本发明提出的一种电容式叶面湿度转换电路，包括：单稳态触发电路、电容转换电路、电容放电电路、电容滤波电路和单片机AD采集电路；所述单稳态触发电路向电容转换电路输出频率和占空比固定的方波，电容转换电路内设有用于监测叶面湿度变换的湿敏电容；电容转换电路分别与电容放电电路和电容滤波电路连接，电容转换电路通过电容放电电路进行放电，同时通过电容滤波电路转换成平滑的电压；单片机AD采集电路与电容滤波电路连接，通过单片机对湿敏电容的电压进行采集。
1.一种电容式叶面湿度转换电路，其特征在于，包括：单稳态触发电路、电容转换电路、电容放电电路、电容滤波电路和单片机AD采集电路；
所述单稳态触发电路向电容转换电路输出频率和占空比固定的方波，电容转换电路内设有用于监测叶面湿度变换的湿敏电容；电容转换电路分别与电容放电电路和电容滤波电路连接，电容转换电路通过电容放电电路进行放电，同时通过电容滤波电路转换成平滑的电压；单片机AD采集电路与电容滤波电路连接，通过单片机对湿敏电容的电压进行采集。
2.根据权利要求1所述的电容式叶面湿度转换电路，其特征在于，所述单稳态触发电路包括：定时器U2、电阻R3、电阻R4、电容C4、电容C5；
所述定时器U2的一号脚、电容C4的第二端分别接地；定时器U2的二号脚分别与定时器U2的六号脚、电容C5的第一端、电阻R4的第二端连接；电容C5的第二端接地；定时器U2的五号脚与电容C4的第一端连接；定时器U2的四号脚、定时器U2的八号脚、电阻R3的第一端分别与电源连接；定时器U2的七号脚分别与电阻R3的第二端、电阻R4的第一端连接；定时器U2的三号脚与电阻R5的第一端连接，电阻R5的第二端与电容转换电路连接。
3.根据权利要求2所述的电容式叶面湿度转换电路，其特征在于，所述电容转换电路包括湿敏电容O1；湿敏电容的第二端与电阻R5的第二端连接，湿敏电容的第一端接地。
4.根据权利要求3所述的电容式叶面湿度转换电路，其特征在于，所述电容放电电路包括：二极管D1、电阻R6；二极管D1的阳极与电阻R5的第二端连接，二极管D1的阴极与电阻R6的第一端连接，电阻R6的第二端接地。
5.根据权利要求4所述的电容式叶面湿度转换电路，其特征在于，所述电容滤波电路包括电容C6；电容C6的第一端与电阻R6的第一端连接，电容C6的第二端接地。
6.根据权利要求5所述的电容式叶面湿度转换电路，其特征在于，所述单片机AD采集电路包括单片机U1和电阻R1；所述单片机U1的第一脚与电阻R1的第一端连接，电阻R1的第二端接地；单片机U1的第五脚与电源连接，单片机U1的第六脚与电容C6的第一端连接；单片机U1的第十五脚接地，单片机U1的第十六脚与电源连接。
7.根据权利要求1所述的电容式叶面湿度转换电路，其特征在于，所述湿敏电容为印刷电路板，所述印刷电路板上绘制有交叉的导线，所述导线呈植物叶脉状，并形成电容。
8.根据权利要求2所述的电容式叶面湿度转换电路，其特征在于，所述定时器采用TLC555定时器。
一种电容式叶面湿度转换电路
技术领域
[0001] 本发明涉及电子设备技术领域，更具体的说是涉及一种电容式叶面湿度转换电路。
背景技术
[0002] 植物叶面的湿度的大小对叶片的生长是十分重要的，过去人们常常对空气的湿度进行监测，而忽视对叶面湿度的监测。其实，叶面湿度更能够反应叶面真实的生长指标。叶面湿度传感器通过对叶面的湿度进行精准测量，实现对植物叶片的生长环境进行检测，达到预防病虫害的目的。
[0003] 传统式采集叶面湿度的方式是电阻式检测方法，这种方式不仅检测误差大，而且探头易受空气中湿气的腐蚀导致寿命低。
发明内容
[0004] 针对以上问题，本发明的目的在于提供一种电容式叶面湿度转换电路，实现对叶面湿度数据的精准测量。
