專利名稱：用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)方案涉及植物栽培，具體地說是用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置。
背景技術(shù)：
光照對于植物栽培有十分重要的作用。為此如何增加植物的光照，成為現(xiàn)今植物栽培的研發(fā)方向之一。CN201742773公開了向陽智能盆栽植物屏，其向陽功能表現(xiàn)于陽光探頭在受光但不強(qiáng)時(shí)自動(dòng)追尋光照強(qiáng)度大的區(qū)域，但是無法讓裝置在沒受光照時(shí)自動(dòng)尋找周圍的陽光，并且在尋陽時(shí)毫無方向和目的，尋陽的效率較低。CN201706728U披露了自尋向雙面太陽能熱水器，使太陽能集熱管陣列(18)的正
面和反光板(3)的正面自動(dòng)面向太陽；CN201918925U報(bào)道了一種太陽光能全自動(dòng)收尋跟蹤器裝置，專門用來清掃電池板受光表面的灰塵和雜物的清掃，該裝置只有太陽光強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定的強(qiáng)度，本裝置才動(dòng)作。上述現(xiàn)有的向陽追蹤裝置幾乎都是通過調(diào)節(jié)太陽能接收裝置即太陽能光伏板的向陽角度，使之與太陽光線保持垂直，從而提高太陽能的轉(zhuǎn)換效率，而并不能自動(dòng)移動(dòng)尋陽，尋陽的范圍有一定局限性，不能用于植物栽培的自動(dòng)尋陽。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置，是由支撐機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)組成的全智能并輔以人工手動(dòng)操作控制的用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置，該裝置不僅克服了現(xiàn)有的尋陽追蹤裝置在尋陽時(shí)幾乎沒有方向目的和尋陽的范圍有一定局限性的缺點(diǎn)，也克服了其尋陽效率低的缺點(diǎn)。本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置，由支撐機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)兩部分組成，其中，支撐機(jī)構(gòu)由四根支柱、支架底盤、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)后腳輪、兩個(gè)前腳輪、圓臺(tái)、裝飾外殼、控制裝置外殼、兩相四線步進(jìn)電機(jī)支架、舵機(jī)支架、太陽能蓄電池支架和太陽能光伏板支架構(gòu)成；四根支柱下端分別與四個(gè)腳輪連接，支撐底盤安置在四根支柱下端，并與四個(gè)腳輪的軸心在一個(gè)平面上，圓臺(tái)安置在頂部由四根支柱支撐，裝飾外殼沿著四根支柱安置在整個(gè)裝置的周圍，控制裝置外殼被安置在支架底盤的靠前腳輪的一部分盤面上并且其板面向前腳輪的前方，兩相四線步進(jìn)電機(jī)支架安置在靠驅(qū)動(dòng)后腳輪部分的支架底盤的盤面上，舵機(jī)支架安置在支架底盤的前部位置的盤面上，太陽能蓄電池支架也安置在支架底盤的前部位置的盤面上并與舵機(jī)支架相鄰，太陽能光伏板支架被固定在控制裝置外殼的上方；控制機(jī)構(gòu)包括電源模塊、陽光檢測模塊、控制模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和路徑識(shí)別模塊，其中，電源模塊包括太陽能蓄電池和太陽能光伏板，陽光檢測模塊由兩個(gè)陽光傳感器構(gòu)成，控制模塊即控制裝置，由單片機(jī)、單片機(jī)所存儲(chǔ)的控制程序、液晶顯示器、手動(dòng)按鍵和控制裝置外殼構(gòu)成，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括兩相四線步進(jìn)電機(jī)和兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，路徑識(shí)別模塊包括四個(gè)紅外光電傳感器和舵機(jī)；太陽能蓄電池安置在太陽能蓄電池支架上，兩相四線步進(jìn)電機(jī)安置在兩相四線步進(jìn)電機(jī)支架上，舵機(jī)安置在舵機(jī)支架上，太陽能光伏板用光伏板支架支撐在控制裝置外殼的上方，兩個(gè)陽光傳感器安裝在圓臺(tái)的任意一條直徑的兩端處，單片機(jī)和兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