一种电动微耕机电路的制作方法

本实用新型涉及微耕机领域，尤其涉及一种电动微耕机电路。

背景技术：

微耕机以小型柴油机或汽油机为动力，具有重量轻，体积小，结构简单等特点。微耕机广泛适用于平原、山区、丘陵的旱地、水田、果园等。配上相应机具可进行抽水、发电、喷药、喷淋等作业，还可牵引拖挂车进行短途运输，微耕机可以在田间自由行使，便于用户使用和存放，省去了大型农用机械无法进入山区田块的烦恼，是广大农民消费者替代牛耕的最佳选择。

耕机在国内生产和销售的机型主要有两款：一款是由风冷汽油机或水冷柴油机作为动力，皮带或链条式齿轮箱作为传动装置，配以耕作宽度为500-1200mm的旋耕刀具，经济性较好，但多用途扩展能力有限，结构也较为简单，适合经济条件较差，用途较为简单的地区使用。另一款是由风冷柴油机或大马力风冷汽油机作为动力，全轴全齿轮牙箱作为传动装置，配以耕作宽度为800-1350mm的旋耕刀具，整机采用齿轮传动，动力无损，耕幅宽，耕深深，适应性强，各种土质均能适应，部件钢性好，使用寿命长。

电动微耕机在工作时要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，以便在负载发生变化的情况下能够保持转速基本不变，并且要求具有良好的稳态、动态性能。目前电动微耕机的速度控制系统多采用的是机械式控制系统，存在调速率差、过渡时间长等缺点，因此采用单片机构成恒转速控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效地提高电动微耕机工作效率。

技术实现要素：

本实用新型为解决目前的技术不足之处，提供了一种电动微耕机电路，通过单片机外接电路的设计，提高电机转速的快速采集及调节。

本实用新型提供的技术方案为：一种电动微耕机电路，一种电动微耕机电路，包括电机、转速采集电路、按键电路、还包括单片机；

所述转速采集电路的使能端与所述电机连接，所述转速采集电路的输出端与所述单片机的使能端连接；

所述按键电路的使能端与所述单片机的输出端连接；

并且，所述转速采集电路包括PNP三极管和霍尔传感器；所述霍尔传感器的第一端连接至电源，第二端接地；所述PNP三极管的基极连接至所述单片机P14口，发射极连接至电源，集电极连接至所述电机的正极。

优选的是，还包括：

LCD液晶显示，其连接至所述单片机P10、P11、P12口。

优选的是，还包括：

LED指示电路，其包括共阴极的发光二极管D1，发光二极管D2和发光二极管D3；

所述发光二极管D1的阳极连接所述单片机P15口，所述发光二极管D2的阳极连接所述单片机P16口，所述发光二极管D3的阳极连接所述单片机P17口。

优选的是，

所述按键电路包括键盘电路和接线排；

所述接线排连接所述单片机的P2口。

优选的是，

所述LCD液晶显示采用点阵字符型液晶显示模块，包括自带驱动IC和液晶显示控制IC。

优选的是，

所述PNP三极管的基极连接至电阻R2一端，发射极连接至电源、电阻R1的一端，集电极连接至所述电机的正极；所述电阻R2的另一端连接至所述单片机，所述电阻R1的另一端连接至霍尔传感器第三端、所述单片机，所述电机的负极接地。

优选的是，

所述点阵字符型液晶显示模块的第1位接口接地，第2位接口连接至电源和电阻R7的一端，第4位接口CS与单片机的P10口连接，第5位接口与单片机的P11口连接，第6位接口与单片机的P12口连接，第7位接口为背光显示，第8位接口或第4位接口并行/第3位接口串行数据总线接口。

优选的是，

第3位接口为VO接口，第4位接口为CS接口，第5位接口为SID接口，第6位接口为SCLK接口，所述第7位接口为B_light接口，第8位接口为VOUT接口。

优选的是，还包括：

所述发光二极管D1用于指示脉冲宽度调制控制转速模式，所述发光二极管D2用于指示修改设点速度模式，所述发光二极管D3用于指示修改PID参数。

优选的是，

所述单片机为STC89C51芯片。

本实用新型所述的有益效果：一种电动微耕机电路，采用单片机构成恒转速控制系统电路，提高调节速率、缩短过渡时间，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效地提高电动微耕机工作效率。按键设定并显示电动微耕机的转速，按键控制电动微耕机的启停；实时显示电动微耕机工作时的实际转速，并根据工作环境的变化进行调节。通过单片机接收转速采集电路实时采集的电机转速信息，并通过键盘电路修改设定，实现电机转速的实时控制，提高电机的调节速率。

