专利名称：一种土壤湿度上、下限可无级设定的园艺自动喷淋装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于园林、苗园、绿化地、温室及阳台、庭园等地方的植物或田间农作物生长过程的自动喷灌装置。与各种滴灌技术、园艺喷头或水管配合使用。适用于各种植物及不同土壤。
许多家庭及单位喜欢在阳台或庭园里养花，但对于一些工作繁忙以及养花经验不足的人而言，往往会使浇水不当，经常造成花泥缺水、影响盆花及苗木的正常生长；而园林、苗园、绿化地及田间植物的生长，也需要适时浇水，以保持植物对水份之需。为有助于苗木及作物的管理，降低劳动强度，提高工作效率，人们便设计及制造出各种模拟人工喷淋装置。
现有的喷淋控制装置，仅仅是通过检测土壤是否太干来决定喷淋与否。通过土壤的湿度电阻，经分压电路获得代表着湿度电阻阻值大小的被测试电压，该电压与预先设置的代表着植物生长允许的最低湿度电位进行比较，用于对控制电路实施启动控制。另外，这类控制电路还采用定时来实现喷淋，这会带来以下问题因为采用定时工作，一方面可能造成一次喷淋没有浇足，使机器启动频繁，容易缩短机器寿命，同时，在一次喷淋过程中，由于深层土壤未能吸足水分，这不利于作物根系的深层发育；另一方面，可能由于定时工作的时间太长或突遇下雨，便会出现喷淋过度而使苗木受浸，影响其正常的生长。
本实用新型的目的在于提供一种自动喷淋装置，该装置可以依据植物的生长特点，预先设定土壤喷淋湿度的上下限范围，并在每一次喷淋中，对土壤进行最大限度的喷洒。
其目的这样实现它包括，一个用于检测土壤湿度的土壤湿度检测电路；一个用于被检测信号与土壤湿度上下限进行比较的信号比较判别电路；
一个用于对上述信号比较判别电路输出信号R、S进行处理的逻辑处理控制电路，以及一个依据上述逻辑处理控制电路的控制信号进行操作的执行机构；和一个用于向上述各部分供电的电源部分，其主要特点是，所述逻辑处理控制电路包含晶体三极管Q3、Q4、D5及继电器1J，它们之间的连接关系满足下列条件Qn+1=[SQn＋RQn]·[RS]其中，Qn为继电器1J的当前状态，吸合定义为1，释放定义为0；Qn+1为继电器1J的下一状态；R为晶体三极管Q4的基极输入逻辑信号；S为晶体三极管Q3的基极输入逻辑信号。
图1是本实用新型一种具体的电路图。
以下结合附图对本实用新型作具体详述参照图1，土壤湿度检测电路包括探头A、B及电阻R1、R3，由探头A、B两端所呈现的土壤电阻与电阻R1、R3组成的电阻串联分压电路，从电阻R3上获得其电压取样信号，即被测信号；电压比较器A1及A2和可变电阻R4、R5组成了比较判别电路，其中，电压比较器A1用于监测土壤允许的湿度上限，电压比较器A2用于监测土壤允许的湿度下限；逻辑处理控制电路包括晶体三极管Q3、Q4以及继电器1J，该电路对电压比较器A1及A2的输出信号R、S进行处理，决定继电器1J是否吸合；执行机构包括继电器2J及电磁阀DF-1，当继电器1J吸合，继电器2J也将吸合，从而使电磁阀DF-1得电工作。
上述电路的工作原理如下在土壤湿度上、下限设置正确的情况下，U1＞U2,①当Ui≥U1时，R=1、S=0，使Q3及Q4截止，继电器1J释放，Qn=0；②当U1＞Ui＞U2时，R=0,S=0，使Q3截止，继电器1J仍释放，Qn=0；③当Ui≤U2时，R=0、S=1，使Q3及Q4同时导通，继电器1J吸合，Qn=1，断电器2J也吸合，电磁阀得电工作，这时，继电器1J线圈与触点形成自锁电路；④当从状态③，即Ui≤U2转化为U1＞Ui＞U2时，R=0,S=0，使Q3截止，Q4仍导通，但由于继电器1J线圈与1J触点形成自锁，Qn=1，故继电器1J仍吸合，电路继续保持工作；⑤当从状态④转化为Ui≥U1时，R=1、S=0，由于Q4截止，使继电器1J释放，Qn=0，继电器2J也释放，停止喷淋工作。
按附图所示线路搭接而成的电路，使用前可根据实际需要作调试。将探头A、B插入被监测的土壤，开机后，分别将R4及R6置于其阻值最大及最小的位置，确保U1＞Ui＞U2，当土壤湿度刚好达到适合作物、花木生长允许的最低湿度时，逐渐将电阻R6阻值调大，使得U2刚好等于此时的Ui，使电路执行部分工作。因电磁阀导通而逐渐增大土壤湿度，这时，土壤电阻逐渐变小，Ui逐渐变大。当土壤湿度刚好达到作物、花木生长允许的最大湿度时，逐渐将电阻阻值R4调小，使得U1刚好等于此时的Ui时，电路执行部分停止工作，并进入待机状态，至此电路调试完毕。
