一种环境可控的植物培养箱的控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种环境可控的植物培养箱的控制电路。本实用新型专利技术中LCD液晶屏通过排线连接至MCU最小系统模块，用于实现人机交互；土壤PH值测量接口模块，输入端为土壤PH值传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的AD接口，用于检测培养箱中土壤的PH值；温度测量接口模块，输入端为DS18B20数字温度传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的P2.4端口，用于检测培养箱中土壤的温度值；温度控制接口模块，输入端为加热管，输出端连接至MCU最小系统模块的P6.3端口，用于控制培养箱中加热管的通断。本实用新型专利技术实现了严格意义上的环境可控的植物培养箱，即在外界环境变化时，箱内的环境参数依然可控的植物培养箱。

Control circuit for environment controllable plant culture box

The utility model discloses a control circuit of an environment controllable plant culture box. The utility model LCD LCD screen connected to the cable MCU minimum system module, to achieve human-computer interaction; pH measurement interface module, the input for the pH sensor, and the output end is connected with the AD interface MCU minimum system module, for the detection of incubator soil pH value; temperature measurement module, input for DS18B20 digital temperature sensor, the output end is connected to the MCU minimum system module P2.4 port for the detection of incubator soil temperature; temperature control interface module, the input terminal is connected with the output end of the heating tube, to the small MCU system module P6.3 port is used to control the training through the heating pipe in the box off. The utility model realizes the environment controllable plant cultivation box in a strict sense, namely, a plant incubator with controllable environmental parameters when the external environment changes.

【技术实现步骤摘要】
一种环境可控的植物培养箱的控制电路
