【技术实现步骤摘要】
一种发光细菌连续培养系统的稳态电路
本技术属于细菌培养与稳态设计领域，具体涉及一种发光细菌连续培养系统的稳态电路。
技术介绍
生物技术在检测方面有着广阔的运用，如利用细菌监测特定化学物质或有毒物质等，细菌活性的受抑制程度可以直观反映监测结果，发光细菌的活性主要体现在其发光程度上，由于光强较易监测，因此类似费氏弧菌等发光细菌经常用在生物化学检测上，在监测过程中，经常要保证菌群的数目恒定以保证发光强度在正常条件下为一常量，使用连续培养的方法能够使微生物能持续地以比较恒定的生长速率常数进行生长，故经常被使用在各种监测环境中。连续培养是采用有效的措施让微生物在某特定的环境中保持恒定旺盛生长状态的培养方法,若在培养过程中保证温度、PH等条件，通过不断控制发光细菌生长所必需营养物的浓度，使其与菌群消耗达到动态平衡，则可控制发光细菌的生长速度为恒定。使用发光细菌检测生物毒素是一项成熟的技术。当外界环境满足发光条件时，发光细菌在细胞内荧光酶催化作用下氧化分子产生荧光，而当收到生物毒性物质侵害时，其生物发光会发生改变，而任何对细胞代谢机制的抑制作用都会导致其发光的减少，所以费氏弧菌目前作为环境毒性检测元件被普遍使用。基于此原理，设计一种用于维持菌群恒定并通过物联网监测当前发光数据的电路。
技术实现思路
本技术的目的在于提供由STM32作为主控MCU的一种发光细菌连续培养系统的稳态电路。本技术包括电源管理模块、温度检测模块、恒温控制模块、营养控制模块、光电转换模块、数据传输模块、MCU主控模块...
【技术保护点】
1.一种发光细菌连续培养系统的稳态电路，其特征在于包括电源管理模块、温度检测模块、恒温控制模块、营养控制模块、光电转换模块、数据传输模块、MCU主控模块；温度检测模块的第一信号输入端、第一信号输出端与MCU主控模块的第一信号输入端、第一信号输出端连接，恒温控制模块的信号输入端与MCU主控模块的第二信号输出端连接，营养控制模块的信号输入端与MCU主控模块的第三信号输出端连接，光电转换模块的第一信号输入端、第一信号输出端与MCU主控模块的第二信号输入端、第四信号输出端连接，数据传输模块的信号输入端、信号输出端与MCU主控模块的第三信号输入端、第五信号输出端连接,温度检测模块的第二信号输入端、第二信号输出端与MCU主控模块的第四信号输入端、第六信号输出端连接；电源管理模块为温度检测模块、恒温控制模块、营养控制模块、光电转换模块、数据传输模块、MCU主控模块供电；/n所述的温度检测模块包括温度传感器PT100-1与PT100-2、基准电压芯片U3、AD采样芯片U4、第一滑动变阻器RP1、电容C9-C10、电阻R8-R9；所述的基准电压芯片U3的IN引脚(第2引脚)接到电源管理模块的5V电压输出...
【技术特征摘要】
1.一种发光细菌连续培养系统的稳态电路，其特征在于包括电源管理模块、温度检测模块、恒温控制模块、营养控制模块、光电转换模块、数据传输模块、MCU主控模块；温度检测模块的第一信号输入端、第一信号输出端与MCU主控模块的第一信号输入端、第一信号输出端连接，恒温控制模块的信号输入端与MCU主控模块的第二信号输出端连接，营养控制模块的信号输入端与MCU主控模块的第三信号输出端连接，光电转换模块的第一信号输入端、第一信号输出端与MCU主控模块的第二信号输入端、第四信号输出端连接，数据传输模块的信号输入端、信号输出端与MCU主控模块的第三信号输入端、第五信号输出端连接,温度检测模块的第二信号输入端、第二信号输出端与MCU主控模块的第四信号输入端、第六信号输出端连接；电源管理模块为温度检测模块、恒温控制模块、营养控制模块、光电转换模块、数据传输模块、MCU主控模块供电；
