CN104483869A - 具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器，该控制器的电回路由电源开关（1）、保险电路（2）、过零检测电路（3）、继电器J1驱动抛料指示电路（4）、继电器J1触点保护电路（5）、调速驱动输出电路（6）、保护电路（7）、取样电路（8）、触摸输入设置电路（10）、显示驱动电路（11）、单片机（12）、电源指示电路（13）、时钟电路（14）、整流稳压电路（15）、变压器（16）、应急开关（17）、接线端子（9）连接构成。本发明单片机作为核心控制元件，输入设置简单，时间精度高，调速性能稳定，实现了投饲机全自动调速控制和保护电机的功能。

Description

具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器

技术领域

本发明涉及控制器，具体涉及具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器。

背景技术

在水产养殖领域里，投饲机已成为水产养殖业中不可缺少的养殖机械，投饲机的工作由控制器来实现的。现有的控制器：①. 不具备全自动控制功能；②. 没有稳定的、无脉动的调速控制功能；③.采用的机械定时器易损坏或停走的现象；④. 不具备电机保护功能。因此需要一种控制时间精度高和有保护电机功能的全自动调速控制器。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器，采用抗干扰强的单片机作为核心控制元件，标准时钟电路作为实时时钟，触摸感应键作为设置输入，既实现手动与自动开机转换功能，又实现时间校准，断电保持实时计时，还实现全天24小时内10个开机时间点、每一次的开机时间1-90分钟、每一次开机的抛撒时间1-10秒钟、每一次开机的停顿间隙时间0-20秒钟、每一次开机的投饲距离1-9档的设置方式，具有每次开机时，抛料电机先旋转10-15秒钟后，下料电机才间隙工作，开机结束后，下料电机立即停转，抛料电机延时5-10秒钟关闭，开机时定时时间倒计时数字显示、投饲距离档数显示、抛撒和停顿间隙时间交替倒计时数字显示，并能够对抛料电机发生过流、堵转、卡滞进行有效保护的控制形式。

本发明的技术解决方案是：该控制器的电回路由电源开关、保险电路、过零检测电路、继电器驱动抛料指示电路、继电器触点保护电路、调速驱动输出电路、保护电路、取样电路、触摸输入设置电路、显示驱动电路、单片机、时钟电路、电源指示电路、整流稳压电路、变压器、应急开关、接线端子连接构成，其中：保险电路由保险丝座和***保险丝座内部型腔的保险丝组成；过零检测电路由单片机的一中断口与全桥整流二极管、电阻、电容和三极管构成；继电器驱动抛料指示电路由单片机的1个端口与电阻、发光二极管、三极管、继电器和二极管构成；继电器触点保护电路由电容和电阻构成；取样电路由单片机的1个端口与取样电阻、二极管、稳压管、电容电阻和光耦构成；调速驱动输出电路由单片机的另1个端口与电阻、电容、光耦和可控硅构成；触摸输入设置电路由单片机的4个端口与触摸芯片、触摸感应键和电容构成；显示驱动电路由单片机的15个端口与电阻、三极管、数码管和发光二极管构成；时钟电路由单片机的3个端口与时钟芯片、晶振、电容和充电电池构成；整流稳压电路由二极管、电容、稳压块构成。

其中，所述控制器由机箱内安装线路板构成，机箱由上下半箱体通过面板和后板联接而成，面板和后板***机箱的卡槽内，后板上安装接线端子，接线端子分别链接启动电容、下料电机和抛料电机，面板上安装电源开关、应急开关、保险丝座，面板采用半透明塑料板，并印有功能性文字；电源开关、应急开关、单片机、时钟芯片、晶振、触摸芯片、电阻、电容、二极管、稳压管、发光二极管、三极管、可控硅、光耦、稳压集成块、继电器、数码管、充电电池安装座焊接在线路板上，触摸感应板通过硬导线支撑连接到线路板上，线路板通过电源开关、应急开关安装在装有保险丝座和电位器的面板上，触摸感应板对着面板并紧挨在的功能触摸区的后面，多个发光二极管分别对着面板的抛料状态显示区和功能显示区，四位数码管和两位数码管对着面板的数码管显示区，线路板的输出线焊接到装在后板上接线端子的对应的焊接端，电源线一端穿过后板穿线孔焊接在相应的位置上。