本技术涉及一种环境可控的植物培养箱，尤其是涉及一种在外界环境变化时，箱内的环境参数依然可控的植物培养箱。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，对兰花、菊花、牡丹等观赏类花卉和石斛、人参等高药用价值的植物需求越来越大，借助植物组织培养技术可在短时间内获得大量同品质种苗，因其不受外界气候、地势、地域和时间等条件的约束，目前已经成为遗传育种、种质资源保护和脱毒快繁的重要手段。植物培养箱是一种模拟自然环境中与植物生长相关的温度、湿度和光照等因素，创造局部人工气候的一种实验设备，广泛应用于植物的人工培养领域。环境调节控制系统是植物生长室的核心，也决定了作物的生长状况。环境调节控制系统包括温度、光照等环境因子的控制。植物光合作用主要利用波长为610~720nm的红橙光和波长为400~510nm的蓝紫光，红橙光有助于光合产物的积累，蓝紫光对植物枝干、形态形成有重要影响。所以培养箱中主要采用红灯和蓝灯对植物进行光照。此环境调节控制系统与温室技术中的智能控制系统实现功能相一致，不同点在于温室技术是为实现优质、高效、低耗的工业化规模生产，而该培养箱是作为一种实验设备，用于植物的生长培养实验。所以对植物培养箱的研究显得十分重要。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种环境参数可控的植物培养箱，它专为植物的培育而设计，主要用于控制培养箱的内部参数，包括：温度、光照、土壤PH值等参数。本技术采用的技术方案是：本植物培养箱包括：电源模块、MCU最小系统模块、程序下载模块、按键模块、1602LCD液晶屏显示模块、红色LED灯控制模块、蓝色LED灯控制模块、温度测量接口模块、温度控制接口模块、土壤PH值测量接口模块等。电源模块用于给整个系统提供电能；1602LCD液晶屏通过排线连接至MCU最小系统模块，用于实现人机交互；土壤PH值测量接口模块，输入端为土壤PH值传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的AD接口，用于检测培养箱中土壤的PH值；温度测量接口模块，输入端为DS18B20数字温度传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的P2.4端口，用于检测培养箱中土壤的温度值；温度控制接口模块，输入端为加热管，输出端连接至MCU最小系统模块的P6.3端口，用于控制培养箱中加热管的通断；红色LED灯控制模块连接至MCU最小系统模块的P6.0接口，用于控制红色LED灯的开关；蓝色LED灯控制模块连接至MCU最小系统模块的P6.1接口，用于控制蓝色LED灯的开关；程序下载模块用于下载程序到电路板；按键模块用于数据的输入。所述的电源模块提供+3.3V、+5V、12V电压、220VAC。所述的电源模块包括两个稳压芯片U1、U2、一个12V接插口P1、一个单刀单掷开关S1、一个电源指示灯D2、一个防接反二极管D1、一个可恢复保险丝F1、三个钽电容C1、C3、C5、C7、四个瓷片电容C2、C4、C6、C8、三个电阻R1、R2、R3。12V接插口P1一端接单刀单掷开关S1的一端，另一端接地，保险丝F1的一端接单刀单掷开关S1的一端，保险丝F1的另一端接防接反二极管D1的阳极，防接反二极管D1的阴极接钽电容C1的正极、瓷片电容C2的一端、稳压芯片U1的第一引脚，钽电容C1的负极、瓷片电容C2的另一端接地，稳压芯片U1的第二引脚接地，钽电容C3的负极、瓷片电容C4的一端并至地，钽电容C3的正极接瓷片电容C4的另一端并引出一个+5V电压端子，+5V电压端子的另一端接稳压芯片U2的第三引脚，稳压芯片U2的第一引脚接地，钽电容C5的正极接瓷片电容C6的另一端、稳压芯片U2的第二引脚、电阻R1、R3的一端并引出+3.3V模拟电压端子，电阻R1、R3的另一端连接一起并接钽电容C7的正极、瓷片电容C8的一端、电阻R2的一端并引出+3.3V数字电压端子，电阻R2的另一端接电源指示灯D2的阳极，钽电容C7的负极、瓷片电容C8的一端和电源指示灯D2的阴极并至地。所述电源模块U1型号为LM7805V，U2型号为LM1117-3.3V。220VAC除了给LED灯供电，还通过开关电源转为+12V电压一路给土壤PH传感器供电，另一路用于稳压为+5V作为继电器开启电压，此外将+5V电压稳压为+3.3V电压用于给单片机等数字电路供电。所述的MCU最小系统模块包括两个直插晶振Y1、Y2、五个瓷片电容C9、C10、C11、C12、C19、一个电阻R4。