一种天文圆顶雨雪天气自动关闭的控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种天文圆顶雨雪天气自动关闭的控制系统，包括天窗电机、天窗手控盒、连动机、电脑、电机控制盒、雨雪感应器和监控电路板；天窗电机和电机控制盒安装在天文圆顶半球内部，电机控制盒与天窗电机连接，控制圆顶的方位运动和天窗开合；雨雪感应器安装在圆顶的外部，与圆顶内部的监控电路板连接，雨雪感应器在雨雪天气时发出电平变化信号，监控电路板检测到稳定的雨雪感应器的信号之后，驱动电路板上的继电器开关信号，继电器的开关信号并联接到导电环上，在不影响电脑控制和手控盒控制的同时，实现自动关闭天窗的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种天文圆顶雨雪天气自动关闭的控制系统
本专利技术属于天文圆顶自动控制的
，具体涉及一种天文圆顶雨雪天气自动关闭的控制系统。
技术介绍
目前，为了保护天文望远镜，绝大多数的专业级天文望远镜都安装在天文圆顶内，当观测使用时再控制圆顶的打开和关闭。如图1所示，对于经典的圆顶，圆顶的位置由两个电机可以控制。一个是方位电机，它联合天窗一起做水平旋转运动，将天窗运动到指向天体的东西南北各方向上。另一个是天窗电机，在方位电机运动到指定的方位后，天窗打开，望远镜可以进行观测。在实际操作过程中，有的望远镜带有圆顶随动，在望远镜输入天体坐标后，圆顶会跟随望远镜一起运动到指定的位置。在观测过程中，如果遇到雨雪天气，为了保护望远镜设备，需要及时将天窗关闭。这个操作一般通过人工操作天窗电机手动控制，或者在电脑上操作控制软件完成，最终还是人为的干预才能完成。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种天文圆顶雨雪天气自动关闭的控制系统。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种天文圆顶雨雪天气自动关闭的控制系统，包括天窗电机、天窗手控盒、连动机、电脑、电机控制盒、雨雪感应器和监控电路板；天窗电机和电机控制盒安装在天文圆顶半球内部，电机控制盒与天窗电机连接，控制圆顶的方位运动和天窗开合；天文圆顶内部的一圈设有圆形导电环，电机控制盒的控制线通过导电环连接圆顶内的天窗手控盒，实现手控盒控制；电机控制盒的开启、关闭和公共端的信号线与连动机连接，连动机接入电脑，实现电脑控制；雨雪感应器安装在圆顶的外部，与圆顶内部的监控电路板连接，雨雪感应器在雨雪天气时发出电平变化信号，监控电路板检测到稳定的雨雪感应器的信号之后，驱动电路板上的继电器开关信号，继电器的开关信号并联接到导电环上，在不影响电脑控制和手控盒控制的同时，实现自动关闭天窗的功能。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：上述的雨雪感应器的型号为CPR-PPS-03，感应面积为7.2cm2，电平输出为1V（潮湿）~3V（干燥）。上述的监控电路板包括比较电路和检测及控制电路，比较电路采用LM339四路差动中的一路设计电压比较器U1，将雨感电压RainInput作为比较器的正向输入电压，负向输入电压设定为1.5V；雨感电压RainInput与1.5V电压比较；晴天时雨感电压RainInput大于1.5V，正向电压大于负向电压，LM339的差动输出端输出高电平12V，经过LM7805稳压后得到5VRainOut电压值；雨雪天时，雨感电压RainInput小于1.5V,正向电压小于负向电压，LM7805输出低电平，稳压电源输出低电平RainOut。上述的检测及控制电路采用STC89LE516AD单片机嵌入到控制系统中，系统总的输入电源为12V，分别经过7805和LT1084-3.3稳压芯片后生成5V和3.3V，为各芯片供电电源；单片机STC89LE516AD的P1.3引脚为输入信号，检测雨雪传感器的输出Rainout；P1.3引脚在经过非门后，驱动继电器开关，继电器两端为Com1和Com2，单片机STC89LE516AD的hex程序文件通过SP3232串行通讯芯片烧写，程序采用C语言编程。上述的电机控制盒内由两个接触器元件Contactor1和Contactor2各负责控制电机的正转和反转,限位开关负责电机位置的限位保护；将检测及控制电路中继电器产生的Com1和Com2信号并联接到信号输入插头J3的Pin5和Pin6上，当Com1和Com2导通时，带动接触器Contactor2吸合，使得电机运行，关闭天窗直到限位位置。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过安装雨雪感应器，在圆顶天窗的控制前段安装嵌入式检测系统，检测到雨雪感应器的信号后，触动继电器开关，开关节点并联到天窗的控制盒，在不需要人工干预的情况下达到自动关闭圆顶天窗的目的。附图说明图1是经典的圆顶天窗开启闭合与方位旋转示意图；图2是本专利技术的控制系统示意图；图3是本专利技术实施例控制流程图；图4是本专利技术实施例比较电路原理图；图5是本专利技术实施例检测及控制电路原理图；图6是本专利技术实施例电机控制盒电路原理图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细描述。