應用于農業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)的防雷保護模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種防雷保護模塊，具體為一種應用于農業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)的防雷保護t吳塊。
【背景技術】
[0002]我國農業(yè)正處在從傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代化農業(yè)轉變的歷史性時期；現(xiàn)代化農業(yè)對土壤水分、空氣溫度、濕度等作物生長的環(huán)境參數(shù)要求更高，同時對灌溉時間、灌水量、灌水部位、以及水肥營養(yǎng)供給等操作的要求也更精確，因此傳統(tǒng)的灌溉技術是無法滿足上述要求的，必須依靠農業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)才能實現(xiàn)，農業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)是將自動控制與灌溉技術有機結合的系統(tǒng)，能夠在無人干預和水量精確控制的情況下，實現(xiàn)自動灌溉；由于農業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)通常在野外使用和工作，隨著其不斷推廣，人們發(fā)現(xiàn)雷電容易對農業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)的內部設備造成損害，如何提供一種能夠有效防止雷擊的防雷保護模塊，來提高農業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)對惡劣的自然環(huán)境的適應性，目前現(xiàn)有技術中尚未存在有效的解決方案。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型針對以上問題的提出，而研制一種應用于農業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)的防雷保護模塊。
[0004]本實用新型的技術方案是:
[0005]一種應用于農業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)的防雷保護模塊，所述農業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)與外部電源、具有多個傳感器的傳感器陣列和上位機相連接；所述農業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)包括給灌溉設備提供工作電源的內部供電電路、控制灌溉設備工作狀態(tài)的控制器、以及通訊接口 ；所述防雷保護模塊包括:
[0006]連接所述外部電源和內部供電電路，用于對外部電源進行電壓變換，以及對變換后得到的電壓實現(xiàn)浪涌吸收和過電壓保護后傳輸給內部供電電路的主電源保護電路；
[0007]連接所述傳感器陣列和控制器，用于對傳感器陣列輸出端與控制器之間的連接電路進行隔離、以及對傳感器陣列的輸出信號進行雜波過濾的信號隔離傳輸電路；
[0008]連接所述上位機和通訊接口，用于對上位機與通訊接口之間傳輸?shù)男盘栠M行干擾抑制或消除的通訊保護電路；
[0009]連接主電源保護電路、信號隔離傳輸電路和通訊保護電路，用于對主電源保護電路輸出電壓進行變換后得到電源V1、電源V2和電源V3給信號隔離傳輸電路和通訊保護電路供電的電源轉換電路；電源V1、電源V2和電源V3不共地；
[0010]進一步地，所述主電源保護電路包括:輸入端L、輸入端N、保險絲F、電容Cl、變壓器Tl、電容C2、電容C3、電容C4、壓敏電阻Rvl、壓敏電阻Rv2、壓敏電阻Rv3、輸出端ACl和輸出端AC2 ;所述輸入端L通過保險絲F與變壓器Tl初級線圈一端連接，所述變壓器Tl初級線圈另一端連接輸入端N ;所述變壓器Tl初級線圈兩端并聯(lián)接有電容Cl ;所述變壓器Tl次級線圈兩端并聯(lián)接有電容C2和壓敏電阻Rv2 ;所述電容C2 —端經由電容C3接地，另一端經由電容C4接地；所述壓敏電阻Rv2 —端經由壓敏電阻Rvl接地，另一端經由壓敏電阻Rv3接地；所述壓敏電阻Rv2兩端分別連接輸出端ACl和輸出端AC2 ;所述輸入端L和輸入端N與所述外部電源相連接；所述輸出端ACl和輸出端AC2與所述內部供電電路相連接；