直插晶振Y1的一端接瓷片电容C10的一端、MCU芯片U1的第五十三引脚，直插晶振Y1的另一端接瓷片电容C12的一端、MCU芯片U1的第五十二引脚，瓷片电容C10的另一端接瓷片电容C12的另一端并至地，电阻R4的一端接+3.3V数字电压端子，电阻R4的另一端接瓷片电容C9的一端、MCU芯片U1的第五十八引脚，瓷片电容C9的另一端接地，瓷片电容C11的一端接+3.3V模拟电压端子、MCU芯片U1的第六十四引脚，瓷片电容C11的另一端接地，瓷片电容C19的一端接+3.3V数字电压端子、MCU芯片U1的第一引脚，瓷片电容C19的另一端接地，直插晶振Y2的一端接MCU芯片U1的第八引脚，直插晶振Y2的另一端接MCU芯片U1的第九引脚。所述的MCU最小系统模块U1型号为MSP430F149。所述的程序下载模块包括一个JTAG接口U4、一个瓷片电容C23。JTAG接口的第一引脚接MCU芯片U1的第五十四引脚，第二引脚接+3.3V数字电压端子、瓷片电容C23的一端，瓷片电容C23的另一端接地，JTAG接口的第三引脚接MCU芯片U1的第五十五引脚，JTAG接口的第五引脚接MCU芯片U1的第五十六引脚，JTAG接口的第七引脚接MCU芯片U1的第五十七引脚，JTAG接口的第九引脚接地，JTAG接口的第十一引脚接MCU芯片U1的第五十八引脚。所述的红色LED灯控制模块和蓝色LED灯控制模块。其中红色LED灯控制模块包括两个接插口RED-P1和RED-P2，三个电阻R17、R20和R23，一个继电器K1，一个三极管Q3、一个防接反二极管D4。接插口RED-P1和RED-P2的第一引脚接火线，接插口RED-P1和RED-P2的第二引脚接继电器K2的第一引脚，继电器K2的第三引脚接零线，继电器K2的第四引脚接+5V电压端子和防接反二极管D4的阴极，防接反二极管D4的阳极接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接三极管Q3的第三引脚，三极管Q3的第二引脚接电阻R20的一端和电阻R23的一端，三极管Q3的第一引脚接电阻R23的另一端和接地，电阻R20的另一端接MCU芯片U1的第五十九引脚。所述的蓝色LED灯控制模块包括两个接插口BLUE-P1和BLUE-P2，三个电阻R18、R21和R24，一个继电器K3，一个三极管Q4、一个防接反二极管D5。接插口BLUE-P1和BLUE-P2的第一引脚接火线，接插口BLUE-P1和BLUE-P2的第二引脚接继电器K3的第一引脚，继电器K3的第三引脚接零线，继电器K3的第四引脚接+5V电压端子和防接反二极管D5的阴极，防接反二极管D5的阳极接电阻R18的一端，电阻R18的另一端接三极管Q4的第三引脚，三极管Q4的第二引脚接电阻R21的一端和电阻R24的一端，三极管Q3的第一引脚接电阻R24的另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境可控的植物培养箱的控制电路，包括电源模块、MCU最小系统模块、程序下载模块、按键模块、1602LCD液晶屏显示模块、红色LED灯控制模块、蓝色LED灯控制模块、温度测量接口模块、温度控制接口模块、土壤PH值测量接口模块，其特征在于：电源模块用于给整个系统提供电能；1602LCD液晶屏通过排线连接至MCU最小系统模块，用于实现人机交互；土壤PH值测量接口模块，输入端为土壤PH值传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的AD接口，用于检测培养箱中土壤的PH值；温度测量接口模块，输入端为DS18B20数字温度传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的P2.4端口，用于检测培养箱中土壤的温度值；温度控制接口模块，输入端为加热管，输出端连接至MCU最小系统模块的P6.3端口，用于控制培养箱中加热管的通断；红色LED灯控制模块连接至MCU最小系统模块的P6.0接口，用于控制红色LED灯的开关；蓝色LED灯控制模块连接至MCU最小系统模块的P6.1接口，用于控制蓝色LED灯的开关；程序下载模块用于下载程序到电路板；按键模块用于数据的输入；所述的电源模块提供+3.3V、+5V、12V电压、220VAC；所述的电源模块包括两个稳压芯片U1、U2、一个12V接插口P1、一个单刀单掷