本发明具有以下优点：①采用抗干扰强的单片机作为控制核心器件，使电路简单，控制时间十分精确，满足用户需求，实现了投饲机的全自动控制功能；②采用电容触摸感应的输入设置方式，实现了人与电的完全不接触，解决了机械按键长期在潮湿的环境下工作造成接触不良的问题，极大地延长了使用寿命，减少了用户的维修麻烦；③让抛料电机先旋转和后停转的功能，排除了抛料机构中的余料，不会造成抛盘卡滞现象；④采用检测过零脉冲信号和软件程序，使调速输出驱动波形与电网同步且极为稳定，从而使投料距离稳定，脉动小，输出转矩大；⑤采用数字显示和功能指示，使控制的信息直观、明了；⑥采用自动与手动功能的自由切换，使用户操作灵活，使用方便；⑦让用户能够根据鱼的习性，自由设置全天的投料开机时间，每次不同的开机时长、抛撒时间停顿时间和投饲距离，更具有科学性和合理性；⑧通过检测抛料电机的负载电流的大小，有效地解决了抛料电机因堵料或卡滞而烧毁的故障；⑨生产过程工序简单，调试方便，降低了生产成本，能够自由设置全天多次投料的开机时间，每次不同的开机时长、抛撒时间、停顿时间、投饲距离和保护电机。

附图说明

图1为本发明的原理图。

图2为图1的实物正视图。

图3为图2后板示意图。

图4为图2俯视剖视图。

图中：1 电源开关，2保险电路，3过零检测电路， 4继电器J1驱动抛料指示电路，5继电器J1触点保护电路，6调速驱动输出电路， 7保护电路，8取样电路，9接线端子， 10触摸输入设置电路，11显示驱动电路，12单片机，13电源指示电路，14 时钟电路， 15整流稳压电路，16变压器，17应急开关，18 触摸感应板，19四位数码管，20两位数码管，21 发光二极管，22线路板，23机箱，24面板，25后板，26保险丝座，27数码管显示区，28 抛料状态显示区，29功能触摸区，30功能显示区，31、32启动电容，33电源线。

具体实施方式

如图1-4所示，该控制器的电回路由电源开关1、保险电路2、过零检测电路3、继电器J1驱动抛料指示电路4、继电器J1触点保护电路5、调速驱动输出电路6、保护电路7、取样电路8、触摸输入设置电路10、显示驱动电路11、单片机12、电源指示电路13、时钟电路14、整流稳压电路15、变压器16、应急开关17、接线端子10连接构成，其中：保险电路1由保险丝座26和***保险丝座26内部型腔的保险丝组成；过零检测电路3由单片机12U2的一中断口18与全桥整流二极管D1-D4、电阻R2-R6、电容C3和三极管Q1-Q2构成；继电器J1驱动抛料指示电路4由单片机12U2的1个端口23与电阻R15、发光二极管DS12、三极管Q10、继电器J1和二极管D6构成；继电器J1触点保护电路5由电容C7和电阻R16构成；调速驱动输出电路6由单片机12U2的另1个端口25与电阻R17-R20、光耦U5和可控硅Q11构成；保护电路7由电容C9和电阻R21构成；取样电路9由单片机12U2的1个端口15与取样电阻R20、二极管D7、稳压管DW、电容E3、电阻R22-R23和光耦U6构成；触摸输入设置电路10由单片机12U2的4个端口11、13、16、17与触摸芯片U4、触摸感应板18和电容C6构成；显示驱动电路11由单片机12U2的15个端口1-10、19、24、26-28与电阻R7-R14、三极管Q3-Q9、四位数码管19DS2、二位数码管20DS3和发光二极管DS4-DS11构成；时钟电路14由单片机12U2的3个端口20-22与时钟芯片U3、晶振Y1、电容C4-C5和充电电池BT1构成；整流稳压电路15由二极管D1-D5、电容C1-C2、E1-E2、稳压块U1构成。

其中，所述控制器由机箱23内安装线路板22构成，机箱23由上下半箱体通过面板24和后板25联接而成，面板24和后板25***机箱23的卡槽内，后板25上安装接线端子9，接线端子9分别链接启动电容31、32、下料电机M2和抛料电机M1，面板24上安装电源开关1、应急开关17、保险丝座26，面板24采用半透明塑料板，并印有功能性文字；电源开关1、应急开关17、单片机12U2、时钟芯片U3、晶振Y1、触摸芯片U4、电阻R1-R23、电容C1-C9、E1-E3、二极管D1-D7、稳压管DW、发光二极管DS1、DS4-DS12、三极管Q1-Q10、可控硅Q11、光耦U5-U6、稳压集成块U1、继电器J1、四位数码管19DS2、两位数码管20DS3、充电电池BT1安装座焊接在线路板22上，触摸感应板18通过硬导线支撑连接到线路板22上，线路板22通过电源开关1、应急开关17安装在装有保险丝座26的面板24上，触摸感应板18对着面板24并紧挨在的功能触摸区29的后面，多个发光二极管DS1、DS12和DS4-DS11分别对着面板24的抛料状态显示区28和功能显示区30，四位数码管19DS2和两位数码管20DS3对着面板24的数码管显示区27，线路板24的输出线焊接到装在后板25上接线端子9的对应的焊接端，电源线33一端穿过后板25穿线孔焊接在相应的位置上。

