基于單片機(jī)的自動澆花器設(shè)計

基于單片機(jī)的自動澆花器設(shè)計

隨著人們生活水平的提高，花卉逐漸吸引人們的青睞、教育和凈化空氣。利用單片機(jī)設(shè)計了一款家庭智能澆花器實現(xiàn)自動澆花,節(jié)省人力,方便人們出差的時候,不至于影響花卉的生長,如果在家也可以關(guān)斷澆花器,手動澆花。澆花器設(shè)置為兩種方式,一種是定時定量澆花,一種是根據(jù)濕度澆花。采用哪種方式是通過按鍵控制或者紅外遙控的,在采用定時定量澆花時,數(shù)碼管顯示時間和流水時間,在選用根據(jù)濕度澆花時,數(shù)碼管顯示是目前的濕度。1濕度控制在線下澆花利用AT89S52單片機(jī)設(shè)計了自動澆花器,針對不同的花卉,此智能澆花器設(shè)置為兩種方式:一是定時定量澆花,二是利用濕度傳感器檢測花卉(也可以用于蔬菜等)的濕度,采集的濕度傳送到單片機(jī)芯片,單片機(jī)根據(jù)濕度控制是否澆水,如果需要澆水,單片機(jī)的一個引腳p2.0置高電平,使繼電器線圈通電,敞開觸點閉合,打開電磁閥,實現(xiàn)定時定量的自動澆水,設(shè)定時間到,電磁閥自動閉合,并且水流時間可調(diào),上面安裝了數(shù)碼管,并有一個按鈕根據(jù)不同花卉所需水量不同,設(shè)置澆花時間長短,在數(shù)碼管上可以顯示澆水時間的長短;如果檢測濕度足夠,p2.0仍保持為低電平,不打開電磁閥。采用哪種方式是通過按鍵控制或者紅外遙控的,在采用定時定量澆花時,數(shù)碼管顯示時間和流水時間,在選用根據(jù)濕度澆花時,數(shù)碼管顯示是目前的濕度。該技術(shù)所采用的技術(shù)方案是:利用單片機(jī)實現(xiàn)自動控制,首先檢測采用何種方式澆花,如果定時定量澆花,就在規(guī)定的時間開始澆花,按照設(shè)置澆花時間的長短進(jìn)行澆花;如果是根據(jù)濕度控制是否澆水就設(shè)置單片機(jī)1個引腳為低電平,濕度傳感器檢測濕度,傳送給單片機(jī)芯片,當(dāng)檢測到濕度不夠時,單片機(jī)這個引腳就變?yōu)楦唠娖?把繼電器吸合,常開觸點閉合,使得電磁閥線圈得電,此時電磁閥門有閉合變成斷開,水流經(jīng)過,給花卉澆水。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。2電磁閥離承擔(dān)硬件電路由單片機(jī)、濕度傳感器、繼電器、電磁閥、數(shù)碼管、1302芯片、按鍵、紅外遙控接收等組成。注意,電磁閥如果安放離單片機(jī)太近,將會造成無法正常工作,解決方法是:1)電磁閥遠(yuǎn)離單片機(jī);2)加入電阻電容。這里采用的是加入電阻電容的方法,這樣方便把元器件集中,所做控制器也比較小。智能澆花器的原理圖如圖2所示。2.1過程動態(tài)試點,過程控制執(zhí)行定時定量澆花是每天規(guī)定的時間開始澆花,設(shè)置澆花時長,比如1分鐘,1分鐘后停止?jié)不?。具體硬件:安裝了2個三位共陽數(shù)碼管和1個兩位共陽數(shù)碼管,用以顯示時間和澆花時間的長短。按鍵控制時間調(diào)整和時間設(shè)置調(diào)整,并有一個按鈕根據(jù)不同花卉所需水量的不同,設(shè)置澆花時間長短,在數(shù)碼管上顯示出來,1302芯片實現(xiàn)時間保持,斷電時不影響時間。這里可假設(shè)每天早上7點20分自動給花卉澆水,澆花時間為1分鐘,到了早上的7點20分,單片機(jī)控制智能澆花器開始澆花,單片機(jī)p2.0引腳接繼電器,繼電器接電磁閥,電磁閥控制水流,到了7點20分,給單片機(jī)一個指令,setbp2.0,三級管導(dǎo)通,這樣繼電器線圈有電流經(jīng)過,對應(yīng)的常開觸點閉合,使得電磁閥線圈得電,此時電磁閥門由閉合變成斷開,水流經(jīng)過,給花卉澆水,1分鐘時間到,給單片機(jī)一個指令clrp2.0,這樣單片機(jī)p2.0引腳輸出低電平,三極管截止,繼電器線圈沒有電流經(jīng)過,常開觸點恢復(fù)為斷開,電磁閥線圈失電,此時電磁閥門閉合,水流停止。