在控制裝置外殼內(nèi)，液晶顯示器和手動(dòng)按鍵設(shè)置在控制裝置外殼的面板上，控制裝置外殼被安置在支架底盤的靠前腳輪的一部分盤面上并且其板面向前腳輪的前方，四個(gè)紅外光電傳感器被安置在支架底盤的前幫上；上述控制模塊中的電源線路接線方式是太陽能蓄電池的+12V輸出端口經(jīng)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓得到+6V和+5V的直流電源輸出端口，+6V直流電源輸出端口引出后給紅外光電傳感器、陽光傳感器和舵機(jī)供電，+5V直流電源輸出端口引出后給單片機(jī)、兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、A/D轉(zhuǎn)換芯片和液晶顯示芯片供電，同時(shí)通過所設(shè)手動(dòng)按鍵與單片機(jī)的I/O 口相連。上述用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置，所述單片機(jī)為STCSTC89C52單片機(jī)，用到的單片機(jī)引腳有P0 口中的 POO 口、POl 口、P02 口、P03 口、P04 口、P05 口、P06 口和 P07 口，Pl 口中的 PlO 口、Pll 口、P12 口、P13 口、P14 口、P15 口和 P16 口，P2 口中的 P20 口、P21口、P22 口、P23 口、P24 口、P25 口、P26 口和 P27 口，單片機(jī)的控制引腳 RD、WD、EA、ALE 和電源引腳，所述液晶顯示器使用的是1602液晶顯示模塊，所述手動(dòng)按鍵包括啟動(dòng)按鍵、時(shí)間
設(shè)定按鍵和停止按鍵，所述兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器使用型號(hào)為L298的驅(qū)動(dòng)芯片，舵機(jī)使用的是HS-425BB型舵機(jī)。上述用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置，所述控制模塊中的STC89C52單片機(jī)的PO 口與液晶顯示器中的1602液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)口相連，STC89C52單片機(jī)的控制引腳RD、WD、EA分別與1602液晶顯示模塊的RS、RW和使能端E相連，STC89C52單片機(jī)的PlO 口、Pll口、P12 口和P13 口分別與兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298的輸入口相連，STC89C52單片機(jī)的P14 口和P15 口分別和兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298的使能端相連，STC89C52單片機(jī)的P16 口與舵機(jī)的輸入端相連；四個(gè)紅外光電傳感器的數(shù)字量輸出分別與單片機(jī)的P20口、P21 口、P22 口和P23 口相連，兩個(gè)陽光傳感器的數(shù)字量輸出作或邏輯運(yùn)算后與單片機(jī)的P24 口相連；時(shí)間設(shè)定按鍵、啟動(dòng)按鍵和停止按鍵分別取一端與STC89C52單片機(jī)的P25 口、P26 口和P27 口相連，時(shí)間設(shè)定按鍵、啟動(dòng)按鍵和停止按鍵的另外一端則通過電阻并聯(lián)接在+5V電源上。上述用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置，所述單片機(jī)所存儲(chǔ)的控制程序包括自動(dòng)工作主程序和手動(dòng)工作主程序,其中自動(dòng)工作主程序流程是初始化一設(shè)定開始尋陽時(shí)間并顯示一設(shè)定時(shí)間到？
—N，返回設(shè)定開始尋陽時(shí)間并顯示；Y，P10，P11輸出控制信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，裝置配合紅外光電傳感器沿著固定軌道尋陽一陽光傳感器檢測到陽光？ 一N，返回Ρ10，Pll輸出控制信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，裝置配合紅外光電傳感器沿著固定軌道尋陽；Υ，裝置停止運(yùn)行一陽光強(qiáng)度降低？ 一N，返回裝置停止運(yùn)行；Υ，裝置繼續(xù)沿軌道尋陽，直到回到起始位置一等待下一次尋陽時(shí)間；手動(dòng)工作主程序流程是初始化一時(shí)間按鍵設(shè)定尋陽時(shí)間一啟動(dòng)按鍵按下？