如图2所示，本专利技术的一种天文圆顶雨雪天气自动关闭的控制系统，包括天窗电机、天窗手控盒、连动机、电脑、电机控制盒、雨雪感应器和监控电路板；天窗电机和电机控制盒安装在天文圆顶半球内部，电机控制盒与天窗电机连接，控制圆顶的方位运动和天窗开合；当圆顶旋转时，天窗和控制器将会跟着旋转，所以在圆顶里面固定的设备和天窗之间的连线控制不能直接连接，否则控制线将会跟随圆顶一起旋转，造成缠绕。因此，天文圆顶内部的一圈设有圆形导电环，电机控制盒的控制线通过导电环连接圆顶内的天窗手控盒，实现手控盒控制；电机控制盒的开启、关闭和公共端的信号线与连动机连接，连动机接入电脑，实现电脑控制；雨雪感应器安装在圆顶的外部，与圆顶内部的监控电路板连接。如图3所示，雨雪感应器在雨雪天气时发出电平变化信号，监控电路板检测到雨雪感应器的信号之后观察其信号的稳定性，在一段时间稳定过后，判断其确实是雨雪感应信号，然后驱动电路板上的继电器开关信号，继电器的开关信号并联接到导电环上，在不影响电脑控制和手控盒控制的同时，实现自动关闭天窗的功能。雨雪传感器是检测雨雪天气，并根据天气的变化发出不同的电平信号出来。本实施例采用的是日本Climatec公司的传感器，型号为CPR-PPS-03。感应的面积为7.2cm2，电平的输出为1V（潮湿）~3V（干燥）。如图4和图5所示，监控电路板包括比较电路和检测及控制电路，比较电路采用LM339四路差动中的一路设计电压比较器U1，将雨感电压RainInput作为比较器的正向输入电压，负向输入电压设定为1.5V；雨感电压RainInput与1.5V电压比较；晴天时雨感电压RainInput大于1.5V，正向电压大于负向电压，LM339的差动输出端输出高电平12V，经过LM7805稳压后得到5VRainOut电压值；雨雪天时，雨感电压RainInput小于1.5V,正向电压小于负向电压，LM7805输出低电平，稳压电源输出低电平RainOut，这种情况下被认为是正在下雨下雪，即RainOut为低时为雨雪天气，高电平时为无雨雪天气。检测及控制电路采用STC89LE516AD单片机嵌入到控制系统中，单片机STC89LE516AD的工作频率范围为0~80MHz,64K的FLASH，内部RAM大小为1280字节，并且自身带有看门狗电路。系统总的输入电源为12V，分别经过7805和LT1084-3.3稳压芯片后生成5V和3.3V，为各芯片供电电源；单片机STC89LE516AD的P1.3引脚为输入信号，检测雨雪传感器的输出Rainout；P1.3引脚在经过非门后，驱动继电器开关，继电器两端为Com1和Com2，单片机STC89LE516AD的hex程序文件通过SP3232串行通讯芯片烧写，程序采用C语言编程，其代码如下：////////晶振18.432M///////////#include<stdio.h>#include<intrins.h>#in本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天文圆顶雨雪天气自动关闭的控制系统，其特征在于，包括天窗电机、天窗手控盒、连动机、电脑、电机控制盒、雨雪感应器和监控电路板；所述天窗电机和电机控制盒安装在天文圆顶半球内部，所述电机控制盒与天窗电机连接，控制圆顶的方位运动和天窗开合；所述天文圆顶内部的一圈设有圆形导电环，所述电机控制盒的控制线通过导电环连接圆顶内的天窗手控盒，实现手控盒控制；所述电机控制盒的开启、关闭和公共端的信号线与连动机连接，连动机接入电脑，实现电脑控制；所述雨雪感应器安装在圆顶的外部，与圆顶内部的监控电路板连接，所述雨雪感应器在雨雪天气时发出电平变化信号，所述监控电路板检测到稳定的雨雪感应器的信号之后，驱动电路板上的继电器开关信号，继电器的开关信号并联接到导电环上，在不影响电脑控制和手控盒控制的同时，实现自动关闭天窗的功能。

【技术特征摘要】
1.一种天文圆顶雨雪天气自动关闭的控制系统，其特征在于，包括天窗电机、天窗手控盒、连动机、电脑、电机控制盒、雨雪感应器和监控电路板；所述天窗电机和电机控制盒安装在天文圆顶半球内部，所述电机控制盒与天窗电机连接，控制圆顶的方位运动和天窗开合；所述天文圆顶内部的一圈设有圆形导电环，所述电机控制盒的控制线通过导电环连接圆顶内的天窗手控盒，实现手控盒控制；所述电机控制盒的开启、关闭和公共端的信号线与连动机连接，连动机接入电脑，实现电脑控制；所述雨雪感应器安装在圆顶的外部，与圆顶内部的监控电路板连接，所述雨雪感应器在雨雪天气时发出电平变化信号，所述监控电路板检测到稳定的雨雪感应器的信号之后，驱动电路板上的继电器开关信号，继电器的开关信号并联接到导电环上，在不影响电脑控制和手控盒控制的同时，实现自动关闭天窗的功能。2.根据权利要求1所述的一种天文圆顶雨雪天气自动关闭的控制系统，其特征在于，所述雨雪感应器的型号为CPR-PPS-03，感应面积为7.2cm2，电平输出为1V（潮湿）~3V（干燥）。3.根据权利要求1所述的一种天文圆顶雨雪天气自动关闭的控制系统，其特征在于，所述监控电路板包括比较电路和检测及控制电路，所述比较电路采用LM339四路差动中的一路设计电压比较器U1，将雨感电压RainInput作为比较器的正向输入电压，负向输入电压设定为1.5V；所述雨感电压RainInput与1.5V电压比较；晴天时雨感电压R...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，
申请(专利权)人：中国科学院紫金山天文台，
类型：发明
国别省市：江苏,32