开关S1、一个电源指示灯D2、一个防接反二极管D1、一个可恢复保险丝F1、三个钽电容C1、C3、C5、C7、四个瓷片电容C2、C4、C6、C8、三个电阻R1、R2、R3；12V接插口P1一端接单刀单掷开关S1的一端，另一端接地，保险丝F1的一端接单刀单掷开关S1的一端，保险丝F1的另一端接防接反二极管D1的阳极，防接反二极管D1的阴极接钽电容C1的正极、瓷片电容C2的一端、稳压芯片U1的第一引脚，钽电容C1的负极、瓷片电容C2的另一端接地，稳压芯片U1的第二引脚接地，钽电容C3的负极、瓷片电容C4的一端并至地，钽电容C3的正极接瓷片电容C4的另一端并引出一个+5V电压端子，+5V电压端子的另一端接稳压芯片U2的第三引脚，稳压芯片U2的第一引脚接地，钽电容C5的正极接瓷片电容C6的另一端、稳压芯片U2的第二引脚、电阻R1、R3的一端并引出+3.3V模拟电压端子，电阻R1、R3的另一端连接一起并接钽电容C7的正极、瓷片电容C8的一端、电阻R2的一端并引出+3.3V数字电压端子，电阻R2的另一端接电源指示灯D2的阳极，钽电容C7的负极、瓷片电容C8的一端和电源指示灯D2的阴极并至地；所述电源模块U1型号为LM7805V，U2型号为LM1117‑3.3V；220VAC除了给LED灯供电，还通过开关电源转为+12V电压一路给土壤PH传感器供电，另一路用于稳压为+5V作为继电器开启电压，此外将+5V电压稳压为+3.3V电压用于数字电路供电；所述的MCU最小系统模块包括两个直插晶振Y1、Y2、五个瓷片电容C9、C10、C11、C12、C19、一个电阻R4；直插晶振Y1的一端接瓷片电容C10的一端、MCU芯片U1的第五十三引脚，直插晶振Y1的另一端接瓷片电容C12的一端、MCU芯片U1的第五十二引脚，瓷片电容C10的另一端接瓷片电容C12的另一端并至地，电阻R4的一端接+3.3V数字电压端子，电阻R4的另一端接瓷片电容C9的一端、MCU芯片U1的第五十八引脚，瓷片电容C9的另一端接地，瓷片电容C11的一端接+3.3V模拟电压端子、MCU芯片U1的第六十四引脚，瓷片电容C11的另一端接地，瓷片电容C19的一端接+3.3V数字电压端子、MCU芯片U1的第一引脚，瓷片电容C19的另一端接地，直插晶振Y2的一端接MCU芯片U1的第八引脚，直插晶振Y2的另一端接MCU芯片U1的第九引脚；所述的MCU最小系统模块U1型号为MSP430F149；所述的程序下载模块包括一个JTAG接口U4、一个瓷片电容C23；JTAG接口的第一引脚接MCU芯片U1的第五十四引脚，第二引脚接+3.3V数字电压端子、瓷片电容C23的一端，瓷片电容C23的另一端接地，JTAG接口的第三引脚接MCU芯片U1的第五十五引脚，JTAG接口的第五引脚接MCU芯片U1的第五十六引脚，JTAG接口的第七引脚接MCU芯片U1的第五十七引脚，JTAG接口的第九引脚接地，JTAG接口的第十一引脚接MCU芯片U1的第五十八引脚；所述的红色LED灯控制模块包括两个接插口RED‑P1和RED‑P2，三个电阻R17、R20和R23，一个继电器K1，一个三极管Q3、一个防接反二极管D4；接插口RED‑P1和RED‑P2的第一引脚接火线，接插口RED‑P1和RED‑P2的第二引脚接继电器K2的第一引脚，继电器K2的第三引脚接零线，继电器K2的第四引脚接+5V电压端子和防接反二极管D4的阴极，防接反二极管D4的阳极接电阻R17的一端，电阻R17的另一...

【技术特征摘要】
1.一种环境可控的植物培养箱的控制电路，包括电源模块、MCU最小系统模块、程序下载模块、按键模块、1602LCD液晶屏显示模块、红色LED灯控制模块、蓝色LED灯控制模块、温度测量接口模块、温度控制接口模块、土壤PH值测量接口模块，其特征在于：电源模块用于给整个系统提供电能；1602LCD液晶屏通过排线连接至MCU最小系统模块，用于实现人机交互；土壤PH值测量接口模块，输入端为土壤PH值传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的AD接口，用于检测培养箱中土壤的PH值；温度测量接口模块，输入端为DS18B20数字温度传感器，输出端连接至MCU最小系统模块的P2.4端口，