—N，返回時(shí)間按鍵設(shè)定尋陽時(shí)間；Υ，裝置開始尋陽一停止按鍵按下？ 一N，返回裝置開始尋陽；Υ，裝置停止運(yùn)行。上述用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置，所用支架底盤和圓臺(tái)的面積根據(jù)需要而定，沒有特別的限定。上述用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置，所述支撐機(jī)構(gòu)中支柱和支架底盤的高度和長度，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)后腳輪和兩個(gè)前腳輪的尺寸均以圓臺(tái)上所放置栽培植物的面積大小和重量而定。制作支柱和支架底盤的材質(zhì)在公知的通用的材質(zhì)中選擇，包括各種塑料、木材和金屬材料。上述一種用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置，所述控制機(jī)構(gòu)中所用的部件、元器件、零部件和電路板均是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，可以通過商購獲得或自己容易制作的，所有元器件之間的連接方式、零部件的安裝方式以及電源線路的接線方式也是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。本發(fā)明的有益效果是與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的顯著進(jìn)步是(I)本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置由控制模塊、路徑識(shí)別模塊和陽光檢測模塊配合工作，路徑識(shí)別模塊提供控制路徑信息，控制模塊接收信息后驅(qū)動(dòng)裝置沿固定路
徑運(yùn)行，此過程中，陽光檢測模塊時(shí)刻向控制模塊反饋光強(qiáng)信息，控制模塊以此控制裝置的啟動(dòng)和停止，這樣保證了裝置能沿固定路徑尋陽并最終回到起始位置，從而克服了現(xiàn)有的尋陽追蹤裝置幾乎在尋陽時(shí)都沒有方向和目的、尋陽效率低和尋陽范圍窄的缺點(diǎn)。(2)本發(fā)明裝置所有用電均由太陽能充放電裝置提供，符合節(jié)能環(huán)保的時(shí)代要求，也為尋陽裝置提供了低價(jià)和清潔的能源基礎(chǔ)。(3)本發(fā)明裝置還能夠根據(jù)實(shí)際情況需要換用人工手動(dòng)的尋陽方式，轉(zhuǎn)換方便快捷。( 4 )本發(fā)明裝置用于植物栽培時(shí)，既可在該裝置的圓臺(tái)上放置盆栽植物，也可在該裝置的圓臺(tái)上直接栽培植物。(5)本發(fā)明裝置制作簡單，成本較低，可以推廣用于其他需要自動(dòng)尋陽的各類對象。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖I為本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的組成框圖。圖2為本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的構(gòu)成透視圖。圖3為本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的控制裝置外殼正面視圖。圖4為本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的控制機(jī)構(gòu)組成框圖。圖5為本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置所用的STC89C52單片機(jī)與其外圍電路連接示意圖。圖6為本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的路徑識(shí)別模塊電路構(gòu)成示意圖。圖7為本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的電源模塊電路構(gòu)成示意圖。圖8為本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的陽光檢測模塊電路構(gòu)成示意圖。圖9為本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的兩相四線步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成示意10為本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置自動(dòng)工作主程序流程框圖。