太陽能自動旋轉花盆架

宋嘉庚

花盆的位置如果長期固定，植株總有一面得不到適當的光照，圓形盆栽便因陽光照射不均出現偏冠等不良性狀。

旋轉花盆可在花卉生長期間經常變換花盆的方向，使植株長勢均勻，主干周圍的側枝也會整齊一致，葉子還能均衡地接受陽光。為使花卉保持勻稱的株形，每次轉盆時最好把花盆原地旋轉180°。

我經常看見爺爺奶奶手動旋轉花盆，他們還在花盆上做記號防止遺忘，并每天記錄花盆旋轉的位置。為了減少他們的工作量，我設計了一個創意自動旋轉花盆。

一、現有產品分析

經網絡檢索，現有產品主要有旋轉花盆底座、磁懸浮自動旋轉花盆。旋轉花盆底座需要人力進行旋轉，并記錄旋轉位置。磁懸浮自動旋轉花盆需要外接電源。

二、結構原理

我設計的太陽能自動旋轉花盆架的結構如圖1所示。

在水平面上，用太陽能電池板給電池充電，提供動力電源，帶動步進電機按照設定的角度定時轉動。

在垂直面上，設計為摩天輪式花盆架，可手動旋轉，使植物接受均勻光照。

傳動機構設計由電機小齒輪帶動大齒輪旋轉，再帶動花盆底座旋轉。大齒輪齒數/小齒輪齒數=（大齒輪轉一圈）小齒輪轉的圈數。大齒輪為64齒，小齒輪為16齒，小齒輪轉4圈，大齒輪就轉1圈。

步進電機將電脈沖信號轉變為角位移或線位移，可以通過控制器輸出脈沖個數控制角位移量，從而達到準確定位的目的。步進電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，不受負載的影響。步進電機需要驅動板和可編程循環控制器配套使用。接線如圖2所示。

設置步進電機控制器時，為了節約電能并且保證植物每天自動旋轉180°，設置運行步數1步即可。其設置如下：角度設置為720°（電機旋轉720°，花盆底座旋轉180°），方向設置為1（正轉），速度設置為6（低速），時間設置為24小時，采用循環啟動。同理，通過設置運行步數可以實現不同植物精準旋轉的要求，例如白天每隔2小時轉動30°，夜間不轉動等等。

電源采用太陽能電池板對電池充電。步進電機驅動電壓為8V至27V。充電電池選擇8節5號電池，經過測量，電池工作電壓為10.8V。

三、未來改進

太陽能自動旋轉花盆架雖然可讓植物光照均勻，且環保節能，但步進電機、驅動板、控制器以及傳動機構體積較大，不美觀，不利于市場推廣。

通過咨詢廠家，如訂單量較大，可以將步進電機控制器和驅動板集成，能大幅節約成本。