附图说明

图1为本实用新型的电动微耕机电路的控制系统结构图。

图2为本实用新型的电动微耕机电路的按键电路图。

图3为本实用新型的电动微耕机电路的LCD显示电路。

图4为本实用新型的电动微耕机电路的LED指示电路图。

图5为本实用新型的电动微耕机电路的电机转速采集电路图。

图6为本实用新型实施例中不同电压下动力系统的动力特性曲线、效率特性曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本实用新型的电动微耕机电路主要包括单片机、转速采集电路、电机、LCD液晶显示和按键电路等模块组成。单片机采用STC89C51单片机芯片。所述转速采集电路的使能端与所述电机连接，所述转速采集电路的输出端与所述单片机的使能端连接；所述按键电路的使能端与所述单片机的输出端连接；单片机为核心，用于控制PWM(脉冲宽度调制)实时占空比来控制电机的转速，通过外部中断计数霍尔传感器检测到的脉冲数，计算在一分钟内的电机转速，并将计算的采集转速显示在LCD液晶显示上，矩阵按键电路用于修改设定速度、PID控制参数以及选择回路控制转速的模式。

如图2所示，矩阵按键电路包括键盘电路和接线排，所述键盘电路包括按4行4列排列的4*4矩阵键盘；接线排包括引脚P20、P21、P22、P23、P24、P25、P26、P27，且连接单片机P2口。由于需要对设定速度、PID控制参数的修改，实现对电动微耕机的实时转速控制在一定误差范围内，所以系统在单片机P2口加入4*4的矩阵按键分别对其修改。

4*4矩阵键盘的依次包括16个按键；如图2所示，其中从左至右、从上到下，将按键依次定义为按键1-16。按键1-10为数字按键，用于修改对应位的显示值，修改具体某一位时，按键按下的值减一位显示的值；按键13-16为功能按键。按键13用于选择回路控制模式，按下按键13奇数次为PID控制，按下按键13偶数次为分控制档对占空比进行控制；按键14用于修改设定转速，按下1次修改速度百位，按下2次修改速度十位，按下3次修改个位，按下4次，修改千位，然后依次循环；按键15用于修改PID参数，依次对P、I、D进行修改；按键16用于控制电机转动启停，按下奇数次为停止，偶数次为启动。

LCD液晶显示分两行，第一行显示设定速度，第二行显示采集速度。

如图3所示，所述LCD液晶显示采用点阵字符型液晶显示模块，包括自带驱动IC和液晶显示控制IC，其内部有字符发生器和显示数据存储器，该模块具有与MCU(单片机)接口：第8位接口或第4位接口并行/第3位接口串行数据总线接口，所述点阵字符型液晶显示模块的第1位接口接地，第2位接口连接至电源和电阻R7的一端，第4位接口CS与单片机的P10口连接，第5位接口与单片机的P11口连接，第6位接口与单片机的P12口连接，第7位接口为背光显示，可以不连接，通过LCD电路实现数据和命令的发送、汉字和字母的显示。第3位接口为VO接口，第4位接口为CS接口，第5位接口为SID接口，第6位接口为SCLK接口，所述第7位接口为B_light接口，B_light为背光显示，可以不连接，通过LCD电路实现数据和命令的发送、汉字和字母的显示。第8位接口为VOUT接口。

如图4所示，LED指示电路，其包括共阴极的发光二极管D1，发光二极管D2和发光二极管D3，发光二极管D1的阳极连接单片机P15口，阴极连接电阻R4的一端，发光二极管D2的阳极连接单片机P16口，阴极连接电阻R5的一端，发光二极管D3的阳极连接单片机P17口，阴极连接电阻R6的一端，电阻R4、电阻R5和电阻R4的另一端共同连接电源VCC。

发光二极管D1亮用于指示脉冲宽度调制控制转速模式，发光二极管D2亮用于指示修改设点速度模式，发光二极管D3亮用于指示修改PID参数。当三个灯都亮，则说明电动微耕机为启动状态，3个发光二极管都灭，则说明电动微耕机为停止状态。

如图5所示，电机转速采集电路，其包括PNP三极管和霍尔传感器；所述霍尔传感器HUOER的第一端连接至电源，第二端接地；所述PNP三极管的基极连接至电阻R2一端，发射极连接至电源、电阻R1的一端，集电极连接至所述电机MGO的正极；所述电阻R2的另一端连接至所述单片机，所述电阻R1的另一端连接至霍尔传感器第三端、所述单片机，所述电机的负极接地。

在具体实施例中，如图6所示测试系列电压下该动力系统的动力特性曲线、效率特性曲线图，得到该动力系统在不同电压下的输出扭矩随转速的变化曲线，总体效率随工况变化的规律。其中A为外特征曲线，B为效率区分割线，C为最高效率区。开始时随着转速的增加，扭矩值近似不变，当转速增加到某一值时，扭矩值直线下降，保持功率不变。从曲线图可看出，当转速和扭矩在某一特定值附近时，可达到最佳效率区。

由此，本实用新型是基于STC89C51单片机的恒转速控制系统，该系统可实现的功能为：

1、按键设定并显示电动微耕机的转速，按键控制电动微耕机的启停；

2、实时显示电动微耕机工作时的实际转速，并根据工作环境的变化进行调节。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。