种植定量播种，节省了种子用量，降低了播种成本，免除了苗期间苗操作，降低了劳动强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的结构方框图。
[0017]图2是本实用新型的放大电路图。
[0018]图3是本实用新型的比较电路图。
[0019]图4是本实用新型的模/数转换器电路图。
【具体实施方式】
[0020]图1、图2、图3、图4所示，本实用新型包括光源、传感器、放大电路、比较电路、单片机和模/数转换器、数/模转换器，传感器获得谷粒遮光信号，传感器输入信号经放大电路放大到合适幅度，与数/模转换器输出的通道阈值电压进行比较，产生数字脉冲由计数器进行累加计数，再由单片机读取数据，通过模/数转换器转换后通过I/o控制器控制开关关闭谷料斗的下料板，使谷料斗输出有计量的种子。
[0021]所述传感器采用光阻式传感器。
[0022]图2所示，所述放大电路包括一级放大电路和二级放大电路，一级放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容ClO和电容Cll以及运算放大器Ul和运算放大器U2，运算放大器Ul的3脚经电阻Rl接输入端V2，电阻Rl的两端分别经电容Cl和电容C2接地，运算放大器Ul的8脚和5脚之间连接电容C3，I脚和5脚之间连接电容C4，7脚接+5V电源，4脚接-5V电源，2脚和6脚之间接并联的电阻R2和电容C10，运算放大器U2的3脚经电阻R4接输入端VI，电阻R4两端分别经电容C6和电容C7接地，运算放大器U2的8脚和5脚之间连接电容C8，I脚和5脚之间连接电容C9，7脚接+5V电源，4脚接-5V电源，2脚和6脚之间接并联的电阻R5和电容Cl I，运算放大器Ul的2脚和运算放大器U2的2脚之间连接电阻R3，运算放大器U2的6脚经电阻R6和电容C5接地。
[0023]二级放大电路运算放大器U3、电阻R7至电阻R9和电容C12至电容C15，运算放大器U3的2脚连接电阻R7、电阻R8和电容C12，电阻R7的另一端连接运算放大器Ul的6脚和电容C13，电阻R8的另一端连接运算放大器U3的输出脚6脚和电容C13的另一端，电容C12的另一端接电容C5并接地，运算放大器U3的3脚经电阻R9接地，8脚和5脚之间连接电容C14，I脚和5脚之间连接电容C15，7脚接+5V电源，4脚接-5V电源。
[0024]图3所示，所述比较电路的开关101连接在模拟输入信号的正端电压Vip与电容器1011之间，开关102连接在模拟输入信号的负端电压Vin与电容器1012之间，开关3连接在参考电压的负端电压Vrn与电容器1013之间，而开关104连接在参考电压的正端电压Vrp与电容器1014之间。在与这些开关相对边上的电容器1011和电容器1013以及电容器12和电容器14的端子分别共同地连接在一起。
[0025]开关105连接在反向器1021的输入和输出端子之间，开关106连接在反向器1022的输入和输出端子之间，开关107连接在反向器1021的输入端和反向器1022的输出端之间，而开关108连接在反向器1021的输出端与反向器1022的输入端之间。还有，开关109连接在开关101与电容器1011的连接点和开关102与电容器1012的连接点之间，以及开关1010连接在开关103与电容器1013的连接点和开关104与电容器1014的连接点之间。
[0026]首先，在输入采样模式情况下，开关101，102, 103, 104, 105, 106, 107和108接通而开关109和1010断开。
[0027]因此，模拟输入信号的正端电压Vip与反向器1021逻辑门限电压VLTl之间的差值被存储在电容器1011中，而参考电压的负端电压Vrn与反向器1021逻辑门限电压VLTl之间的差值被存储在电容器1013中。还有，模拟输入信号的负端电压Vin与反向器1022逻辑门限电压VLP2之间的差值被存储在电容器1012中，而参考电压的正端电压Vrp与反向器22的逻辑门限电压VLP2之间的差值被存储在电容器1014中。
[0028]当进入放大模式时，开关109和1010接通，而开关101，102, 103, 104, 105, 106，107和108断开。
