требования к дизайну

1. Спроектировать автоматическую систему полива и орошения цветов и сельскохозяйственных угодий на базе 51 микроконтроллера;

2. Возможность определения влажности почвы, когда она ниже установленного нижнего предела, запустите водяной насос для полива и подайте соответствующие звуковые и визуальные сигналы тревоги;

3. Возможность установки верхнего и нижнего пределов влажности с помощью кнопок;

4. Данные о влажности почвы, а также верхний и нижний пределы влажности отображаются на дисплее LCD1602;

5. Полный выбор компонентов системы, чертеж схемы и программирование на языке C;

Обзор системы

В конструкции автоматической системы полива используется микроконтроллер AT89C51 в качестве ядра управления и применяется модульный метод проектирования.

Компоненты: модуль питания 5 В, модуль датчика влажности почвы, модуль аналого-цифрового преобразования ADC0832, модуль управления водяным насосом, модуль ключевого ввода, модуль ЖК-дисплея и модуль звуковой и световой сигнализации. Структура следующая.

Принцип работы таков: датчик влажности почвы измеряет аналоговый сигнал влажности почвы, а AD-преобразователь преобразует аналоговый сигнал в цифровой сигнал и затем передает его на микроконтроллер 51. Микроконтроллер сравнивает данные о влажности почвы с заданными верхними и нижними значениями. пределы.

Когда влажность почвы ниже нижнего предела, водяной насос приводится в действие для орошения и полива, а также подается звуковой и визуальный сигнал тревоги. Когда влажность почвы превышает нижний предел, звуковой и визуальный сигнализатор отключается, но водяной насос продолжает работать до тех пор, пока влажность почвы не продолжит увеличиваться и не превысит установленный верхний предел.

Пользователи могут устанавливать верхний и нижний пределы влажности с помощью кнопок, а данные о влажности почвы, а также данные о верхнем и нижнем пределе отображаются в режиме реального времени на ЖК-дисплее.

датчик влажности почвы

Схема моделирования Proteus

Принципиальная схема

Анализ результатов моделирования

Откройте файл моделирования Proteus с суффиксом .DSN. Дважды щелкните микроконтроллер, загрузите файл AutoWater.hex (находится в папке программы Keil C) и запустите моделирование. Результаты следующие.

Эффект бега

Как видно из рисунка, на ЖК-дисплее отображается, что измеренная в данный момент влажность почвы (Humidity) составляет 53 %, заданный системой верхний предел влажности (H: сокращение для High) составляет 60 %, а нижний предел (L: сокращение Низкая) составляет 30%. Влажность почвы нормальная, в пределах верхнего и нижнего пределов.

В это время световой индикатор и звуковой сигнал низкой влажности выключены, переключатель реле RL1 выключен, а водяной насос находится в выключенном состоянии.

Отрегулировав скользящий реостат RV2 (нажмите две красные стрелки вверх и вниз с помощью мыши), измените входное напряжение на канал выборки 0 ADC0832, чтобы имитировать изменения влажности почвы.

Щелкните красную стрелку, указывающую вниз для RV2, чтобы имитировать уменьшение влажности почвы. Например, при снижении влажности почвы с 53% до 23%, что на 30% ниже нижнего предела, загорается красный светодиод сигнализации, звучит зуммер, переключатель реле RL1 поворачивается в верх, включается водяной насос. включается, и начинается автоматический полив. Также загорается индикатор работы водяного насоса.

Влажность почвы ниже нижнего предела

Щелкните красную стрелку, указывающую вверх на RV2, чтобы смоделировать увеличение влажности почвы.

Когда влажность почвы увеличивается с 23% до 37% и превышает нижний предел, звуковая и световая сигнализация перестает работать, но водяной насос будет продолжать работать до тех пор, пока влажность почвы не продолжит увеличиваться выше верхнего предела. Процесс происходит следующим образом. .

Влажность почвы увеличилась до 37%,Превысить нижний предел,Звуковая и световая сигнализация прекращается,Водяной насос продолжает работать

Влажность почвы продолжает увеличиваться до 62%.,Превысить верхний предел,водяной насос перестает работать

Следует отметить, что после того, как водяной насос перестанет работать (т. е. влажность почвы превысит верхний предел), отрегулируйте RV2 для имитации снижения влажности почвы. Когда она упадет до верхнего и нижнего пределов, водяной насос не запустится. . Только когда влажность почвы продолжит опускаться ниже нижнего предела.

Верхний и нижний пределы влажности можно установить нажатием кнопок.

Нажмите кнопку «Настройка», чтобы войти в режим настройки верхнего и нижнего предела. Сначала мигает курсор значения верхнего предела H. В это время вы можете нажать кнопку «плюс/минус», чтобы изменить значение верхнего предела.

Курсор верхнего предела мигает

После установки значения верхнего предела нажмите кнопку «Установить», и курсор значения нижнего предела L начнет мигать. Таким же образом нажмите кнопку «плюс/минус», чтобы изменить значение нижнего предела.

Курсор нижнего предела мигает

После установки значений верхнего и нижнего пределов снова нажмите кнопку «Установить», чтобы выйти из режима установки верхнего и нижнего пределов. Например, мы установили верхний предел влажности H на 75%, а нижний предел L на 25%. Результаты показаны на рисунке ниже.

Верхний предел влажности 75%, нижний предел 25%

Подводя итог, можно сказать, что эффект моделирования удовлетворяет требованиям. к дизайну。

Часть кода C

void main()				//Основная функция
{
	Init1602();						 //Инициализируем функцию ЖК-дисплея
	init();							 //Инициализируем таймер
	init_eeprom();  //Начинаем инициализировать сохраненные данные
	while(1)						 //Входим в цикл
	{
		for(m=0;m<50;m++)			//Читаем значение AD 50 раз
			sum = adc0832(0)+sum;	//Чтение значения AD, накопление прочитанных данных для суммирования
		temp=sum/50;				//После выхода из цикла for, описанного выше, разделите накопленную сумму на 50, чтобы получить среднюю температуру
		sum=0; 						//После завершения расчета среднего значения обнуляем сумму
		temp = temp*0.390625;		//ADC0832 хранит данные в 1 байте, а диапазон отображения влажности составляет 0–100, поэтому 1 единица влажности = 100/256 = 0,390625.				
//		if(temp<=full_range)
//		temp=(temp*100)/full_range;
//		else
//		temp=100;
		if(set==0)					 //установлено значение 0, что указывает на то, что сейчас он не находится в состоянии настройки
			Display_1602(temp,MH,ML);//Отображение значения AD и значения тревоги
		if(temp<ML&&set==0)	         //Значение влажности меньше значения тревоги
		{
			flag=1;					 //включаем будильник
			Relay=0;					 //Контакты реле замкнуты и водяной насос работает
			LED_R=0;					  //Горит красный свет
		}
		else if(temp>MH&&set==0)     //Значение влажности больше значения тревоги
		{
			flag=0;					 //Закрыть тревогу
			Relay=1;					 //Контакт реле размыкается и водяной насос останавливается
			LED_R=1;					  //Красный свет гаснет
		}

Содержание ресурса

(1) Дипломная работа по проектированию систем автоматического полива и орошения цветов и сельскохозяйственных угодий на базе 51 микроконтроллера;

(2) файл моделирования Proteus;

(3) файлы программ C;

（4）Принципиальная схемадокумент；

(5) файл блок-схемы Visio;

(6) Справочные материалы;

(7) Список компонентов;

Скриншот ресурса