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龙源期刊网http://www.qikan.com.cnMCU的智能鱼缸换水系统
作者:陈露
来源:《科技创新与应用》2019年第21期
摘要:目前,家用或者商用中型鱼缸的换水仍采用人工方式,不但费时费力,难免对鱼缸周围造成污染,还极容易伤及所养殖的活鱼。本发明为MCU的智能鱼缸换水系统,由控制装置、水位自动检测装置和弃注水装置三个部分组成,实现了鱼缸的定时全自动换水,方便快捷,完全克服了现有的人工方式换水费时费力、对鱼缸周围造成污染和伤及活鱼的缺点。关键词:单片机;步进电机驱动器;整流电路板
中图分类号:TS959.9文献标志码:A文章编号:2095-2945(2019)21-0083-02Abstract:Atpresent,thereplacementofwaterindomesticorcommercialmedium-sizedfishtanksisstillmanual,whichisnotonlytime-consumingandlaborious,butalsoinevitablypollutesthesurroundingofthefishtanks,anditisalsoveryeasytohurtthelivefishraised.TheinventionrelatestoanintelligentfishtankwaterexchangesystemofMCU,whichiscomposedofacontroldevice,anautomaticwaterleveldetectiondeviceandanabandonedwaterinjectiondevice,andrealizesthetimingautomaticwaterexchangeofthefishtank,whichisconvenientandfast,thuscompletelyovercomingtheshortcomingsoftheexistingmanualmethods,suchastime-consumingandlaboriousreplacement,pollutionaroundthefishtankandinjurytothelivefish.Keywords:singlechipmicrocomputer;steppermotordriver;rectifiercircuitboard1本設计的组成部分及各部分构成1.1水位自动检测装置
水位自动检测装置如图1所示,其主要由标杆、触点A、触点B、触点C、浮球、支架a和支架b构成,触点A安置在支架b的上横梁的一端,触点B安置在支架b的下横梁的一端,由此形成水位自动检测装置的一个组成部分,标杆弯曲部分的一端安置浮球,标杆另一端安置触点C,支架a位于标杆中部,标杆能够以支架a为中轴做上下自由转动,由此形成水位自动检测装置的另一个组成部分,在MCU的智能鱼缸换水系统整体安装时,触点C置于与触点A和触点B之间不相接触的位置,控制装置被安置在位于触点A和触点B中间部位的支架上。1.2控制装置
龙源期刊网http://www.qikan.com.cn控制装置其主要由单片机、单片机所存储的换水控制程序、弃水电机的两相四线步进电机驱动器、注水电机的两相四线步进电机驱动器、整流电路板、以及其控制装置外壳的面板上设置液晶显示器、弃水电机转动状况指示发光二极管、注水电机转动状况指示发光二极管、220伏市电接入端子、+12伏电机电源出线端子、+5伏电源出线端子、外接弃水电机输出端子、外接注水电机输出端子和手动换水按钮构成。1.3弃注水装置
弃注水装置其主要由弃水电机、弃水阀门、注水电机、注水阀门、弃水电机的两相四线步进电机驱动器和注水电机的两相四线步进电机驱动器构成。2整体设计方案
该MCU的智能鱼缸换水系统全部的电源线路接线方式如图2所示。220伏交流市电接到整流电路板上,并通过整流电路板将交流市电转换为+12伏直流电和+5伏直流电;+12伏直流电并联接到弃水电机的两相四线步进电机驱动器的电源驱动端口和注水电机的两相四线步进电机驱动器的电源驱动端口分别作为弃水电机与注水电机的电源;+5伏直流电的正极性端与触点A和触点B同时相连,触点A和触点B又分别与单片机的中断端口P3.2和中断端口P3.3相连,+5伏直流电的正极性端与单片机的P1.4端口之间连接一个手动换水按钮,+5伏直流电的负极性端与单片机接地端口和触点C同时相连;单片机的P1.0,P1.1端口分别与弃水电机的两相四线步进电机驱动器的使能端相连,单片机的P1.2,P1.3端口分别与注水电机的两相四线步进电机驱动器的使能端相连;单片机的P2.0,P2.1,P2.2,P2.3端口分别与弃水电机的两相四线步进电机驱动器输入端口相连,弃水电机的两相四线步进电机驱动器的输出端与弃水电机的四个端口相连;单片机的P2.4,P2.5,P2.6,P2.7端口分别与注水电机的两相四线步进电机驱动器输入端口相连,注水电机的两相四线步进电机驱动器的输出端与注水电机的四个端口相连;单片机的P1.5端口与弃水电机转动状况指示发光二极管一端相连,单片机的P1.6端口与注水电机转动状况指示发光二极管一端相连,两个发光二极管的另一端与单片机接地端口相连接[2]。
3定时全自动换水操作过程
定时全自动换水操作过程为采用单片机内部的定时/计数器,通过定时程序实现定时,定时时间为两次换水之间的时间间隔,本实例设定换水时间间隔为三天,即72:00:00小时;单片机中断端口P3.2设置为下降沿中断,单片机中断端口P3.3设置为低电平中断。单片机上电后,单片机进行初始化,其内部的定时程序自动运行,并通过液晶显示器显示计时时间为72:00:00,此时弃水电机与注水电机均未工作[3],弃水电机转动状况指示发光二极管和注水电机转动状况指示发光二极管均不发光,触点C位于触点A与触点B之间,但不与触点A或触点B接触,单片机的两个中断管脚P3.2