這里的時間是顯示在數(shù)碼管上,通過按鍵控制,時間可調(diào)整,同時澆花的時間也可以通過按鍵設(shè)置,另外澆花時間的長短也可以通過按鍵調(diào)整。同時加入1302芯片,為了斷電時不影響時間正常,防止每次斷電后都要重新調(diào)整是時間。圖3為定時定量澆花結(jié)構(gòu)圖。2.2濕度傳感器的安裝先通過按鍵設(shè)定濕度,這里選用的濕度傳感器是LTM8901濕度傳感器,LTM8901是一款專門為用戶設(shè)計自身產(chǎn)品而提供的數(shù)字化溫濕度探頭,其濕度測量量程為1%~99%RH,分辨率為0.5%RH,測量精度為±3.0%RH(典型值);溫度測量范圍為-25~+60℃,分辨率為0.0625℃,測量精度為±0.5℃;響應(yīng)時間典型值為5s;工作電壓范圍為4.5~5.5V。LTM8901將測量結(jié)果直接輸出為數(shù)字信號,通過“一線式總線”串行傳送給單片機(jī),不需要進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,減少了元件,簡單方便。利用LTM8901濕度傳感器檢測到濕度,傳送到單片機(jī)進(jìn)行處理,濕度顯示在數(shù)碼管上,當(dāng)濕度低于設(shè)定值時,給單片機(jī)一個指令,setbp2.0,繼電器線圈有電流經(jīng)過,對應(yīng)的常開觸點閉合,使電磁閥線圈得電,此時電磁閥門由閉合變成斷開,進(jìn)行澆花,當(dāng)?shù)扔诨蚋哂谠O(shè)定值時,clrp2.0,繼電器線圈失電,對應(yīng)常開觸點斷開,電磁閥線圈失電,閥門閉合,水無法流過,停止?jié)不?。濕度控制澆花結(jié)構(gòu)如圖4所示。2.3視優(yōu)勢的確定可以通過手按按鍵設(shè)定,按奇數(shù)次設(shè)定澆花方式為定時定量澆花,按偶數(shù)次,設(shè)定澆花方式為根據(jù)濕度澆花。也可通過紅外遙控設(shè)定澆花方式,發(fā)射用電視遙控器,接收電路用三位一體接收器接收信號,三位一體接收器的1腳接地,2腳接電源,3腳(信號腳)與單片機(jī)一個I/O引腳相連,信號來時進(jìn)行解碼,做出不同處理,一次接收到信號按定時定量澆花,再次接收到信號根據(jù)濕度澆花,根據(jù)按的次數(shù),奇數(shù)次采用定時定量澆花方式,偶數(shù)次采用濕度控制澆花方式,這主要是針對不同的花卉。接收到信號,發(fā)光二極管閃爍30s。蜂鳴器響10s,用以提示。智能澆花器外部構(gòu)造如圖5所示。3程序的組成3.1變量測定,采用定額定量澆花1)方式設(shè)定通過檢測按鍵按下次數(shù)來確定工作方式,設(shè)按下次數(shù)為n,第一次按下n=1,每次按下n加一,加到一定次數(shù)1000,n從0開始,if(n==10000)(n=0);剛開始連接按鍵的引腳為高電平,一旦按下就變?yōu)榈碗娖?通過檢測高電平變?yōu)榈碗娖降拇螖?shù)來檢測是否按下;按下奇數(shù)次,采用定時定量澆花,偶數(shù)次采用通過檢測濕度澆花,if(n%2==0)來判斷,如果余數(shù)為0,說明偶數(shù)次,否則奇數(shù)次。2)定時定量澆花先寫出時間顯示程序,再判斷是否到了設(shè)定的澆花時間以及澆花時間長短。程序里,c表示時,b表示分,a表示秒,w表示設(shè)置的時間長短。首先時間沒到的情況下,p2.0引腳為0(P2_0=0),不澆水,當(dāng)時間到了設(shè)定的時間(if(c==7&b==20&0<a&a<w)),開始澆水,等到了設(shè)定的澆水長短時間,p2.0引腳為0(P2_0=1;),停止?jié)菜?這里設(shè)定的澆水時間較短。3)濕度檢測澆水首先啟動轉(zhuǎn)換,讀取LTM8901檢測到的濕度,進(jìn)行比較判斷,最后執(zhí)行。3.2這個團(tuán)隊的腳本智能澆花器程序流程圖如圖6所示。4自動澆花器的應(yīng)用本文介紹了家庭智能澆花器的設(shè)計,進(jìn)行了硬件設(shè)計與程序分析,已經(jīng)做成實物,并且使用效果好。家庭智能澆花器用處較廣,改變程序還可作為可定時開關(guān)、宿舍燈光系統(tǒng)、溫控塑料大棚等