圖11為本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置手動(dòng)工作主程序流程。圖中，I.圓臺(tái)，2.陽光傳感器，3.支柱，4.裝飾外殼，5.驅(qū)動(dòng)后腳輪，6.兩相四線步進(jìn)電機(jī)支架，7.支架底盤，8.太陽能蓄電池支架，9.前腳輪，10.舵機(jī)支架，11.紅外光電傳感器，12.控制裝置外殼,13.太陽能光伏板,14.太陽能光伏板支架，15.液晶顯不器，16.啟動(dòng)按鍵，17.停止按鍵，18.時(shí)間設(shè)定按鍵。
具體實(shí)施例方式圖I所示實(shí)施例表明，本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置由支撐機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)兩部分組成；其中，支撐機(jī)構(gòu)由四根支柱3、支架底盤7、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)后腳輪5、兩個(gè)前腳輪9、圓臺(tái)I、裝飾外殼4、控制裝置外殼12、兩相四線步進(jìn)電機(jī)支架6、舵機(jī)支架10，太陽能蓄電池支架8和太陽能光伏板支架14構(gòu)成，控制機(jī)構(gòu)包括電源模塊、陽光檢測模塊、控制模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和路徑識(shí)別模塊。圖2所示實(shí)施例顯示本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的構(gòu)成方式是四根支
柱3下端分別與兩個(gè)驅(qū)動(dòng)后腳輪5和兩個(gè)前腳輪9連接，支架底盤7安置在四根支柱3下端，并與兩個(gè)驅(qū)動(dòng)后腳輪5和兩個(gè)前腳輪9的軸心在一個(gè)平面上，圓臺(tái)I安置在頂部由四根支柱3支撐，裝飾外殼4沿著四根支柱3安置在整個(gè)裝置的周圍，控制裝置外殼12被安置在支架底盤7的靠前腳輪9的一部分盤面上并且其板面向前腳輪9的前方，兩相四線步進(jìn)電機(jī)支架6安置在靠驅(qū)動(dòng)后腳輪5部分的支架底盤7的盤面上，舵機(jī)支架10安置在支架底盤7的前部位置的盤面上，太陽能蓄電池支架8也安置在支架底盤7的前部位置的盤面上并與舵機(jī)支架10相鄰，太陽能光伏板支架14被固定在控制裝置外殼12的上方，兩個(gè)陽光傳感器2安裝在圓臺(tái)I的任意一條直徑的兩端處，四個(gè)紅外光電傳感器11被安置在支架底盤7的前幫上，太陽能光伏板13用光伏板支架14支撐在控制裝置外殼12的上方。另外，在該裝置的總裝時(shí)，在太陽能蓄電池支架8上安置太陽能蓄電池，在兩相四線步進(jìn)電機(jī)支架6上安置兩相四線步進(jìn)電機(jī)，在舵機(jī)支架10上安置舵機(jī)，單片機(jī)和兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在控制裝置外殼12內(nèi)，液晶顯示器和手動(dòng)按鍵設(shè)置在控制裝置外殼12的面板上。圖3所示實(shí)施例表明，本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的控制裝置外殼12的面板上設(shè)置有液晶顯示器15、啟動(dòng)按鍵16、停止按鍵17和時(shí)間設(shè)定按鍵18。圖4所示實(shí)施例表明，本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的控制機(jī)構(gòu)由電源模塊、陽光檢測模塊、控制模塊即控制裝置、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和路徑識(shí)別模塊組成。電源模塊包括太陽能蓄電池和太陽能光伏板，用于給裝置所用的硬件和芯片供電；陽光檢測模塊由兩個(gè)陽光傳感器構(gòu)成，用于時(shí)刻檢測并向控制模塊反饋裝置所處位置的光照情況；控制模塊由單片機(jī)、單片機(jī)所存儲(chǔ)的控制程序、液晶顯示器、手動(dòng)按鍵和控制裝置外殼構(gòu)成，其作用是根據(jù)各模塊反饋的信息控制裝置的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到合理尋陽的目的；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括兩相四線步進(jìn)電機(jī)和兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，用于轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)后腳輪5，使該裝置做尋陽運(yùn)動(dòng)；路徑識(shí)別模塊包括四個(gè)紅外光電傳感器和舵機(jī)，用于檢測和向控制模塊反饋路徑信息。