用于边防蔬菜工房智能控制器的输入模块的制作方法

本实用新型涉及蔬菜工房智能控制器，特别涉及用于边防蔬菜工房智能控制器的输入模块。

背景技术：

“高山海岛边防哨所全天候蔬菜工房”是一种不受季节、气候影响，不受地域及土壤限制，可以安装在海拔5000米高山上给守卫在我国边防哨所的部队人员，提供四季都可以供给的无污染、无病虫害、无农药残留的环保蔬菜的工房。在高原高寒的山上需要将该“高山海岛边防哨所全天候蔬菜工房”安装在可以保温的山洞内，由“边防哨所蔬菜种植工房智能控制管理机”智能管理蔬菜工房内的温度、湿度、光合作用所需的LED植物生长灯光照时间、微循环风力、营养液供给、二氧化碳浓度检测、氧气浓度检测、营养液EC值检测、各种故障报警装置等。不需要人员专门管理，可以远程实时观看到工房内蔬菜成长情况，自动控制工房内各种运行，自动检测各种设备运行状况，并具有多种超指标警告装置，需要人员排除故障时会自动发出求援报警信号。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种处理效果好的用于边防蔬菜工房智能控制器的输入模块。

本实用新型为达到上述目的所采用的一个技术方案是：一种用于边防蔬菜工房智能控制器的输入模块，包括1/5分压器、直通器、信号通道选择器、地址选择编码开关，信号通道选择器设有两个信号输入通道、信号通道控制端和一个信号输出通道，1/5分压器连接至信号通道选择器的一个输入通道，直通器连接至信号通道选择器的另一个输入通道，地址选择编码开关连接至信号通道选择器的信号通道控制端。

进一步地，信号通道选择器设置5组，每组信号通道选择器配置1/5分压器、直通器和地址选择编码开关。

进一步地，由B0～B14端口输入的传感器信号经过1/5信号衰减后才传送到U1-1到U1-5信号通道选择器X0、Y0、Z0输入端，由C0～C14端口输入的传感器信号不经过信号衰减直接传送到U1-1到U1-5信号通道选择器X1、 Y1、Z1输入端，然后经过信号通道选择器对输入的模拟信号隔离选通后经X、 Y、Z输出送往控制器模组的模拟信号输入端口A0～A14。

进一步地，U1-1到U1-5信号通道选择器的“A、B、C地址选择”和“EN 工作状态选择”由编码拨码开关S1～S5控制选择。

进一步地，连接到C通道的输入电平信号为在4.9V信号电平以下工作的信号，连接到B通道的输入电平信号为在25V信号电平以下工作的信号。

进一步地，C通道连接温度、湿度传感器，气体传感器，告警信号传感器， B通道连接电源检测传感器、电流检测传感器。

本实用新型设置在智能控制器模组的输入端口之前，可保护智能控制器模组的输入端口不会受到电压波动的损害。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例的示意图；

图2是本实用新型较佳实施例的原理图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1和图2所示，一种用于边防蔬菜工房智能控制器的输入模块，包括 1/5分压器1、直通器2、信号通道选择器3、地址选择编码开关4，信号通道选择器3设有两个信号输入通道B、C、信号通道控制端和一个信号输出通道， 1/5分压器1连接至信号通道选择器3的一个输入通道B，直通器2连接至信号通道选择器3的另一个输入通道C，地址选择编码开关4连接至信号通道选择器3的信号通道控制端。

信号通道选择器3设置5组，每组信号通道选择器3配置1/5分压器1、直通器2和地址选择编码开关4。图1中除了第一组信号通道选择器将1/5分压器1、直通器2和地址选择编码开关4画上，其余四组省略了将1/5分压器 1、直通器2和地址选择编码开关4等画上。

由B0～B14端口输入的传感器信号经过1/5分压器1信号衰减后才传送到U1-1到U1-5信号通道选择器3的X0、Y0、Z0输入端，由C0～C14端口输入的传感器信号由直通器2不经过信号衰减直接传送到U1-1到U1-5信号通道选择器3的X1、Y1、Z1输入端，然后经过信号通道选择器3对输入的模拟信号隔离选通后经X、Y、Z输出送往控制器模组的模拟信号输入端口A0～ A14。

U1-1到U1-5信号通道选择器的“A、B、C地址选择”和“EN工作状态选择”由地址选择编码开关S1～S5控制选择。

连接到C通道的输入电平信号为在4.9V信号电平以下工作的信号，连接到B通道的输入电平信号为在25V信号电平以下工作的信号。C通道连接温度、湿度传感器，气体传感器，告警信号传感器，B通道连接电源检测传感器、电流检测传感器。