[0005] 本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种电容式叶面湿度转换电路，包括：单稳态触发电路、电容转换电路、电容放电电路、电容滤波电路和单片机AD采集电路；所述单稳态触发电路向电容转换电路输出频率和占空比固定的方波，电容转换电路内设有用于监测叶面湿度变换的湿敏电容；电容转换电路分别与电容放电电路和电容滤波电路连接，电容转换电路通过电容放电电路进行放电，同时通过电容滤波电路转换成平滑的电压；
单片机AD采集电路与电容滤波电路连接，通过单片机对湿敏电容的电压进行采集。
[0006] 进一步，所述单稳态触发电路包括：定时器U2、电阻R3、电阻R4、电容C4、电容C5；所述定时器U2的一号脚、电容C4的第二端分别接地；定时器U2的二号脚分别与定时器U2的六号脚、电容C5的第一端、电阻R4的第二端连接；电容C5的第二端接地；定时器U2的五号脚与电容C4的第一端连接；定时器U2的四号脚、定时器U2的八号脚、电阻R3的第一端分别与电源连接；定时器U2的七号脚分别与电阻R3的第二端、电阻R4的第一端连接；定时器U2的三号脚与电阻R5的第一端连接，电阻R5的第二端与电容转换电路连接。
[0007] 进一步，所述电容转换电路包括湿敏电容O1；湿敏电容的第二端与电阻R5的第二端连接，湿敏电容的第一端接地。
[0008] 进一步，所述电容放电电路包括：二极管D1、电阻R6；二极管D1的阳极与电阻R5的第二端连接，二极管D1的阴极与电阻R6的第一端连接，电阻R6的第二端接地。
[0009] 进一步，所述电容滤波电路包括电容C6；电容C6的第一端与电阻R6的第一端连接，电容C6的第二端接地。
[0010] 进一步，所述单片机AD采集电路包括单片机U1和电阻R1；所述单片机U1的第一脚与电阻R1的第一端连接，电阻R1的第二端接地；单片机U1的第五脚与电源连接，单片机U1的第六脚与电容C6的第一端连接；单片机U1的第十五脚接地，单片机U1的第十六脚与电源连接。
[0011] 进一步，所述湿敏电容为印刷电路板，所述印刷电路板上绘制有交叉的导线，所述导线呈植物叶脉状，并形成电容。
[0012] 进一步，所述定时器采用TLC555定时器。
[0013] 进一步，所述单片机采用型号为STM32F030F4P6的单片机。
[0014] 对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明提供了一种电容式叶面湿度转换电路，由TLC555组成单稳态触发电路，输出频率和占空比固定的方波。通过将PCB上绘制交叉的导线达到模仿植物叶脉，并形成电容，电容上面水露的存在影响着电容的介电常数，根据公式C＝εS/4πkd，由于PCB模仿的叶脉纹路面积和叶脉间距离也是固定不变的，所以S、d为固定不变，4πk为常数，所以电容大小受介电常数ε影响，且与电容大小成正比关系。通过放电回路对电容进行放电，该步骤实现不断地对电容进行充放电。通过电容滤波转换成平滑的电压。通过单片机对电压进行采集。通过监测电压的变化计算得出叶面湿度的变化，实现对叶面湿度数据的精准测量。
[0015] 所述印刷电路板上绘制有交叉的导线，所述导线呈植物叶脉状，并形成电容。模拟叶片的形状，有利于精准的测量页面的湿度，本发明能够广泛应用于农业生产和农业科研，研究作物的生长发育、病虫害防治。
[0016] 由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0018] 附图1是本发明的结构框图。
[0019] 附图2为单稳态触发电路结构图。
