本發明屬于農業機械技術領域，具體涉及一種基于單片機控制步進電機變量施肥。

背景技術：

目前，我國農業生產中常見的施肥裝置大多沿用地輪或變速箱通過機械傳動機構驅動排肥器進行工作，性能落后，不能滿足生產需要。而近幾年推出的變量施肥裝置價格昂貴，操作困難，調試維護不便等缺點，不適合我國農業現狀，不宜大面積推廣。

技術實現要素：

針對上述現有技術中存在的問題與缺陷，本發明的目的在于提供一種基于播種機的變量施肥控制系統，該控制系統采用汽車蓄電池供電和全電動的施肥過程，簡化了復雜的機械傳動機構，可完全取代傳統純機械式驅動的施肥裝置。

實現上述發明目的技術方案是一種基于播種機的變量施肥控制系統，包括單片機、步進電機、排肥器、蓄電池、輸出輸出設備，其特征在于，通過輸出輸出設備給給單片機設定一個單位面積施肥值，所述的單片機通過速度傳感器采集排肥器轉速和機具前進速度，并根據設定的施肥裝置的行距、排肥器個數和每轉排肥量計算出每分鐘的實際施肥量，與設定值相比較，運用自動控制算法，實時調節步進電機的轉速，使實際施肥量和給定值相一致，并將結果傳送給輸出輸出設備；所述的蓄電池用于給單片機、步進電機供電。

本發明變量施肥控制系統與現有技術相比較，具有以下有益效果：

1）本發明變量施肥控制系統采用單片機作為控制核心，運用自動控制算法，根據需要調節施肥量，實現變量施肥，有效提高化肥的利用率，減少因化肥使用不當而造成的環境污染和食品安全問題。

2）本發明變量施肥控制系統可與中小型拖拉機配套使用，采用汽車蓄電池供電，具有良好的通用性。

3）本發明變量施肥控制系統全電動的施肥過程簡化了復雜的機械傳動機構，降低了設計成本和操作維修難度，節省了大量的人力物力。

附圖說明

圖1是本發明基于播種機的變量施肥控制系統的控制原理圖；

圖2是本發明基于播種機的變量施肥控制系統的電路圖。

具體實施方式

圖1是本發明基于播種機的變量施肥控制系統的控制原理圖，包括單片機、步進電機、排肥器、蓄電池、輸出輸出設備，其特征在于，通過輸出輸出設備給給單片機設定一個單位面積施肥值，所述的單片機通過速度傳感器采集排肥器轉速和機具前進速度，并根據設定的施肥裝置的行距、排肥器個數和每轉排肥量計算出每分鐘的實際施肥量，與設定值相比較，運用自動控制算法，實時調節步進電機的轉速，使實際施肥量和給定值相一致，并將結果傳送給輸出輸出設備；所述的蓄電池用于給單片機、步進電機供電。

本發明基于播種機的變量施肥控制系統的工作原理：

該變量施肥控制系統的排肥軸與步進電機輸出軸連接。根據需要，通過調節步進電機轉速控制排肥軸的轉速，從而改變排肥量，實現變量施肥。

該變量施肥控制系統采用單片機為控制核心，采用人為給定施肥量的方法，即設定單位面積施肥量，單片機通過采集排肥器轉速和機具前進速度，并根據設定的施肥裝置的行距、排肥器個數和每轉排肥量計算出每分鐘的實際施肥量。與設定值相比較，運用自動控制算法，實時調節步進電機的轉速，使實際施肥量和給定值相一致。利用單片機對步進電機轉速進行實時調節控制，從而實現根據不同需要進行變量施肥。

該變量施肥控制系統需實時測試施肥器行進速度和施肥軸轉速這兩個速度量，利用光電測速原理，在施肥器地輪軸和施肥器軸上分別安裝兩個測速編碼盤，編碼盤轉動會不斷觸發紅外發射管所發射的光線，進而在紅外接收端產生電平變換，通過單片機的計數器分別計算兩軸在單位時間的中斷次數，然后轉化為所需的速度量。其中編碼盤采用多柵格方式，從而可以提高測量精度。

圖2是本發明基于播種機的變量施肥控制系統的電路圖，系統選用LCD1602液晶作為信息顯示界面，其使用并行通信，可以提高通信效率。其中所要顯示的信息包括施肥器行進速度、施肥軸的轉速、施肥總量和單位面積施肥量等。

該變量施肥控制系統采用4*4的矩陣鍵盤，通過該鍵盤可以對單位面積施肥量進行設置以及對系統的手動控制。

該變量施肥控制系統以單片機STC89C51為控制核心，實現了對不同農作物及不同環境進行按需施肥，有效地提高了化肥的利用率，減輕了環境壓力，減少食品安全等問題。在實際應用中，該裝置系統穩定，控制精確，操作簡單，節省大量人力資源，可以完全替代現有純機械式驅動的施肥裝置，同時降低了設計成本、操作和維修難度，符合我國農業現狀，有利于我國農業的可持續發展，適宜在我國大面積推廣。