我国水资源严重不足，是世界上13个淡水资源最贫乏的国家之一。人均占有淡水资源仅为世界人均占有量的四分之一。水资源的匮乏给我国工农业发展带来了极大的障碍和困难。农业生产中由于采用传统的漫灌不仅造成费水，还引起土地盐碱化。根据有关资料显示，我国每生产一公斤粮食需用水70至数百公斤，而同为缺水的地区某些国家每生产一公斤粮食耗水仅5～7公斤。特别是在我国中西部地区，由于采用沟渠输（送）水，跑水、渗水、漏水，灌溉水在送到田间之前就已损失一半，而田间灌溉一直采用几千年遗留下来的大水漫灌，串灌等老办法，使得剩下的一半中又有很大一部分白白地浪费掉了。本文介绍的太阳能微电脑自动灌溉系统，采用喷灌和微灌系统封闭式输水和配水灌溉，能有效地减少田间灌水过程中的渗漏和蒸发损失，使水、肥的利用率可达80%～90%，使用水减少30%～50%以上，节肥30%～50%。
本装置可用于日光温室及、塑料大棚和城市绿化自动浇水，可控制滴灌、喷灌、渗灌、施肥，也可用于露地农作物的自动灌水、施肥和温室养殖业。本装置电源由太阳能电池、蓄电池、微电脑控制器和自控阀组成，太阳能电池对蓄电池充电后给整个装置供电，不需任何外接电源，不受电力限制。本装置设计的电动和电磁水阀区别于普通阀门之处就在于它仅在工作的瞬间耗电，电动阀的关闭或开启时间为3～5秒，工作电流小于100mA。电磁阀门的关闭或开启时间为0.1s，工作电流小于0.8A，平时功耗极低，工作电流小于10μA；而普通电磁阀关闭或开启时绐终耗电且功耗很大。另外本装置单片微处理机的控制部分也采用了低功耗芯片，所以本装置遇长达30天阴天气均可连续正常工作。在有电地区采用本装置可节约安装电力线及配电装置的开支。本装置可预先设定自动滴灌、喷灌、渗灌、自动施肥的时间程序，可按天循环也可按周循环。太阳能微电脑自动灌溉系统可通过两种方式实现自动灌水：在水质较差的地方可用电动方式控制，水质较好可用电磁方式控制。
本文主要介绍太阳能电池充电使用单片机控制电动阀实现自动灌水控制。图1是本装置的工作原理图，电源由太阳能电池GB1对蓄电池GB2充电后给整个装置供电。IC1是低功耗单片微处理机，型号为4EC8700。内含中央处理器，算术逻辑单元，输入 输出口6个，只读存储器8KB、读写存储器256B，锁存器和电压鉴别器。单片微处理机处理与时间有关的数据，它可根据预先设定的程序输出高、低电平控制驱动电路，使直流电动水阀打开或关闭，自动灌水可用一路同时控制灌水、施肥及施放农药；也可由二路分别控制，达到自动灌溉的目的。水源可用自来水或水塔供水，也可在温室内安装高位蓄水槽，水阀装在高位蓄水槽的底部，利用落差灌水。当到达设定时间时单片机IC1给出信号，IC2为专用电动阀驱动单片微处理机电路，此电路实现了电动阀正反转的无限位触点控制，提高了电动水阀的可靠性和使用寿命。减速可逆电机通过齿轮与阀门联接。驱动电路控制可逆电机正反转实现阀门的开启或关闭。S1～S4为直流电动机的驱动功率开关，当到达开启时间时，IC1的A端输出高电平，经单片微处理机IC2给出正转信号加到功率开关S1及S4的控制端使其导通，电机正转，带动阀门打开，到位后电机堵转过载，此过流信号在R2上产生压降使内部触发器翻转，S1、S4的控制端变为低电平使其断开，切断直流电机的电源，电机停止。当到达关断时间时，IC1的A端输出低电平，经单片微处理机IC2给出反转信号，S2、S3导通，电机M1带动阀门反转，到位后电机堵转过载，此过流信号在R2上产生压降使内部触发器翻转，S2、S3关断直流电机的电源，电机停止。此电路可控制水阀、气阀。使阀门打开、关闭。SB1-5为本装置的操作按键，有关灌水、施肥的时间均可根据作物的生长条件任意设定，设定好后整个装置按周或天自动循环。所设定的数据在液晶显示器LCD显示出来。LCD显示器显示的除当前时间（时、分、秒、星期）外，所设定的数据均可依次在显示器上显示。本装置太阳能电池尺寸：140mm×115mm，微电脑制控器尺寸：95mm×55mm×36mm，控制电动阀的单片微处理机装在低功耗电动阀内，有1/2英寸、2/3英寸和1英寸3种。
本装置的外部连接见图2，使用时先按图2连接，再选择开关控制形式，在正常走时状态下，按开关选择键，选择开关控制形式。当显示“○”符号表示接通。当显示“△”表示按设定时间进行自动控制。当显示“●”表示开关断开。看显示：首先按转换键，显示正常时间和设定的定时开关时间，连续按此键依次显示6次开6次关时间。时间调校：正常走时状态下，按住走时调整键，分别同时按星期键，调校星期。按时键调校小时，按分键调校分，按秒键调校秒。定时调校：按转换键一次显示定时状态，按星期键调校周控形式，出现MO、TU、WE、TH、FR、SA、SU七天全显示，表示按每天定时控制，即所定时间按24小时（每天）循环工作。出现MO、TH、WE、TH、FR显示，表示一个星期内只有星期一至星期五，五天作定时控制，星期六和星期天不作控制。出现SA、SU显示表示一星期内只有星期六和星期天作定时控制，其它五天不作定时控制。按时键调校时，按分键调校分，按秒键调校秒，调校完第一次定时1ON后再按转换键依以上同样方法调校1OFF、2ON至6OFF的定时时间。调校完毕后按住转换键约3秒显示恢复正常走时。输出状态分别为“○△●”三个符号代表开、自动、关闭。当需要开关执行某一状态时，按开关选择键调出对应符号即可，不必循环转换。6次开关时间只用其中几次时，其余按复位键复位。例如：当只用1ON、1OFF、2ON、2OFF两组定时，其它3ON至6OFF几组定时则需要按复位键将它冻结起来（在定时状态下操作）。为了防止控制混乱，在设定时一定要按时间顺序设定。控制器有两个复用按键，转换/走时调整：作用在正常走时状态作时间调校和功能转换用。复位/开关选择：作用在定时调校状态下作复位用，在正常走时状态下作开关选择用。
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（陈九如）