本发明的具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器中，机箱23内安装电源变压器16。

当控制器***电源，应急开关17置于正常位置，电源开关1开启后，电路工作，电源指示灯和自动指示灯点亮，四位数码管19DS2显示实时时间的小时和分钟，二位数码管20DS3显示秒钟，其余功能指示灯均不亮。当触摸“自动手动”区域时，实现自动与手动功能切换，功能显示区30的自动指示灯与手动指示灯切换点亮，处于自动功能时，功能显示区30的自动指示灯点亮，手动指示灯熄灭，处于手动功能时，功能显示区30的自动指示灯熄灭，手动指示灯点亮，同时，抛料电机M1先高速旋转3秒钟后按手动设置的投饲距离档数开始旋转，两位数码管20DS3从10-15秒开始倒计时显示，倒计时结束后下料电机M2按手动设置的抛撒与停顿间隙开始工作，并在两位数码管20DS3上交换显示，再触摸一下“自动手动”区域时，下料电机M2关闭，抛料电机M1延时5-10秒钟关闭；当触摸“设置检查”区域一次时，依次实现检查或设置“校时”、手动开机时的“抛撒”时间、手动开机时的“停顿”时间、手动开机时的投饲“距离”、第一次“开机”时间，第一次开机“时长”、第一次“抛撒”时间、第一次“停顿”时间、第一次投饲“距离”，第二次“开机”时间、第二次开机“时长”、第二次“抛撒”时间、第二次“停顿”时间、第二次投饲“距离”，……第十次“开机”时间、第十次开机“时长”、第十次“抛撒”时间、第十次“停顿”时间、第十次投饲“距离”的功能，并将所设置的参数存放到单片机12U2指定的E²PROM区，同时，功能显示区30的相应发光二极管点亮，秒位的两位数码管20DS3显示的次数号。当触摸“调时”区域一次时，四位数码管19DS2的左两位小时位数字进行加一，处于“校时”功能时，在“0-23”之间变化，首位为0时，自动熄灭；处于“开机”时间功能时，在“0-23-‘--’”之间变化，首位为0时，自动熄灭；处于其它功能时，触摸“调时”无效。当触摸“调分”区域一次时，四位数码管19DS2的右两位分钟位数字进行加一，处于“校时”功能时，在“0-59”之间变化，处于“开机”时间功能时，在“0-59-‘--’”之间变化，处于开机“时长”功能时，在“1-90”之间变化，首位为0时，自动熄灭；处于“抛撒”时间功能时，在“1-10”之间变化，首位为0时，自动熄灭；处于“停顿”时间功能时，在“0-20”之间变化，首位为0时，自动熄灭；处于投饲“距离”功能时，在“1-9”之间变化，数字越大转速越快。在设置“开机”时间功能时，分别触摸“调时”“调分”区域，使四位数码管19DS2显示所需的时间数字，当需要清除“开机”时间时，分别触摸“调时”“调分”区域，使四位数码管19DS2都显示“-”；在“设置”或“检查”过程中，如果需要结束“设置”或“检查”，触摸一下“自动手动”区域。当设置的“停顿”时间为0时，投料过程中为无间隙地连续抛料。

该控制器在自动工作过程中，将设置的开机时间点与实时时间进行比较，当遇到相同时，单片机12U2的端口25变为低电平，光耦U5导通，启动抛料电机M1旋转3秒钟后，单片机12U5通过过零检测电路3，控制端口25输出与电网同步的触发信号，使抛料电机按设置的距离转速旋转，同时，四位数码管19DS2由显示实时时间变为在最左位显示投饲距离的档数、右两位显示本次开机“时长”时间，并以每分钟减一倒计时显示，两位数码管20DS3从10-15秒开始以每秒钟减一倒计时显示，倒计时结束后，单片机12U2控制下料电机M2按本次开机设置的抛撒与停顿时间开始间隙工作，并在两位数码管20DS3上交换以每秒钟减一显示，当开机“时长”变为0时，下料电机M2关闭，抛料电机M1延时5-10秒钟关闭，延时的5-10秒时间在两位数码管20DS3上以每秒钟减一显示，抛料电机M1关闭后，本次开机结束，四位数码管19DS2和二位数码管20DS3显示当前实际时间。