[0029]因此，电容器1011和电容器1012串联连接，而该串联的电路与同样串联连接的电容器1013和1014并行连接在一起。从而，电容器1011，1012，1013和1014存储的电荷被重新分配，而除去共模电压的模拟输入信号与除去共模电压的参考电压之间的差值形成在反向器1021和1022的输入与输出端之间。在这种情况下，反向器1021放大来自逻辑门限电压输入端的电位变化，反向器1022放大来自逻辑门限电压输入端的电位变化，并且分别产生输出电压Vol和Vo2接下来，当进入锁定模式时，开关107，108, 109和1010接通，而开关101，102, 103, 104, 105和106断开。因此，因为反向器1021和1022被施加有正反馈，所以反向器1021和1022工作在触发器状态。在这种情况下，增大了反向器1021和和输出幅度的不对称，它是由模拟输入信号的正端电压Vip与负端电压Vin的差分电压，以及参考电压的正端电压Vrp和负端电压Vrn的差分电压之间的差值而产生的。
[0030]模拟输入信号的共模电压Vic与参考电压的共模电压Vrc可以消除，而且仅仅是模拟输入信号与参考电压之间的差值形成在反向器1021和1022的输入端之间。即使当模拟输入信号的共模电压与参考电压的共模信号之间出现差值时，在放大模式时放大的仅仅是模拟输入信号与参考电压之间的差值，模拟输入信号Vi与参考电压Vr之间的大、小可以确定，而不受在锁定模式中模拟输入信号的共模电压和参考电压的共模电压的影响。
[0031]所述单片机采用EM78P156ELP-G ;
[0032]图4所示，所述模/数转换器将模拟信号转换为2位的二进制信号。转换器具有用于接收模拟信号Vin的输入端204和用于接收基准电压Vref的基准电压输入端206，输入端206连接至4个串联配置的电阻器208。设置了三个比较器2010(分别标为SI，S2和S3)，比较器由电源V+供电，并且它们的非反相输入端连接至模拟信号Vin。每个比较器2010的反相输入端都连接至各对电阻器208之间的点。因此，208用作每个比较器2010的分压器，使得比较器的反相输入端分别接收Vref、2Vref和3Vref的电压。比较器2010的输出端(分别标为Dl，D2和D3)设置于将接收到的比较器输出转换为2位二进制信号(B0, BI)的数字转换块2012。
[0033]所述数/模转换器采用松下电器产业株式会社生产的产品DAC7552。
[0034]数字转换模块2012采用DAC0832。
【权利要求】
1.一种播谷机谷粒计数控制器，其特征是包括光源、传感器、放大电路、比较电路、单片机和模/数转换器、数/模转换器，传感器获得谷粒遮光信号，传感器输入信号经放大电路放大到合适幅度，与数/模转换器输出的通道阈值电压进行比较，产生数字脉冲由计数器进行累加计数，再由单片机读取数据，通过模/数转换器转换后通过I/o控制器控制开关关闭谷料斗的下料板，使谷料斗输出有计量的种子； 所述放大电路包括一级放大电路和二级放大电路,一级放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C1和电容C11以及运算放大器U1和运算放大器U2，运算放大器U1的3脚经电阻R1接输入端V2，电阻R1的两端分别经电容C1和电容C2接地，运算放大器U1的8脚和5脚之间连接电容C3，1脚和5脚之间连接电容C4，7脚接+5V电源，4脚接-5V电源，2脚和6脚之间接并联的电阻R2和电容C10，运算放大器U2的3脚经电阻R4接输入端VI，电阻R4两端分别经电容C6和电容C7接地，运算放大器U2的8脚和5脚之间连接电容C8，1脚和5脚之间连接电容C9，7脚接+5V电源，4脚接-5V电源，2脚和6脚之间接并联的电阻R5和电容C11，运算放大器U1的2脚和运算放大器U2的2脚之间连接电阻R3，运算放大器U2的6脚经电阻R6和电容C5接地； 二级放大电路运算放大器U3、电阻R7至电阻R9和电容C12至电容C15，运算放大器U3的2脚连接电阻R7、电阻R8和电容C12，电阻R7的另一端连接运算放大器U1的6脚和电容C13，电阻R8的另一端连接运算放大器U3的输出脚6脚和电容C13的另一端，电容C12的另一端接电容C5并接地，运算放大器U3的3脚经电阻R9接地，8脚和5脚之间连接电容C14, 1脚和5脚之间连接电容C15，7脚接+5V电源，4脚接-5V电源； 所述比较电路的开关(101)连接在模拟输入信号的正端电压Vip与电容器(1011)之间，开关(102)连接在模拟输入信号的负端电压Vin与电容器(1012)之间，开关(103)连接在参考电压的负端电压Vrn与电容器(1013)之间，而开关(104)连接在参考电压的正端电压Vrp与电容器(1014)之间，在与这些开关相对边上的电容器(1011)和电容器(1013)以及电容器(1012)和电容器(1014)的端子分别共同地连接在一起。
【文档编号】A01C7/08GK204231326SQ201420596186
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】卢成达, 郭志利, 马建萍, 韵晓茹, 李阳, 孙迪, 张丽娜, 左静静, 侯雅静 申请人:山西省农业科学院作物科学研究所