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1、(10)申请公布号 CN 104345671 A (43)申请公布日 2015.02.11 C N 1 0 4 3 4 5 6 7 1 A (21)申请号 201410600948.0 (22)申请日 2014.10.31 G05B 19/042(2006.01) A01K 61/02(2006.01) (71)申请人江苏恒深洋机械有限公司 地址 211631 江苏省淮安市金湖县塔集镇工 业集中区2号 (72)发明人成之阳 (74)专利代理机构淮安市科翔专利商标事务所 32110 代理人韩晓斌 (54) 发明名称 具有保护电机功能的投饲机智能数显无级调 速控制器 (57) 摘要 本发明公开了一。
2、种具有保护电机功能的投饲 机智能数显无级调速控制器，由保险电路（1）、复 位开关（2）、自锁电路（4）、变压器（17）T1、整流 稳压电路（5）、电源指示电路（6）、输入设置电路 （7）、继电器J1驱动保护电路（16）、继电器J2驱 动电路保护电路（10）、抛料指示电路（9）、继电器 J1和J2、调速驱动输出电路（11）、取样电路（12）、 故障指示电路（8）、输出保护电路（13）、应急开关 （3）、接线端子（14）、驱动显示电路（15）、过零检 测电路（19）依电回路方式连接构成。本发明采用 具有AD口的单片机作为核心控制元件，输入设置 简单，控制性能好，同步无级调速，可靠地保护电 机，显示。
3、直观明了，值得推广。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104345671 A CN 104345671 A 1/2页 2 1.具有保护电机功能的投饲机智能数显无级调速控制器，其特征是：该控制器的电回 路由保险电路（1）、复位开关（2）、自锁电路（4）、变压器（17）T1、整流稳压电路（5）、电源指 示电路（6）、输入设置电路（7）、继电器J1驱动保护电路（16）、继电器J2驱动电路保护电路 （10）、抛料指示电路（9）、继电器J1和J2、调速。
4、驱动输出电路（11）、取样电路（12）、故障指 示电路（8）、输出保护电路（13）、应急开关（3）、接线端子（14）、驱动显示电路（15）、过零检 测电路（19）连接构成。 2.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的投饲机智能数显无级调速控制器，其特 征是：通过取样电路（12）检测取样电阻R24上的电压，如果流过取样电阻R24的电流超过 抛料电机M1的安全工作电流时，取样电路（12）工作，经单片机（24）U2判断确认后，关闭抛 料电机M1、下料电机M2和使故障指示电路（8）工作，数码管（18）四位数字以1Hz的频率进 行闪显。 3.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的投饲机智能数显无级调速控。
5、制器，其特 征是：所述的控制器由机箱（22）内安装线路板（23）构成，机箱（22）由上下半箱体通过面板 （26）和后板（27）联接而成，面板（26）和后板（27）插入机箱（22）的卡槽内，后板（27）上安装 接线端子（14），接线端子（14）分别链接启动电容（25）、（28）、下料电机M2和抛料电机M1， 面板（26）上安装启动复位开关（2）、应急开关（3）、保险丝座（30）、多个弯脚电位器（20）， 面板（24）采用半透明塑料板，并印有功能性文字；启动复位开关（2）、应急开关（3）、单片 机（24）U2、数码管（18）、电阻、电容、二极管、稳压管、发光二极管（21）、三极管、功率场效应 管、。