圖5所示實(shí)施例表明，本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置所用的STC89C52單片機(jī)與其外圍電路的連接方式是晶振Yl與電容Cl和C2構(gòu)成晶振電路，該電路與STC89C52單片機(jī)的XI，X2引腳相連，用以給控制模塊提供時(shí)鐘頻率，+5V電源通過電容C10，復(fù)位按鍵SO和電阻R10，R11構(gòu)成的復(fù)位電路與STC89C52單片機(jī)的RET引腳通過相同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)RST相連，為單片機(jī)提供復(fù)位電路，舵機(jī)HS-425BB由+6V電源供電，舵機(jī)HS-425BB的控制端2接到STC89C52單片機(jī)的P16 口，STC89C52單片機(jī)的P25 口通過啟動(dòng)按鍵SI與+5V電源相連、P26 口通過停止按鍵S2與+5V電源相連，P27 口通過時(shí)間設(shè)定按鍵S3與+5V的電源相連，STC89C52單片機(jī)的控制引腳RD、WD、EA通過相同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)RD、WD、EA分別和液晶顯示芯片1602的RS、RW、E相連，以控制液晶顯示器，數(shù)據(jù)口 P00—P07和液晶顯示芯片1602的輸入口通過總線連接，STC89C52單片機(jī)和液晶顯示芯片1602均由+5V電源供電。圖6所示實(shí)施例表明，本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的路徑識(shí)別模塊電路構(gòu)成是四個(gè)紅外光傳感器11即圖中的J1、J2、J3和J4的電源正極性端a分別接電阻R1、R2、R3和R4，再由電阻Rl、R2、R3和R4并聯(lián)連接接至+5V電源，Jl、J2、J3和J4的地端b分別接地，J1、J2、J3和J4的數(shù)字輸出口 c分別通過電阻與STC89C52單片機(jī)的P20 口、P21口、P22 口和P23 口通過相同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)B1、B2、B3、B4相連，為本盆栽向陽裝置提供路徑信肩、O圖7所示的實(shí)施例表明，本發(fā)明智能尋陽裝置的電源模塊電路由兩個(gè)穩(wěn)壓電路組成其中輸出+5V電壓的穩(wěn)壓電路由電容C3、C4、C5、穩(wěn)壓芯片U2和穩(wěn)壓管Dl構(gòu)成，其中C3和C4并聯(lián)在穩(wěn)壓芯片的輸入端，C5和Dl并聯(lián)穩(wěn)壓芯片的輸出端,輸出+6V電壓的穩(wěn)壓電路由電容C7、C8、C9、穩(wěn)壓芯片U3和穩(wěn)壓管D2構(gòu)成，其中C7和C8并聯(lián)在穩(wěn)壓芯片的輸入端，C9和D2并聯(lián)穩(wěn)壓芯片的輸出端，太陽能蓄電池的+12V直流電壓輸出電壓通過該穩(wěn)壓電路得到+5V，+6V直流電壓，用來滿足裝置不同類型的電壓需要，其中太陽能蓄電池由太陽能光伏板13充電。圖8所示的實(shí)施例表明，本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的陽光檢測模塊電路構(gòu)成是使用A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809和或門構(gòu)成陽光檢測電路，ADC0809的片選控制腳CS接到單片機(jī)的P17 口，CLK接到單片機(jī)的ALE引腳，兩個(gè)陽光傳感器2由+5V電壓供電，其模擬量輸出接到ADC0809的兩個(gè)輸入通道CHl和CH2，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后作或邏輯運(yùn)算，即數(shù)字輸出端Dl和D2接到或門的兩個(gè)輸入端，輸出端與STC89C52單片機(jī)的P24 口通過相同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)B5相連。