在抛料电机M1旋转投料过程中，取样电路8检测取样电阻R20上的电压，如果流过取样电阻R20的电流超过抛料电机M1的安全工作电流，光耦U6导通，使单片机12U2的脚15为低电平，经单片机12U2判断确认后，将脚25、23输出高电平，光耦U5和继电器J1不工作，使抛料电机M1、下料电机M2停止工作，四位数码管19DS2的四位数字以1Hz的频率进行闪显，以示抛料电机M1超载过流或不正常。

该控制器在有外接电源的情况下，充电电池BT1由时钟芯片U3向其进行充电，在没有外接电源或关闭停电情况下，充电电池BT1维持时钟芯片U3工作，保证正常计时，其它电路停止工作。

当本发明的控制器因不可预测原因而导致故障时，只要将应急开关17置于应急位置，使抛料电机M1和下料电机M2工作，进行连续投饵。

Claims (10)

1.具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器，其特征在于：该控制器的电回路由电源开关（1）、保险电路（2）、过零检测电路（3）、继电器J1驱动抛料指示电路（4）、继电器J1触点保护电路（5）、调速驱动输出电路（6）、保护电路（7）、取样电路（8）、触摸输入设置电路（10）、显示驱动电路（11）、单片机（12）、电源指示电路（13）、时钟电路（14）、整流稳压电路（15）、变压器（16）、应急开关（17）、接线端子（9）连接构成。

2.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器，其特征在于：抛料电机M1旋转投料过程中，取样电路（8）检测取样电阻R20上的电压，如果流过取样电阻R20的电流超过抛料电机M1的安全工作电流，光耦U6导通，使单片机（12）U2的脚15为低电平，经单片机（12）U2判断确认后，使抛料电机M1、下料电机M2停止工作，四位数码管19DS2的四位数字以1Hz的频率进行闪显。

3.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器，其特征在于：过零检测电路（3）由单片机（12）U2一中断口18与整流二极管D1-D4、电阻R2-R6、电容C3和三极管Q1-Q2构成。

4.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器，其特征在于：继电器J1触点保护电路（6）由电容C7和电阻R16构成。

5.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器，其特征在于：取样电路（9）由单片机（12）U2的1个端口15与取样电阻R20、二极管D7、稳压管DW、电容E3、电阻R22-R23和光耦U6构成。

6.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器，其特征在于：调速驱动输出电路（6）由单片机（12）U2的另1个端口25与电阻R17-R20、光耦U5和可控硅Q11构成。

7.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器，其特征在于：触摸输入设置电路（10）由单片机（12）U2的4个端口11、13、16、17与触摸芯片U4、触摸感应板（18）和电容C6构成。

8.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器，其特征在于：显示驱动电路（11）由单片机（12）U2的15个端口1-10、19、24、26-28与电阻R7-R14、三极管Q3-Q9、四位数码管（19）DS2、两位数码管（20）DS3和发光二极管DS4-DS11构成。

9.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器，其特征在于：时钟电路（14）由单片机（12）U2的3个端口20-22与时钟芯片U3、晶振Y1、电容C4-C5和充电电池BT1构成。

10.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的全自动投饲机的数显触摸式调速控制器，其特征在于：所述控制器由机箱（23）内安装线路板（22）构成，机箱（23）由上下半箱体通过面板（24）和后板（25）联接而成，面板（24）和后板（25）***机箱（23）的卡槽内，后板（25）上安装接线端子（9），接线端子（9）分别链接启动电容（31、32）、下料电机M2和抛料电机M1，面板（24）上安装电源开关（1）、应急开关（17）、保险丝座（26），面板（24）采用半透明塑料板，并印有功能性文字；电源开关（1）、应急开关（17）、单片机（12）U2、时钟芯片U3、触摸芯片U4、电阻R1-R23、电容C1-C9、E1-E3、二极管D1-D7、稳压管DW、发光二极管DS1、DS4-DS12、三极管Q1-Q10、可控硅Q11、光耦U5-U6、稳压集成块U1、继电器J1、数码管DS2-DS3、充电电池BT1安装座焊接在线路板（22）上，触摸感应板（18）通过硬导线支撑连接到线路板（22）上，线路板（22）通过电源开关（1）、应急开关（17）安装在装有保险丝座（26）的面板（24）上，触摸感应板（18）对着面板（24）并紧挨在的功能触摸区（29）的后面，发光二极管DS1、DS12和DS4-DS11分别对着面板（24）的抛料状态显示区（28）和功能显示区（30），四位数码管（18）DS2和两位数码管（20）DS3对着面板（24）的数码管显示区（27），线路板（24）的输出线焊接到装在后板（25）上接线端子（10）的对应的焊接端，电源线（33）一端穿过后板（25）穿线孔焊接在相应的位置上。