6、稳压集成块、继电器、光耦、多个弯脚电位器（20）焊接在线路板（23）上，线路板（23）通 过复位开关（2）、应急开关（3）、多个弯脚电位器（20）W1-W3安装在装有保险丝座（30）的面 板（26）上，数码管（18）和发光二极管（21）分别对着面板（26）的数码管显示区（31）和发光 二极管显示区（32），多个旋钮（33）安装在多个弯脚电位器（20）W1-W4的柄上，线路板（23） 上的输出线焊接到安装在后板（27）上的接线端子（14）对应的引脚端。 4.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的投饲机智能数显无级调速控制器，其特 征是：保险电路（1）由保险丝座（30）和插入保险丝座（30）内部型。
7、腔的保险丝组成。 5.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的投饲机智能数显无级调速控制器，其 特征是：由单片机（24）U2的脚3、4、5、6与电阻R3-R6、多个弯脚电位器（20）W1-W4和电容 C5-C8构成的输入设置电路（7）。 6.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的投饲机智能数显无级调速控制器，其特 征是：自锁电路（4）由继电器J1常开触点和复位开关（2）的复位触点构成。 7.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的投饲机智能数显无级调速控制器，其特 征是：调速驱动输出电路（11）由单片机（24）U2的端口13与光耦U3、功率场效应管Q9、二 极管D8-D13、稳压二极管DW1、电容。
8、C11-C13、电阻R20-R24构成。 8.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的投饲机智能数显无级调速控制器，其特 征是：过零检测电路（19）由二极管D1-D4、电阻R7-R11、电容C9和三极管Q2、Q3构成。 9.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的投饲机智能数显无级调速控制器，其特 征是：驱动显示电路（15）由单片机（24）的端口1、2、22、24-28、端口15、16、18、19、三极管 Q4-Q7、电阻R12-R16构成。 10.根据权利要求1所述的具有保护电机功能的投饲机智能数显无级调速控制器，其 权 利 要 求 书CN 104345671 A 2/2页 3 特征是：取样电路。
9、（12）由单片机（24）U2端口与光耦U4、取样电阻R24、二极管D14、稳压管 DW2、电阻R26-R27、电容C16构成。 权 利 要 求 书CN 104345671 A 1/4页 4 具有保护电机功能的投饲机智能数显无级调速控制器 技术领域 0001 本发明涉及控制器，具体涉及一种具有保护电机功能的投饲机智能数显无级调速 控制器。 背景技术 0002 随着水产养殖业的机械化发展，投饲机被广泛地使用，投饲机的工作由控制器来 实现的，至目前还没有一种稳定的无级调速控制器，有的也只是采用机械式定时器来控制 开机时间的长短，调速采用的是时基块与波段开关、阻容元件构成的改变占空比的矩形波， 驱动可。
10、控硅而改变输出电压的有级调速。由于受电子元件性能、参数精度、机械触点接触不 良和使用环境的影响，使机械定时器的故障率极高，电机调速很不稳定，极易堵转，使用效 果极差，不能适应养殖户改变投饲距离的需求。 发明内容 0003 本发明的目的在于：提供一种投饲距离稳定、不用机械定时器、具有保护电机功 能的投饲机智能数显无级调速控制器，采用有AD端口的单片机作为核心控制元件，通过过 零检测，使调速输出信号与电网同步，减少对电网的干扰，通过继电器和光耦进行强弱电隔 离，实现投饲距离无级可调、定时时间的关、1-90分钟和常开的设置、抛撒时间1-5或1-9秒 钟设置、停顿间隙时间1-17秒钟设置，定时时间倒计。