圖9所示的實(shí)施例表明，本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由L298芯片構(gòu)成，該L298芯片由+5V電壓供電，其四個(gè)輸入端分別和STC89C52單片機(jī)的PlO 口、Pll 口、P12 口和P13 口通過相同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)M1、M2、M3、M4相連，該L298芯片的使能端分別與STC89C52單片機(jī)的P14 口和P15 口通過相同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)M5、M6相連，該L298芯片的輸出端OUTl和0UT2與兩相四線步進(jìn)電機(jī)的A相的Al和A2連接，該L298芯片的輸出端0UT3和0UT4與兩相四線步進(jìn)電機(jī)的B相的BI和B2連接。這樣，使單片機(jī)能方便的控制兩相四線步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。圖10所示的實(shí)施例表明，本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的自動(dòng)工作主程序流程是初始化一設(shè)定開始尋陽時(shí)間并顯示一設(shè)定時(shí)間到？ 一N，返回設(shè)定開始尋陽時(shí)間并顯示；Y，P10，P11輸出控制信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，裝置配合紅外光電傳感器沿著固定軌道尋陽一陽光傳感器檢測到陽光？ 一N，返回Ρ10，Ρ11輸出控制信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，裝置配合紅外光電傳感器沿著固定軌道尋陽；Υ，裝置停止運(yùn)行一陽光強(qiáng)度降低？ 一N，返回裝置停止運(yùn)行；Y，裝置繼續(xù)沿軌道尋陽，直到回到起始位置一等待下一次尋陽時(shí)間。圖11所示的實(shí)施例表明，本發(fā)明用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置的手動(dòng)工作主程序流程是初始化一時(shí)間按鍵設(shè)定尋陽時(shí)間一啟動(dòng)按鍵按下？ 一N，返回時(shí)間按鍵設(shè)定尋陽時(shí)間；Y，裝置開始尋陽一停止按鍵按下？ 一N，返回裝置開始尋陽；Υ，裝置停止運(yùn)行。實(shí)施例I按照圖2 圖11所示實(shí)施例組裝用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置。其中四根支柱3的為高度均為50cm、截面積為2cmX 2cm的硬塑料支柱，支撐底盤7為20cmX 25cm的長方形塑料底盤，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)后腳輪5和兩個(gè)前腳輪9均選用支撐力能滿足要求的3. 5寸腳輪，支撐底盤7離地面的距離為6cm，圓臺(tái)I為直徑為30cm的硬質(zhì)塑料板。裝飾外殼4的材質(zhì)為軟質(zhì)塑料。所用的單片機(jī)為STC89C52單片機(jī)，用到的STC89C52單片機(jī)引腳有P0 口，Pl 口
中的 PlO 口、Pll 口、P12 口、P13 口、P14 口、P15 口和 P16 口，P2 口中的 P20 口、P21 口、P22口、P23 口、P24 口、P25 口、P26 口和 P27 口，STC89C52 單片機(jī)的控制引腳 RD、WD、EA、ALE 和電源引腳，所用的液晶顯示器是1602液晶顯示模塊，所用的兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)為L298的驅(qū)動(dòng)芯片，舵機(jī)使用的是HS-425BB型舵機(jī)。將盆栽植物安置在本實(shí)施例裝置的圓臺(tái)I上，安置好后，通過時(shí)間設(shè)定按鍵16設(shè)定開始尋陽的時(shí)間為上午8:00，即上午8點(diǎn)開始在該裝置的硬件和控制程序的控制下尋陽，待光照減弱或進(jìn)入傍晚時(shí)，該裝置則自動(dòng)回到起始位置，如此周而復(fù)始以保證盆栽所需的光照條件。此過程所需能量均由太陽能光伏板13和太陽能蓄電池提供。當(dāng)用戶希望根據(jù)自己的意愿來隨時(shí)停止和啟動(dòng)該裝置時(shí)，則使用該裝置的手動(dòng)控制功能，只需操作在控制裝置外殼12的面板上設(shè)置的啟動(dòng)按鍵16、停止按鍵17和時(shí)間設(shè)定按鍵18即可完成。實(shí)施例2除支柱3改為截面積為4cmX4cm的鐵制支柱,支撐底盤7改為ImX Im的方形木材底盤，圓臺(tái)I改為Im2的陶瓷盆并直接在該陶瓷盆中栽培植物植之外，其他同實(shí)施例I。
