基于单片机的智能型多波段LED诱杀虫系统设计
本文设计一种智能型多波段太阳能LED诱杀虫系统，该系统采用太阳能电池作为电源、高压电网作为杀虫手段，通过单片机对系统进行定时、频闪、温度及湿度检测和高压调节等智能控制，达到诱杀害虫的目的。该系统具有能源自给、节能环保、使用寿命长等特点，适合在农林行业的害虫防治。
LED发光二极管具有节能、光效高、体积小、高频率闪烁不易损坏等特点，适合作为诱杀昆虫的光源。不同种类昆虫的趋光性也不同，与人类的可见光区相比，昆虫的可见光区更偏向于短波段，只有少数蝶类对红色灯光敏感。因此文中选用白色、紫色、蓝色和绿色4种颜色的LED等作为本系统的LED光源。每组LED光源由20个不同颜色的灯组成，共两组，每s两组灯轮流闪烁，加强了对害虫的吸引能力。LED灯采用大功率驱动芯片ULN2003驱动，并按照一定时间间隔，实现“4色频闪”。
太阳能供电系统由10W太阳能板、12V7AH免维护铅酸蓄电池、太阳能10A控制器组成。其中太阳能电池采用单晶硅材料，由钢化玻璃以及防水树脂进行封装，效率最高可达24%，太阳能控制器控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。从蓄电池输出12V直流电压，利用LM317可调稳压芯片及外围电路，将12V电压调至5V，供给单片机控制系统。
系统由单片机实现智能控制，单片机选择STC公司的STC12C5A60S2作为主控芯片，配以DS1302时钟芯片使得计时更加可靠准确。下载模块由MAX232构成，利用RS232接口，通过TXD、RXD端口及信号接地3个点与计算机相连，将控制程序下载到单片机中从而实现控制功能。温湿度控制选用DHT11数字温湿度传感器，将温度湿度集合在一个芯片上进行采集，且无需数模转换和滤波模块，使得系统更加简洁、快速且稳定性更高。再利用光敏电阻，通过对光照强度、温度、湿度3个信息的采集与分析，确定系统启动与关闭条件。通过7个硅NPN达林顿管组成的ULN2003驱动器对5种波段范围的LED诱虫灯板和继电器实现驱动。实时温湿度和时间信息通过12864LCD液晶屏显示出来。
利用
单片机通过ULN2003对继电器进行控制和驱动，经过由NE555芯片组成的占空比为50%的多谐振荡电路，将5V的直流信号逆变为方波信号，经变压器升压，达到700V的高压，通过对一个1μF的电容不断地充放电，当害虫扑到电网上时，将会接通回路，使电路中电容中放电，达到捕杀害虫的效果。具体高压实现电路如图2所示。
由于所需占空比为50%，由此便可得出各电阻阻值。其中变压器原、副线圈匝数比为12：1000，频率为30kHz。但实验中发现，NE555芯片输出的虽然为方波信号，但输出波形只有正半周没有负半周，这样直接使得变压器输出电压比理想值低50%。于是在NE555芯片输出OUT引脚后加上10μF的独石电容，使得当输入为高电平时，给该电容充电，当输入为低电平时，该电容放电，且与之前电压方向相反，从而构成一个全波信号送入变压器。
整个实验装置接通电源，可观察到LCD液晶显示屏上有实时显示温湿度信息以及当前的时间，如图4所示。光敏电阻测出为天黑时，20个LZD灯交替闪亮，此时用电压表测量电网两端电压，可得到示数约为350V，因为NE555输出的为方波信号，则实际电压值约为700V。当光敏电阻测出为白天时，20个LED灯全部熄灭，再用电压表测量电网两端电压，电压值仍约为350V，没有发生变化。
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