本实用新型应用于对“边防哨所蔬菜种植工房智能控制管理机”中“Arduino Mega2560”控制器组件15个10位A/D模拟输入端口A0-A14进行保护的一个模拟信号隔离和选通。

实施例1：采用将外来传感器输入信号分为2组信号输入端口，C0～C15 输入端口连接的传感器信号为通过5类双绞线传输来的0～4.9V变化的低电压采集电平信号，B0～B14输入端连接的传感器信号为通过5类双绞线传输来的0～24.9V变化的高电压采集电平信号，B0～B14输入端安装有一个由30K电阻和7.5K电阻组成的1/5分压器电路，将0～24.9V的采集电压转换为0～4.9V 的变化电压。

C0～C15输入端口连接的传感器为：温度、湿度传感器，各种气体传感器，营养液EC值传感器，营养液水位传感器等采集电压范围在0～4.9V类的传感器信号。

B0～B14输入端口连接的传感器为太阳能光伏电池板电压检测传感器，储能电瓶电压检测传感器，外接市电输入电压传感器，逆变电源电压传感器，供电源电流检测传感器等电压波动范围比较大的传感器，此类传感器按一定的比例将高电压转换为0～24.9V之间的电压变化传输，在“边防哨所蔬菜种植工房智能控制管理机”中再按照一定得比例和信号补偿、修正还原到采集电压源值。

实施例2：应用三组双通道数字控制模拟电子开关CD4053芯片组成U1-1 到U1-5共计5组模拟信号通道选择器，每组模拟信号通道选择器有2选1模拟信号电子开关3个，使用哪些通道工作、哪些通道不工作，还是决定所有通道都不工作，使用拨码式地址选择编码开关控制。

选择接通的信号传送到“边防哨所蔬菜种植工房智能控制管理机”中“Arduino Mega2560”控制器组件15个10位A/D模拟输入端口A0～A14。

如图2所示，B0、B1、B2输入端口经过由R0、R1、R2三个30K电阻和R3、 R4、R5三个7.5K电阻连接组成的1/5分压电路分压后分别送入X0、Y0、Z0 数字控制模拟电子开关CD4053芯片输入端。

如图2所示，C0、C1、C2输入端口直接分别送入X1、Y1、Z1数字控制模拟电子开关CD4053芯片输入端。

如图2所示，所述的数字控制模拟电子开关CD4053芯片三个二进控制输入端A、B、C和工作状态选择端口EN连接在一个4位拨码开关S1上用于控制选择连接哪一个端口的模拟信号输入。S1拨码开关每个端口连接位均接有一个的上拉电位电阻。

CD4053的逻辑控制选通信号如下表所示。

表格中“*”表示任意状态。

如图2所示，所述的U1-1模拟电子开关CD4053芯片三个信号输出端 X、Y、Z分别连接到“边防哨所蔬菜种植工房智能控制管理机”中“Arduino Mega2560”控制器组件3个10位A/D模拟输入端口A0～A2。

如图2所示，所述的其他的相同电路U1-2到U1-5的输出电路分别连接到“边防哨所蔬菜种植工房智能控制管理机”中“Arduino Mega2560”控制器组件10位A/D模拟输入端口A3～A15。

如图2所示，所述的输入模块就是由5组电子开关CD4053芯片组成的信号选通和隔离电路，将外来传感器信号与“Arduino Mega2560”控制器组件10位A/D模拟输入端口A3～A15之间加上一个模拟信号隔离区，从而达到对“Arduino Mega2560”控制器组件的保护作用。

本实用新型是安装在“边防哨所蔬菜种植工房智能控制管理机”中的输入模块插拔式组件内，电路工作电源是与其它控制组件模块共用的。

本实用新型将外部传输来的信号电平调整为适合于“边防哨所蔬菜种植工房智能控制管理机”中“智能控制器模组Arduino Mega2560”的模拟信号输入端可识别的信号电平，然后经过模拟信号选通和隔离传输传输给“智能控制器模组Arduino Mega2560”的15个10位A/D模拟输入端口A0-A14，保护“智能控制器模组Arduino Mega2560”的输入端口不会受到电压波动的损害。模拟信号选通和隔离功能芯片采用直插式芯片，电路板上焊接IC芯片插座连接模拟信号选通和隔离功能芯片，当外界输入电路信号受到不可预测信号电压波动冲击时受到损害的首先是模拟信号选通和隔离功能芯片，插拔式结构便于更换芯片。