[0020] 附图3为电容转换电路结构图。
[0021] 附图4为电容放电电路结构图。
[0022] 附图5为电容滤波电路结构图。
[0023] 附图6为单片机AD采集电路结构图。
[0024] 附图7为本发明的整体电路结构图。
[0025] 附图8为湿敏电容的电路示意图。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。
[0027] 如图1所示的一种电容式叶面湿度转换电路，包括：单稳态触发电路、电容转换电路、电容放电电路、电容滤波电路和单片机AD采集电路；
[0028] 所述单稳态触发电路向电容转换电路输出频率和占空比固定的方波，电容转换电路内设有用于监测叶面湿度变换的湿敏电容；电容转换电路分别与电容放电电路和电容滤波电路连接，电容转换电路通过电容放电电路进行放电，同时通过电容滤波电路转换成平滑的电压；单片机AD采集电路与电容滤波电路连接，通过单片机对湿敏电容的电压进行采集。
[0029] 如图2所示，所述单稳态触发电路包括：定时器U2、电阻R3、电阻R4、电容C4、电容C5；所述定时器U2的一号脚、电容C4的第二端分别接地；定时器U2的二号脚分别与定时器U2的六号脚、电容C5的第一端、电阻R4的第二端连接；电容C5的第二端接地；定时器U2的五号脚与电容C4的第一端连接；定时器U2的四号脚、定时器U2的八号脚、电阻R3的第一端分别与电源连接；定时器U2的七号脚分别与电阻R3的第二端、电阻R4的第一端连接；定时器U2的三号脚与电阻R5的第一端连接，电阻R5的第二端与电容转换电路连接。其中，定时器U2采用TLC555定时器。其中，电源采用3.3V电源，电阻R3的阻值为330Ω，电阻R4的阻值为2KΩ，电阻R5的阻值为10KΩ，电容C4的容值为100nF,电容C5的容值为1nF。
[0030] 如图3所示，电容转换电路包括湿敏电容O1；湿敏电容的第二端与电阻R5的第二端连接，湿敏电容的第一端接地。如图8所示，所述湿敏电容为印刷电路板，所述印刷电路板上绘制有交叉的导线，所述导线呈植物叶脉状，并形成电容。
[0031] 如图4所示，所述电容放电电路包括：二极管D1、电阻R6；二极管D1的阳极与电阻R5的第二端连接，二极管D1的阴极与电阻R6的第一端连接，电阻R6的第二端接地。其中，电阻R6的阻值为1MΩ。
[0032] 如图5所示，所述电容滤波电路包括电容C6；电容C6的第一端与电阻R6的第一端连接，电容C6的第二端接地。其中，电容C6的容值为1μF。
[0033] 如图6所示，所述单片机AD采集电路包括单片机U1和电阻R1；所述单片机U1的第一脚与电阻R1的第一端连接，电阻R1的第二端接地；单片机U1的第五脚与电源连接，单片机U1的第六脚与电容C6的第一端连接；单片机U1的第十五脚接地，单片机U1的第十六脚与电源连接。其中，单片机U1采用型号为STM32F030F4P6的单片机。其中，电阻R1的阻值为1KΩ。
[0034] 如图7所示，由TLC555组成单稳态触发电路，输出频率和占空比固定的方波。通过将印刷电路板上绘制交叉的导线达到模仿植物叶脉，并形成电容，电容上面水露的存在影响着电容的介电常数，根据公式C＝εS/4πkd，由于印刷电路板模仿的叶脉纹路面积和叶脉间距离也是固定不变的，所以S、d为固定不变，4πk为常数，所以电容大小受介电常数ε影响，且与电容大小成正比关系。通过电容放电电路对电容进行放电，该步骤实现不断地对电容进行充放电。通过电容滤波电路转换成平滑的电压。通过单片机对电压进行采集。
[0035] 结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