用于检测培养箱中土壤的温度值；温度控制接口模块，输入端为加热管，输出端连接至MCU最小系统模块的P6.3端口，用于控制培养箱中加热管的通断；红色LED灯控制模块连接至MCU最小系统模块的P6.0接口，用于控制红色LED灯的开关；蓝色LED灯控制模块连接至MCU最小系统模块的P6.1接口，用于控制蓝色LED灯的开关；程序下载模块用于下载程序到电路板；按键模块用于数据的输入；所述的电源模块提供+3.3V、+5V、12V电压、220VAC；所述的电源模块包括两个稳压芯片U1、U2、一个12V接插口P1、一个单刀单掷开关S1、一个电源指示灯D2、一个防接反二极管D1、一个可恢复保险丝F1、三个钽电容C1、C3、C5、C7、四个瓷片电容C2、C4、C6、C8、三个电阻R1、R2、R3；12V接插口P1一端接单刀单掷开关S1的一端，另一端接地，保险丝F1的一端接单刀单掷开关S1的一端，保险丝F1的另一端接防接反二极管D1的阳极，防接反二极管D1的阴极接钽电容C1的正极、瓷片电容C2的一端、稳压芯片U1的第一引脚，钽电容C1的负极、瓷片电容C2的另一端接地，稳压芯片U1的第二引脚接地，钽电容C3的负极、瓷片电容C4的一端并至地，钽电容C3的正极接瓷片电容C4的另一端并引出一个+5V电压端子，+5V电压端子的另一端接稳压芯片U2的第三引脚，稳压芯片U2的第一引脚接地，钽电容C5的正极接瓷片电容C6的另一端、稳压芯片U2的第二引脚、电阻R1、R3的一端并引出+3.3V模拟电压端子，电阻R1、R3的另一端连接一起并接钽电容C7的正极、瓷片电容C8的一端、电阻R2的一端并引出+3.3V数字电压端子，电阻R2的另一端接电源指示灯D2的阳极，钽电容C7的负极、瓷片电容C8的一端和电源指示灯D2的阴极并至地；所述电源模块U1型号为LM7805V，U2型号为LM1117-3.3V；220VAC除了给LED灯供电，还通过开关电源转为+12V电压一路给土壤PH传感器供电，另一路用于稳压为+5V作为继电器开启电压，此外将+5V电压稳压为+3.3V电压用于数字电路供电；所述的MCU最小系统模块包括两个直插晶振Y1、Y2、五个瓷片电容C9、C10、C11、C12、C19、一个电阻R4；直插晶振Y1的一端接瓷片电容C10的一端、MCU芯片U1的第五十三引脚，直插晶振Y1的另一端接瓷片电容C12的一端、MCU芯片U1的第五十二引脚，瓷片电容C10的另一端接瓷片电容C12的另一端并至地，电阻R4的一端接+3.3V数字电压端子，电阻R4的另一端接瓷片电容C9的一端、MCU芯片U1的第五十八引脚，瓷片电容C9的另一端接地，瓷片电容C11的一端接+3.3V模拟电压端子、MCU芯片U1的第六十四引脚，瓷片电容C11的另一端接地，瓷片电容C19的一端接+3.3V数字电压端子、MCU芯片U1的第一引脚，瓷片电容C19的另一端接地，直插晶振Y2的一端接MCU芯片U1的第八引脚，直插晶振Y2的另一端接MCU芯片U1的第九引脚；所述的MCU最小系统模块U1型号为MSP430F149；所述的程序下载模块包括一个JTAG接口U4、一个瓷片电容C23；JTAG接口的第一引脚接MCU芯片U1的第五十四引脚，第二引脚接+3.3V数字电压端子、瓷片电容C23的一端，瓷片电容C23的另一端接地，JTAG接口的第三引脚接MCU芯片U1的第五十五引脚，JTAG接口的第五引脚接MCU芯片U1的第五十六引脚，JTAG接口的第七引脚接MCU芯片U1的第五十七引脚，JTAG接口的第九引脚接地，JTAG接口的第十一引脚接MCU芯片U1的第五十八引脚；所述的红色LED灯控制模块包括两个接插口RED-P1和RED-P2，三个电阻R17、R20和R23，一个继电器K1，一个三极管Q3、一个防接反二极管D4；接插口RED-P1和RED-P2的第一引脚接火线，接插口RED-P1和RED-P2的第二引脚接继电器K2的第一引脚，继电器K2的第三引脚接零线，继电器K2的第四引脚接+5...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐潮，胡佳成，禹静，李东升，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33