11、时数字显示、抛撒和停顿时间交替倒 计时数字显示的控制形式，输入采用直接调节电位器，通过取样电路检测抛料电机负载电 流的大小，来保护抛料电机。 0004 本发明的技术解决方案是：该控制器包括保险电路、复位开关、自锁电路、变压器、 整流稳压电路、电源指示电路、输入设置电路、继电器J1驱动保护电路、继电器J2驱动保护 电路、抛料指示电路、继电器J1和J2、调速驱动输出电路、取样电路、故障指示电路、输出保 护电路、应急开关、接线端子、驱动显示电路、过零检测电路，其中：保险电路由保险丝座和 插入保险丝座内部型腔的保险丝组成；自锁电路由继电器J1的常开触点和复位开关的复 位触点构成；输入设置电路由单片机的。
12、AD端口与弯脚电位器、电阻、消噪电容构成；调速驱 动输出电路由单片机的端口与光耦、电容、电阻、功率场效应管、二极管构成；取样电路由单 片机的端口与光耦、取样电阻、二极管、稳压管、电阻构成；故障指示电路由单片机的端口与 电阻、发光二极管构成；数码管驱动显示电路由单片机的端口、三极管、电阻构成；过零检 测电路由二极管、电阻、电容、三极管构成。 0005 其中，所述控制器由机箱内安装线路板构成，机箱由上下半箱体通过面板和后板 联接而成，面板和后板插入机箱的卡槽内，后板上安装接线端子，接线端子分别链接启动电 容、下料电机和抛料电机，面板上安装启动复位开关、应急开关、保险丝座、投饲距离调节电 位器、定时。
13、时间调节电位器、抛撒时间调节电位器和停顿时间调节电位器，面板采用半透明 塑料板并印有功能性文字，复位开关、应急开关、单片机、数码管、电阻、电容、二极管、稳压 管、发光二极管、三极管、稳压集成块、继电器、光耦、多个弯脚电位器焊接在线路板上，线路 说 明 书CN 104345671 A 2/4页 5 板通过复位开关、应急开关、弯脚电位器安装在装有保险丝座的面板上，数码管和发光二极 管对着面板的数码管显示区和发光二极管显示区，线路板的输出线焊接到装在后板上接线 端子的对应的焊接端。 0006 工作时，控制器由220V的交流电源经过保险电路、复位开关与继电器构成的自锁 电路、变压器降压、整流后一路经过。
14、零信号检测电路得到过零信号脉冲，一路经稳压电路稳 压后得到电路所需的5V工作电压，单片机按程序指令工作，单片机的4个AD端口与电位 器、电阻、电容构成投饲距离、定时时间、抛撒时间和停顿时间的输入设置电路，读取输入设 置的信息，并进行数据处理，得到控制指令，分别驱动自锁电路、输出同步驱动信号使抛料 电机按不同转速旋转、下料电机间隙工作、数码管显示电路，数码管左两位倒计时显示定时 时间，右两位倒计时交替显示抛撒与停顿时间；电路工作后，抛料电机先高速旋转3秒钟后 转为指定速度，下料电机在15秒钟后开始间隙工作，同时，取样电路检测取样电阻上的电 压，判断抛料电机有无过流超载，定时时间结束下料电机立即关。
15、闭，抛料电机延时10或数 十秒钟后关闭。 0007 本发明具有以下优点：采用具有AD端口的单片机作为控制核心器件，使电路简 单，控制精度高，满足用户需求，实现了采用机械定时器、时基电路和模拟电路无法实现的 控制功能；去除了机械定时器在使用过程中容易损坏的故障现象，减少用户维护费用； 采用旋钮调节设置，使操作简单、容易，解决了采用机械按键容易损坏的问题，也解决了 采用按键进行功能设置时大多数人不会操作的头疼问题；利用过零信号检测和软件程 序，使调速输出驱动波形连续可调、极为稳定，从而使投料距离稳定，输出转矩大，脉动很 小；采用数字显示，使控制的信息直观、明了；通过检测抛料电机的负载电流的大小， 。
16、有效地解决了抛料电机因堵料或卡滞而烧毁的故障，保护了电机；通过故障指示电路的 显示，便于用户发现、排除故障；生产过程工序简单，调试方便，降低了生产成本。 附图说明 0008 图1为本发明的原理图。 0009 图2为图1的实物正视图。 0010 图3为图2后板示意图。 0011 图4为图2俯视剖视图。 0012 图中：1 保险电路，2 复位开关，3 应急开关， 4 自锁电路， 5 整流稳压电路， 6 电源指示电路， 7 输入设置电路， 8故障指示电路，9抛料指示电路， 10 继电器J2驱动保 护电路，11 调速驱动输出电路， 12取样电路，13 输出保护电路， 14 接线端子， 15驱动 显示电。
