基本信息
- 项目名称：
- 基于物理农业的数控高压静电电源设计与制作
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 植物种子充高压静电在物理农业中已得到广泛应用。给植物种子充高压静电，能够提高种子的发芽率和产量。通过查阅文献，设计并制作了一种通过单片机编程，控制可控硅触发电路，同时可产生方波，控制高压产生电路。经试验，此高压静电电源能够满足不同种子充高压静电的需求。
- 详细介绍：
- 该装置用单片机作为控制系统，通过软件编程实现了直流电源在0-110V增/减调节，同时能够产生脉冲宽度为64us，精确达到0.4us高压信号，,高压静电可达0-45KV的；应用光电耦合器件，能够实现了“冷地”与“热地”隔离；高压输出电压与可变直流电源电压成10：1关系，降低了高压变压器制作材料成本，同时也实现智能化控制。其具有可靠性高、操作方便、精度高、直观等特点。完全代替了目前利用手动调节电位器来改变高压输出的静电电源，实现了智能化控制，与比市场同类产品比较便宜近千元。经试验证明，在20kv和25kv各时间条件下处理小麦种子，其在萌发期的各项生理指标表现出极其显著的效果，同时利用该装制处理其他植物种子，均获得了同样的效果的。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明的目的：在现在的农业生产技术中，为了提高农作物产量，声、光、电、磁等物理肥料已经广泛得到应用，植物种子充高压静电是其中的一种。但目前大部分高压静电电源，通过机械调接改变可控硅的触发角，不论是电源电压的调节精确度还是电压的输出灵敏度都比较低，而本设计利用数控原理，通过单片机编程来控制直流电源输出，使输出直流电压在0V-200V范围内随意增减变化，高压输出能够达到45KV。 基本思路：系统由TA89C-52单片机及键盘、辅助电源模块、零点检测模块、显示模块、方波发生器模块、可控硅控制模块、高压产生等模块组成。由于高压电路产生的静电可能干扰TA89C-52单片机，所以单片机采用独立5V专用冷地辅助电源；高压产生电路的驱动电路采用12V热地辅助电源；在15625Hz方波发生器模块与高压产生模块之间设计了光电耦合器电路，实现了“冷地”与“热地”隔离；根据电磁辐射干扰原理，利用一个密闭的金属盒屏蔽整个TA89C-52单片机系统，进一步确保TA89C-52单片机工作稳定。 创新点：利用单片机编程，达到了数控目的，同时提高了高压静电电压的输出精度；“冷地”与“热地”完全隔离，提高了使用的安全性和可靠性。 技术关键：控制程序编写；0-110V直流输出电压和零点检测电路设计；高压静电屏蔽技术应用。 主要技术指标：①导通角控制精度可达到π/22727，直流控制电压精度可达0.0375V；②高压电源工作范围AC170V—AC260V；③静电电源范围DC:0V—45KV。
科学性、先进性
- 科学性：①用单片机作为控制系统，通过软件编程实现了直流电源在0-110V增/减调节，并且能够产生高压信号，脉冲宽度可精确到0.4us,高压静电达0-45KV的；②应用光电耦合器件，能够实现了“冷地”与“热地”隔离； 先进性：①与传统的电路相比,具有可靠性高、操作方便、精度高、直观等特点。②经试验证明，在20kv和25kv各时间条件下处理小麦种子，其在萌发期的各项生理指标表现出极其显著的效果
获奖情况及鉴定结果
- 获得学校第十一届挑战杯一等奖
作品所处阶段
- 作品处在中试阶段
技术转让方式
- 含有知识产权和专有技术转让的设备买卖
作品可展示的形式
- 实物和演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：用户安装时，可将高压电源箱体后高压输出端与负载的高压输入端相连，面板前端高压接地和负载地相连；使用时，本装置电源接200V交流电，首先开启“电源开关”，然后开启“高压开关”。此时，系统处于初始状态，高压输出为零。按“升压”按钮可使输出电压升高，按“降压”按钮可使高压降低，高压显示器显示当前高压值，用户依显示调节输出电压，达到用户需要的电压值。“复位”开关可使系统复位，回到初始状态，高压输出为零。关机时，应先关闭“高压开关”，后关闭“电源开关”。 适用范围：该高压静电电源装置适用于现代物理农业肥料技术中，作为对种子施加高压静电场的电源，可提高植物种子的发芽率。同时可以在医疗卫生单位、教学科研单位做高压电源使用。 技术特点和优势：利用单片机作为控制系统，通过软件编程实现精确控制；与传统的电路相比较,具有高精度和高可靠性等特点；高压输出电压与可变直流电源电压成10：1关系，降低了高压变压器制作材料成本；安装方便，实现智能化控制，与比市场同类产品比较便宜近千元。
同类课题研究水平概述
- 该装置与传统的电路相比,具有可靠性高、操作方便、精度高、直观等特点。完全代替了目前利用手动调节电位器来改变高压输出的静电电源，实现了智能化控制，与比市场同类产品比较便宜近千元。经试验证明，在20kv和25kv各时间条件下处理小麦种子，其在萌发期的各项生理指标表现出极其显著的效果，同时利用该装制处理其他植物种子，均获得了同样的效果的