權(quán)利要求
1.用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置，其特征在于該裝置由支撐機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)兩部分組成，其中，支撐機(jī)構(gòu)由四根支柱、支架底盤、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)后腳輪、兩個(gè)前腳輪、圓臺(tái)、裝飾外殼、控制裝置外殼、兩相四線步進(jìn)電機(jī)支架、舵機(jī)支架、太陽能蓄電池支架和太陽能光伏板支架構(gòu)成；四根支柱下端分別與四個(gè)腳輪連接，支撐底盤安置在四根支柱下端，并與四個(gè)腳輪的軸心在一個(gè)平面上，圓臺(tái)安置在頂部由四根支柱支撐，裝飾外殼沿著四根支柱安置在整個(gè)裝置的周圍，控制裝置外殼被安置在支架底盤的靠前腳輪的一部分盤面上并且其板面向前腳輪的前方，兩相四線步進(jìn)電機(jī)支架安置在靠驅(qū)動(dòng)后腳輪部分的支架底盤的盤面上，舵機(jī)支架安置在支架底盤的前部位置的盤面上，太陽能蓄電池支架也安置在支架底盤的前部位置的盤面上并與舵機(jī)支架相鄰，太陽能光伏板支架被固定在控制裝置外殼的上方；控制機(jī)構(gòu)包括電源模塊、陽光檢測模塊、控制模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和路徑識(shí)別模塊，其中，電源模塊包括太陽能蓄電池和太陽能光伏板，陽光檢測模塊由兩個(gè)陽光傳感器構(gòu)成，控制模塊即控制裝置，由單片機(jī)、單片機(jī)所存儲(chǔ)的控制程序、液晶顯示器、手動(dòng)按鍵和控制裝置外殼構(gòu)成，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括兩相四線步進(jìn)電機(jī)和兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，路徑識(shí)別模塊包括四個(gè)紅外光電傳感器和舵機(jī)；太陽能蓄電池安置在太陽能蓄電池支架上，兩相四線步進(jìn)電機(jī)安置在兩相四線步進(jìn)電機(jī)支架上，舵機(jī)安置在舵機(jī)支架上，太陽能光伏板用光伏板支架支撐在控制裝置外殼的上方，兩個(gè)陽光傳感器安裝在圓臺(tái)的任意一直徑的兩端處，單片機(jī)和兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在控制裝置外殼內(nèi)，液晶顯示器和手動(dòng)按鍵設(shè)置在控制裝置外殼的面板上，控制裝置外殼被安置在支架底盤的靠前腳輪的一部分盤面上并且其板面向前腳輪的前方，四個(gè)紅外光電傳感器被安置在支架底盤的前幫上；上述控制模塊中的電源線路接線方式是太陽能蓄電池的+12V輸出端口經(jīng)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓得到+6V和+5V的直流電源輸出端口，+6V直流電源輸出端口引出后給紅外光電傳感器、陽光傳感器和舵機(jī)供電，+5V直流電源輸出端口引出后給單片機(jī)、兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、A/D轉(zhuǎn)換芯片和液晶顯示芯片供電，同時(shí)通過所設(shè)手動(dòng)按鍵與單片機(jī)的I/O 口相連。
2.按照權(quán)利要求I所述用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置，其特征在于所述單片機(jī)為STCSTC89C52單片機(jī)，用到的單片機(jī)引腳有P0 口中的POO 口、POl 口、P02 口、P03 口、P04口、P05 口、P06 口和 P07 口，Pl 口中的 PlO 口、Pll 口、P12 口、P13 口、P14 口、P15 口和 P16口，P2 口中的 P20 口、P21 口、P22 口、P23 口、P24 口、P25 口、P26 口和 P27 口，單片機(jī)的控制引腳RD、WD、EA、ALE和電源引腳，所述液晶顯示器使用的是1602液晶顯示模塊，所述手動(dòng)按鍵包括啟動(dòng)按鍵、時(shí)間設(shè)定按鍵和停止按鍵，所述兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器使用型號(hào)為L298的驅(qū)動(dòng)芯片，舵機(jī)使用的是HS-425BB型舵機(jī)。