17、路， 16 继电器J1驱动保护电路， 17 变压器T1，18 数码管， 19过零检测电路，20 弯脚电位器， 21 发光二极管， 22 机箱， 23 线路板，24 单片机， 25、28 启动电容， 26 面板， 27 后板， 29 电源线， 30保险丝座， 31 数码管显示区， 32发光二极管显示区，33 旋钮。 具体实施方式 0013 如图1-4所示，该控制器包括保险电路1、复位开关2、自锁电路4、变压器17T1、整 流稳压电路5、电源指示电路6、输入设置电路7、继电器J1驱动保护电路16、继电器J2驱动 说 明 书CN 104345671 A 3/4页 6 保护电路10、抛料指示电路9、继。
18、电器J1和J2、调速驱动输出电路11、取样电路12、故障指 示电路8、输出保护电路13、应急开关3、接线端子14、驱动显示电路15、过零检测电路19， 其中：保险电路1由保险丝座30和插入保险丝座30内部型腔的保险丝组成；自锁电路4由 继电器J1的常开触点和复位开关2的复位触点构成；输入设置电路7由单片机24U2的AD 端口3、4、5、6与弯脚电位器20W1-W4、电阻R3-R6、消噪电容C5-C8构成，调速驱动输出电路 11由单片机24U2的端口13与光耦U3、电容C11-C14、电阻R20-R24、二极管D8-D13、稳压 二极管DW1、功率场效应管Q9构成；取样电路12由单片机24U2的。
19、端口11与光耦U4、取样 电阻R24、二极管D14、稳压管DW2、电阻R26-R27、电容C16构成；故障指示电路8由单片机 24U2端口21与发光二极管DS3、电阻R28构成，驱动显示电路15由单片机24U2的端口1、 2、22、24-28、端口15、16、18、19、三极管Q4-Q7、电阻R12-R16构成；过零检测电路19由二极 管D1-D4、电阻R7-R11、电容C9、三极管Q2、Q3构成。 0014 其中，所述控制器由机箱22内安装线路板23构成，机箱22由上下半箱体通过面 板26和后板27联接而成，面板26和后板27插入机箱22的卡槽内，后板27上安装接线端 子14，接线端子14分。
20、别链接启动电容25、28、下料电机M2和抛料电机M1，面板26上安装启 动复位开关2、应急开关3、保险丝座30、多个弯脚电位器20，面板26采用半透明塑料板，并 印有功能性文字；复位开关2、应急开关3、单片机24、数码管18、电阻R1-R28、电容C1-C15、 二极管D1-D14、稳压管DW1-DW2、发光二极管21DS1-DS3、三极管Q1-Q8、功率场效应管Q9、稳 压集成块U1、继电器J1-J2、光耦U3-U4、多个弯脚电位器20W1-W4焊接在线路板23上，线路 板23通过复位开关2、应急开关3、多个弯脚电位器20W1-W4安装在装有保险丝座30的面 板26上，数码管18和发光二极管。
21、21分别对着面板26的数码管显示区31和发光二极管显 示区32，多个旋钮33安装在多个弯脚电位器20W1-W4的柄上，线路板23的输出线焊接到装 在后板27上接线端子14的对应的焊接端。 0015 本发明的具有保护电机功能的投饲机智能数显无级调速控制器中，机箱22内安 装电源变压器17。 0016 当电路接入电源，将复位开关2拨向启动位置后，应急开关3置于正常位置，220V 的电源经过变压器17转变成9V的交流电，经过二极管D1-D4的整流、一路通过过零检测电 路19，得到的脉冲信号给单片机24U2的INT0中断口17，使其发生中断，一路经隔离二极管 D5、电容C1和C2的滤波降噪，再经过稳压。
22、块U1和电容C3、C4，得到平稳的5V直流电，对电 路进行供电，使电源指示电路6的发光二极管21DS1通过电阻R1得电点亮，单片机24U2按 程序指令工作，单片机24U2的脚20输出低电平，通过电阻R2到三极管Q1的基极，使处于 开关工作状态的三极管Q1导通，继电器J1线圈得电，常开触点闭合，与复位开关2的复位 触点构成自锁，保持电路持续工作，同时抛料电机M1高速旋转3秒钟，数码管18显示输入 设置电路7初始数字，左两位显示初始定时时间，右两位显示从数字15开始，以每一秒钟 减1的倒计数，单片机24U2的脚23输出高电平，使处于开关工作状态的三极管Q8基极电 压为高电平，而不导通，发光二极管2。