所述的温度检测模块包括温度传感器PT100-1与PT100-2、基准电压芯片U3、AD采样芯片U4、第一滑动变阻器RP1、电容C9-C10、电阻R8-R9；所述的基准电压芯片U3的IN引脚(第2引脚)接到电源管理模块的5V电压输出端与第一滑动变阻器RP1固定端的一端和第九电容C9的一端相连，基准电压芯片U3的GND引脚(第4引脚)与第九电容C9的另一端与第一滑动变阻器RP1固定端的另一端连接后接地，基准电压芯片U3的TEMP引脚(第3引脚)与第一滑动变阻器RP1的滑动端相连，基准电压芯片U3的VOUT引脚(第6引脚)作为VREF电压输出端,输出4.0V基准电压，其余引脚悬空；第一温度传感器PT100-1的一端与第九电阻R9的一端、第十电容C10的一端连接后接电源管理模块的5V电压输出端，第一温度传感器PT100-1的另一端接入AD采样芯片U4的IN+引脚(第2引脚)并与第八电阻R8的一端相连，第二温度传感器PT100-2的一端与第八电阻R8的另一端、第十电容C10的另一端相连并接地，第二温度传感器PT100-2的另一端接入AD采样芯片U4的IN-引脚(第3引脚)并与第九电阻R9的另一端相连；AD采样芯片U4的REF引脚(第1引脚)与基准电压芯片U3的VOUT引脚连接，接入4.0V基准电压，AD采样芯片U4的VDD引脚(第8引脚)接入电源管理模块的5V输出端；AD采样芯片U4的GND引脚(第4引脚)接地；AD采样芯片U4的DCOCK引脚(第7引脚)、DOUT引脚(第6引脚)、CS引脚(第5引脚)分别接入MCU的CLK数字输入端(第23引脚),DOUT_1数字输入端(第41引脚),CS数字输入端(第42引脚)，输出数据经过差分计算后可得到费氏弧菌当前的培养温度；所述第一温度传感器PT100-1和第二温度传感器PT100-2的型号均为PT100；基准电压芯片U3的型号为REF5040；AD采样芯片U4的型号为ADS8317；
所述的恒温控制模块包括驱动芯片U5、N型MOS管Q1、继电器Q2、NPN型三极管Q3、制热器Q4与半导体制冷器Q5；所述的驱动芯片U5的VCC引脚(第1引脚)与SD引脚(第3引脚)相连并与第十一电容C11的一端连接后接到电源管理模块的12V电压输出端，IN引脚(第2引脚)接到MCU的PWM输出端(第15引脚)，COM引脚(第4引脚)与第十一电容C11的另一端相连并接地，LO引脚(第4引脚)与第十一电阻R11的一端相连；N型MOS管Q1的漏极与电源管理模块的12V电压输出端相连，N型MOS管Q1的栅极与第十一电阻R11的一端和第十电阻R10的一端相连，N型MOS管Q1的源极与第十电阻R10的另一端相连并接到继电器Q2的第1引脚；继电器的第5引脚与电源管理模块的5V电压输出端相连，继电器的第4引脚与制热器Q4的上端相连，第3引脚与半导体制冷器Q5的一端相连，第2引脚与NPN型三极管Q3的集电极相连；制热器Q4的另一端与半导体制冷器Q5的另一端同时接地；NPN型三极管Q3的基极与第十二电阻R12的一端相连，集电极直接接地；第十二电阻R12的另一端连接MCU的EN使能信号(第27引脚)；驱动芯片U5的型号为IR2104；N型MOS管Q1的型号为IRF3205；NPN型三极管Q3的型号为S8050；继电器Q2的型号为JZC3F，半导体制冷器Q4为CLC067，制热器Q5的型号为XH-RJ101；
所述的光电转换模块包括PMT型光子计数器Q6、第二滑动变阻器RP2、电容C12-C13，其能够将弱光信号转化为电流信号；PMT型光子计数器Q6的VCC端(第1引脚)与第十三电容C13的一端相连接到电源管理模块的5V电压输出端，VcontIn引脚(第3引脚)接到基准电压芯片U3的VREF电压输出端，GND引脚(第5引脚)接地，Signout引脚(第2引脚)与第二滑动变阻器RP2固定端的一端相连；第二滑动变阻器RP2固定端的另一端与第十二电容C12的一端相连并接到MCU的ADC输入端(第22引脚)，第二滑动变阻器RP2滑动端与第十三电容C13的另一端和第十二电容C12的另一端相连并接地；其余脚悬空；PMT型光子计数器Q6的型号为H10720P-110；
所述的营养控制模块包括电气流量控制阀和光电耦合器，其功能为根据细菌发光强度控制营养物流量；光电耦合器U6第1引脚接到电源管理模块的3.3V电压输出端，第2引脚与第十四电容C14的正极相连后接电源管理模块的12V电压输出端，第十四电容C14的负极与电气阀的第2引脚共同接入GND；光电耦合器的第3引脚与第十三电阻R13的一端相连，第4引脚与电气...
【专利技术属性】
技术研发人员：马君旺，赵新颜，齐圣，刘薇薇，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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