基于AT89S52單片機控制的增氧機組運行監控器設計

【摘要】本文介紹了利用AT89S52單片機設計的魚塘增氧機組運行監控器，能實時監控增氧機組的運行電流，當增氧機發生故障時，智能判斷運行電流異常并作出報警，解決增氧機組出現故障不能及時處理的問題。

【關鍵詞】AT89S52;ADC0832;運行電流;監控報警

1.引言

現在魚塘養殖魚都要使用增氧機對水體進行增氧，當增氧機或其供電線路出現故障時，如果不及時處理，魚就會出現缺氧大批死亡，造成巨大的經濟損失，特別是夜間也要不斷巡查增氧機的工作情況，影響養殖人員的夜間休息。為了解決這一問題，本文使用了單片機監控增氧機組的運行電流，智能化判斷其是否出現運行故障，給養殖戶發出警報信號，提醒養殖戶及時處理故障。

2.系統設計思路

當增氧機組開機后養殖員巡視機組工作情況，開機一分鐘后，工作電流穩定，監控器自動記錄初始電流和顯示機組的當前運行電流，運行中如有增氧機出現過載、空轉、供電線路斷開時，機組運行電流就會出現一定的變動，當電流增加或減少的誤差超過一定值時，監控器驅動報警聲電路發出警報。

3.系統硬件設計

電路方框圖如圖1所示。

圖1 電路方框圖

3.1 電流檢測電路

電流檢測電路由精密交流電流互感器和精密整流電路組成，通過互感器檢測增氧機組電源線路中運行電流，互感器二次側的電流由精密整流電路轉換成電壓信號。

（1）精密交流電流互感器

常用增氧機的功率為2KW，每相工作電流約為3.6A，以監控5臺機為一組，圖二中的LH1選用了30A/15mA的JCT3015C型微型精密交流電流互感器，變流比為2000：1，其采用具有體積小、精度高、一致性好的優點。

（2）精密整流電路

該精密整流電路是全波整流電路，這種電路可對1mV左右的小信號進行檢測，其誤差小于0.05%。電流互感器LH1的二次側在電阻R7上形成交流電壓，此電壓經全波整流和電容C1和C2濾波成直流電壓送給A/D轉換電路。

3.2 A/D轉換電路

A/D轉換電路選用了ADC0832，該集成是美國國家半導體公司生產的一種8位分辨率、雙通道A/D轉換芯片。經電流檢測電路轉換后輸出的兩路電壓信號Ui1和Ui2從IC2的第2輸入進行A/D轉換，輸出數據送給單片機P3接口進行處理。如圖2所示。

圖4 顯示電路原理圖

3.3 單片機主控電路和電源電路

單片機主控電路采用了AT89S52作為MCU，該芯片編程較簡單，具有ISP功能，能在控制電路板上直接編程，方便現場修改程序。P3口讀取電流數據，P1口輸出數據到液晶顯示器顯示，P2.3連接報警電路。電源電路直接采用了5V/1A的開頭電源進行供電，LED1是電源指示燈。如圖3所示。

3.4 顯示電路

顯示電路采用了LCD12864液晶顯示器，能顯示增氧機組開機后的初始運行電流、實時運行電流和誤差值。如圖4所示。

3.5 報警電路

當實時運行流超出與初始運行電流誤差范圍時，P2.7輸出高電平，三極管VT1驅動蜂鳴器B1發出報警聲。當供電線路停電時，三極管VT2驅動蜂鳴器B2發出停電報警聲，電池組應選用4節1.5V的堿性電池，以防電池漏液容易損壞。如圖5所示。

圖5 報警電路原理圖

4.系統軟件設計

系統的程序設計采用C語言，程序流程圖見圖6。增氧機組的運行電流測量每1秒鐘進行一次，與開機后一分鐘所測得的初始電流比較，如電流變變化誤差超過一臺增氧機正常運行電流的50%時，將發出報警。由于電流互感器二次側電流在精密整流電路中轉換成為電壓，單片機測量的是電壓值，所以在編程時電流測量的子程序應采用公式對電流和電壓對應作轉換，生成實時電流值正確顯示在顯示屏上。

圖6 程序流程圖

5.結束語

本電路采用AT89S52單片機和ADC0832芯片監控增氧機組運行電流，硬件結構簡單，有ISP功能便于修改誤差報警電流值，方便現場調試，整機性能穩定，只需將報警器通電開機，便于養殖戶簡單操作，將智能電子技術應用到農業生產中去，為農戶減輕了勞動和思想負擔，所以值得推廣。

參考文獻

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作者簡介：黃穎松（1974—），男，廣東中山人，電子專業實驗師，現供職于廣東省中山市中等專業學校。