下面是本具体实施方案的工作过程参照图1，当土壤达到作物、花木生长允许的最低湿度时，Ui等于U2，这时，S=1,R=0，依据上面的分析，状态③电磁阀得电工作，开始喷淋，随着Ui逐渐变大，并进入状态④，喷淋将继续进行，直至Ui等于U1时，土壤湿度达到作物、花木生长允许的最大湿度，便进入状态⑤，电磁阀失电停止工作，喷淋停止，随后，电路进入等待工作状态。
合理的是，上述方案中，还包括一个土壤湿度上下限设定监测电路，该电路对设定的上下限进行比较判别，一旦发现上下限设定颠倒，便切断逻辑处理控制电路，使电路执行部分处于强制停机状态。该电路包括一个电压比较器A3及晶体三极管Q5和电阻R18与二极管D5，其中，三极管Q5作为开关部件串接于上述逻辑处理控制电路中，这样，当上下限设定错误时，U1≤U2,W=0，晶体管Q5截止，使继电器1J不导通，另外，由于D5的隔离作用，可防止Q5截止的情况下，由于S=1，使Q3导通，B点出现高电位而改变Qn的状态，从而保证了继电器2J不导通，达到避免电路出现误动作。
理想的是，上述方案中，还包括一个土壤湿度上下限设定出错提示电路，该电路由一个电压振荡器及晶体管Q1和指示灯LED1构成，依据上述土壤湿度上下限设定监测电路提供的信号而工作。依照附图所示，电压振荡器由电压比较器A4，电阻R7、R8、R9、R10及电容C4组成，从其输出端可获得电压振荡信号CP，当上下限设定错误时，W=0，二极管D2截止，这时，晶体管Q1基极不再受W=1箝位，而受制于振荡信号CP，使晶体管Q1工作在开关状态，从而使指示灯LED1闪烁，提示设置出错，应重新设置湿度上下限。
另外，还设置一个工作状态音响灯光提示电路，当本装置进行喷淋工作时，同时进行音响提示。该电路包括指示灯LED2、音乐集成IC2及晶体放大三极管Q2和嗽叭SP，该部分由继电器1J触点控制。
本实用新型的自动喷淋装置，与现有技术相比，具有如下几个方面的优点1、本实用新型由于是采用植物生长允许的最大湿度来进行停机控制，有利于深层土壤充分吸收水分，便于植物深层根系发育。
2、随着喷淋的进行，当达到植物生长允许的最大湿度时，能及时停机，防止植物受浸。
3、该装置由于设置了土壤湿度上下限设定监测电路及出错提示电路，在土壤湿度上下限设定出错的情况下，维持停机状态，并给予灯光提示，有效地防止因湿度上下限设定错误可能产生的误操作。
权利要求1.一种土壤湿度上、下限可无级设定的园艺自动喷淋装置，包括一个用于检测土壤湿度的土壤湿度检测电路；一个用于被检测信号与土壤湿度上下限进行比较的信号比较判别电路；一个用于对上述信号比较判别电路输出信号R、S进行处理的逻辑处理控制电路，以及一个依据上述逻辑处理控制电路的控制信号进行操作的执行机构，和一个用于向上述各部分供电的电源部分；其特征在于，所述逻辑处理控制电路包括晶体三极管Q3、Q4、D5及继电器1J，三极管Q4、Q3及继电器1J之间的连接满足下列条件Qn+1=〔SQn+RQn〕·〔RS〕其中，Qn为继电器1J的当前状态，吸合定义为1，释放定义为O；Qn+1为继电器1J的下一状态；R为晶体三极管Q4的基极输入逻辑信号；S为晶体三极管Q3的基极输入逻辑信号。
2.根据权利要求1的园艺自动喷淋装置，其特征在于，它有一个土壤湿度上下限设定监测电路，该电路依据土壤湿度上下限的设定，构成对前述逻辑处理控制电路的导通控制连接关系。
3.根据权利要求2的园艺自动喷淋装置，其特征在于，所述的土壤湿度上下限设定监测电路由电压比较器A3、三极管Q5和电阻R18与二极管D5组成。
4.根据权利要求3的园艺自动喷淋装置，其特征在于，它有一个土壤湿度上下限设定出错提示电路，该电路由一个电压振荡器、晶体管Q1和指示灯LED1构成。
5.根据权利要求3的园艺自动喷淋装置，其特征在于，它有一个工作状态音响提示电路，该电路由音乐集成IC2、晶体放大三极管Q2和喇叭SP构成。
专利摘要一种土壤湿度上、下限可无级设定的园艺自动喷淋装置,由一个土壤湿度检测电路;一个用于被检测信号与土壤湿度上下限进行比较的信号比较判别电路;一个逻辑处理控制电路,以及一个执行机构;和一个用于向上述各部分供电的电源部分组成,其主要特点是,所述逻辑处理控制电路包含晶体三极管Q
文档编号G01N27/00GK2323580SQ9722407
公开日1999年6月16日 申请日期1997年8月11日 优先权日1997年8月11日
发明者林忠 申请人:林忠