3.按照權(quán)利要求I所述用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置，其特征在于所述控制模塊中的STC89C52單片機(jī)的PO 口與液晶顯示器中的1602液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)口相連，STC89C52單片機(jī)的控制引腳RD、WD、EA分別與1602液晶顯示模塊的RS、Rff和使能端E相連，STC89C52單片機(jī)的PlO 口、Pl I 口、P12 口和P13 口分別與兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298的輸入口相連，STC89C52單片機(jī)的P14 口和P15 口分別和兩相四線步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298的使能端相連，STC89C52單片機(jī)的P16 口與舵機(jī)的輸入端相連；四個(gè)紅外光電傳感器的數(shù)字量輸出分別與單片機(jī)的P20 口、P21 口、P22 口和P23 口相連，兩個(gè)陽光傳感器的數(shù)字量輸出作或邏輯運(yùn)算后與單片機(jī)的P24 口相連；時(shí)間設(shè)定按鍵、啟動(dòng)按鍵和停止按鍵分別取一端與STC89C52單片機(jī)的P25 口、P26 口和P27 口相連，時(shí)間設(shè)定按鍵、啟動(dòng)按鍵和停止按鍵的另外一端則通過電阻并聯(lián)接在+5V電源上。
4.按照權(quán)利要求I所述用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置，其特征在于所述單片機(jī)所存儲(chǔ)的控制程序包括自動(dòng)工作主程序和手動(dòng)工作主程序，其中 自動(dòng)工作主程序流程是初始化一設(shè)定開始尋陽時(shí)間并顯示一設(shè)定時(shí)間到？ 一 N，返回設(shè)定開始尋陽時(shí)間并顯示；Y，P10，P11輸出控制信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，裝置配合紅外光電傳感器沿著固定軌道尋陽一陽光傳感器檢測到陽光？ 一N，返回Ρ10，Ρ11輸出控制信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，裝置配合紅外光電傳感器沿著固定軌道尋陽；Υ，裝置停止運(yùn)行一陽光強(qiáng)度降低？ 一 N，返回裝置停止運(yùn)行；Υ，裝置繼續(xù)沿軌道尋陽，直到回到起始位置一等待下一次尋陽時(shí)間； 手動(dòng)工作主程序流程是初始化一時(shí)間按鍵設(shè)定尋陽時(shí)間一啟動(dòng)按鍵按下？ 一N，返回時(shí)間按鍵設(shè)定尋陽時(shí)間；Υ，裝置開始尋陽一停止按鍵按下？ 一N，返回裝置開始尋陽；Υ，裝置停止運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于植物栽培的自動(dòng)尋陽裝置，涉及植物栽培，由支撐機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)兩部分組成，其中，支撐機(jī)構(gòu)由四根支柱、支架底盤、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)后腳輪、兩個(gè)前腳輪、圓臺(tái)、裝飾外殼、控制裝置外殼、兩相四線步進(jìn)電機(jī)支架、舵機(jī)支架、太陽能蓄電池支架和太陽能光伏板支架構(gòu)成；控制機(jī)構(gòu)包括電源模塊、陽光檢測模塊、控制模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和路徑識(shí)別模塊。該裝置是全智能并輔以人工手動(dòng)操作控制的自動(dòng)尋陽裝置，克服了現(xiàn)有的尋陽追蹤裝置在尋陽時(shí)幾乎沒有方向目的、尋陽的范圍有一定局限性和尋陽效率低的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05D3/12GK102819270SQ20121027157
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者李玲玲, 張?jiān)讫? 魯修學(xué), 李俊豪 申請人:河北工業(yè)大學(xué)