[0011]進一步地，所述信號隔離傳輸電路包括:模擬開關U6、與模擬開關U6的輸入端引腳IN0-1N7分別連接的各隔離支路；各隔離支路的電路結構相同；所述模擬開關U6的地址端引腳A、B和C均連接所述控制器；連接模擬開關U6的輸入端引腳INO的隔離支路包括:電阻R4、電阻R2、電位器Wl和電壓跟隨器U4 ;所述電阻R4 —端與一傳感器的第一輸出端相連接，該傳感器的第二輸出端連接所述電位器Wl的一固定端；所述電阻R4另一端連接所述電位器Wl的可調端，并經由電阻R2連接所述電壓跟隨器U4的同相輸入端；所述電壓跟隨器U4的輸出端連接所述模擬開關U6的輸入端引腳INO ;
[0012]進一步地，所述通訊保護電路包括:電阻R7、二極管D1、光電耦合器U6、電阻R8、電阻R9、開關管Q1、二極管D2、穩(wěn)壓二極管D3、二極管D4、電阻R10、光電耦合器U7、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電壓比較器U8和電阻R15 ;光電耦合器U6具有的發(fā)光二極管的陽極通過電阻R7連接上位機，并通過二極管Dl連接電源V3正極；所述光電耦合器U6具有的發(fā)光二極管的陰極連接電源V3地；所述光電耦合器U6具有的光敏三極管的發(fā)射極通過電阻R9連接電源V2地，并通過電阻R8連接開關管Ql的柵極；所述光電耦合器U6具有的光敏三極管的集電極連接開關管Ql的漏極，并通過二極管D2連接電源V2正極；所述穩(wěn)壓二極管D3反向并聯(lián)接在所述開關管Ql的漏極和源極之間；所述開關管Ql的源極連接電源V2地；所述開關管Ql的漏極連接通訊接口 ；所述光電耦合器U7具有的發(fā)光二極管的陽極連接電源V2正極；所述光電耦合器U7具有的發(fā)光二極管的陰極經由相互串聯(lián)的電阻RlO和二極管D4連接通訊接口 ；所述光電耦合器U7具有的光敏三極管的發(fā)射極連接電源V3地；所述光電耦合器U7具有的光敏三極管的集電極通過電阻Rll連接電源V3正極，并通過電阻R12連接所述電壓比較器U8的反相輸入端；所述電阻R13和電阻R14相互串聯(lián)接在電源V3正極和電源V3地之間構成分壓支路，該分壓支路的分壓點連接所述電壓比較器U8的同相輸入端；所述電壓比較器U8的輸出端通過電阻R15連接電源V3正極，并連接上位機；
[0013]進一步地，所述電源轉換電路包括提供電源Vl的第一電源轉換電路、提供電源V2的第二電源轉換電路、提供電源V3的第三電源轉換電路；
[0014]所述第一電源轉換電路包括整流橋BRl和三端穩(wěn)壓芯片Ul ;所述整流橋BRl的交流輸入端連接所述輸出端ACl和輸出端AC2 ;所述整流橋BRl的直流輸出端連接所述三端穩(wěn)壓芯片Ul的輸入端；所述三端穩(wěn)壓芯片Ul的輸出端經由阻容濾波電路后提供電源Vl ;
[0015]所述第二電源轉換電路包括整流橋BR2和三端穩(wěn)壓芯片U2 ;所述整流橋BR2的交流輸入端連接所述輸出端ACl和輸出端AC2 ;所述整流橋BR2的直流輸出端連接所述三端穩(wěn)壓芯片U2的輸入端；所述三端穩(wěn)壓芯片U2的輸出端提供電源V2 ;
[0016]所述第三電源轉換電路包括整流橋BR3和三端穩(wěn)壓芯片U3 ;所述整流橋BR2的交流輸入端連接所述輸出端ACl和輸出端AC2 ;所述整流橋BR2的直流輸出端連接所述三端穩(wěn)壓芯片U3的輸入端；所述三端穩(wěn)壓芯片U3的輸出端提供電源V3 ;
[0017]進一步地，所述模擬開關U6采用⑶4051芯片；
[0018]進一步地，所述電源Vl給所述信號隔離傳輸電路供電。
[0019]由于采用了上述技術方案，本實用新型提供的應用于農業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)的防雷保護模塊，通過主電源保護電路、信號隔離傳輸電路和通訊保護電路的設置，對農業(yè)灌溉設備實現(xiàn)全方位、重點部位多層次的防雷擊保護，增強了農業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)的安全性與可靠性，有效避免雷擊對灌溉設備的損害，利于農業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)的推廣。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的結構框圖；
[0021]圖2是本實用新型所述主電源保護電路的電路原理圖；
[00