23、1DS2没有电流通过而不发光，右两位显示倒计数为12 时，抛料电机转为由投饲距离指定的速度旋转，当右两位显示倒计数为0时，便立即显示抛 撒时间旋钮读到的数字，并以每一秒钟减1的倒计时显示，同时单片机24U2脚23立即变为 低电平，通过电阻R17使三极管Q8基极电压为低电平而导通，继电器J2线圈得电，常开触 点闭合，使下料电机M2旋转，同时发光二极管DS2通过电阻R18而发光；单片机24U2在进 说 明 书CN 104345671 A 4/4页 7 入工作时，就反复不停的读取输入设置电路7所设置的投饲距离、定时时间、抛撒时间和停 顿时间的数据，通过对数据进行处理，分别得到投饲距离、定时时间、抛撒。
24、时间和停顿时间， 当在起始一分钟内读到的定时时间保持不变时，则作为定时时间的数值，对该的数值进行 保存，在数码管的左两位中显示，并以每一分钟减1的倒计时显示；下料电机M2在打开和关 闭前的瞬间，实时分别读入抛撒时间和停顿时间，在数码管的右两位中显示，并进行以每一 秒减1的倒计时显示，当抛撒时间倒计时等于0时，送入停顿时间，单片机24U2的脚23输 出高电平，关闭下料电机M2，当停顿时间倒计时等于0时，送入抛撒时间，单片机24U2的脚 23输出低电平，打开下料电机M2，如此反复循环，直到定时时间显示等于0时，单片机24U2 的脚23输出高电平，关闭下料电机M2，再延时10或数十秒钟，使单片机24。
25、U2的脚20输出 高电平，继电器J1断电，常开触点打开，抛料电机M1停转，整个控制器断电，开机定时结束。 0017 在工作过程中，单片机24U2时刻读取投饲距离、定时时间、抛撒时间、停顿时间、 过零检测电路19的脉冲信号和监视取样电路是否工作；单片机24U2根据检测到的过零脉 冲信号，与电网同步输出调速信号；如果投饲距离发生改变，将读取处理后的数值作为控制 抛料电机M1的新的控制指令，改变其转速。同时，取样电路12检测取样电阻R25上的电 压，如果流过取样电阻R25的电流超过抛料电机M1的安全工作电流，光耦U4导通，使单片 机24U2的脚11为低电平，经单片机24U2判断确认后，将脚13、23。
26、输出高电平，光耦U3和三 极管Q8不导通，使抛料电机M1、下料电机M2停止工作，且单片机24的脚21由低电平变为 高电平，使发光二极管21DS3发光，显示故障，数码管18四位数字以1Hz的频率进行闪显。 如果定时时间发生改变，将读取处理后的数值与定时保存的数值进行比较，如果不同，则将 该数值作为新的定时时间数值保存，并按该数值开始重新倒计时；如果读到处理后的数值 是关机的指令，在数码管18左两位中的右位显示“0”的符号，同时单片机24U2立即关闭下 料电机M2，数码管右两位显示“10”或数十秒钟开始的减1秒钟的倒计数，为0时整机关闭 电源，即抛料电机M1延时10或数十秒钟后关闭；如果读到处理后。
27、的数值是常开指令，则定 时时间不进行每一分钟减1的处理，数码管左两位显示“C-”的符号，单片机24的脚20一 直输出低电平，此时只有断开电源，或旋至关闭位置，才能关闭；当定时时间、抛撒时间或停 顿时间显示数字为一位时，在相应位置的右位显示，另一位熄灭；当采用外部控制装置来进 行控制时，将复位开关2置于外控位置和定时时间旋钮刻度置于常开位置；当本发明的控 制器因不可预测原因而导致故障时，只要将应急开关3置于应急位置，使抛料电机M1和下 料电机M2工作，进行连续投饵。 说 明 书CN 104345671 A 1/2页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104345671 A 2/2页 9 图3 图4 说 明 书 附 图CN 104345671 A 。