无线遥控太阳能投饵机研制与应用

　　摘要： 在建立池塘设施化高效健康养殖系统中，结合无线遥控、太阳能发电技术的应用，有效地提高了池塘养殖设施化、自动化水平，使得养鱼生产过程得到更安全、可靠的控制。做到更加方便生产操作，节省人力；更加有利于水产品的精细的饲养，节省饵料。是一种节能、高效、环保、高产的有效生产措施。

　　Abstract： In the construction of the efficient and healthy aquaculture system of the pond， combined with the application of wireless remote control and solar energy generation technology， the level of the facilities and automation of the pond increases effectively， which makes the fishing production process get safer and more reliable control. It conveniences the operation and saves manpower， and it is benefit for breeding the aquatic products and saving the bait， which is a kind of effective production measure with energy saving， high efficiency， environmental protection and high-production.

　　关键词： 无线遥控；太阳能；投饵机；研制；应用

　　Key words： wireless remote control；solar energy；bait casting machine；development；application

　　中图分类号：TK511 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）32-0050-03

　　0 概述

　　随着水产养殖业的不断发展，养殖设施化水平的不断提高，投饵机已经成为养殖生产中必不可少的重要设备之一。为了适应各种不同的水产养殖生产方式，尤其是当前水产养殖向节能、环保、精准、高效的生产方式发展的方向，各类型投饵机不断涌现以满足生产需求。研制适用的投饵设备不但可以节省劳动力成本，还可以做到精准投喂节约饲料，保护水质促进养殖鱼类的健康生长。如何选用投饵设备是实现精准、高效、健康、环保养殖生产目标的十分重要的措施之一。为此，在开展淡水池塘设施化高效健康养殖关键技术试验与生产中，我们研制了无线遥控太阳能投饵机并进行了实际应用，取得了很好的效果。

　　1 工况与功能

　　1.1 工况条件 在淡水池塘设施化高效健康养殖关键技术试验与生产系统中，采用了组合单元渔箱集约化养殖方式。每单元渔箱上口面积为3m×3m的正方形结构，整个设施由12组生产单元组合而成。

　　按照组合式养殖系统结构要求，每组养殖生产单元配备一台悬挂式自动投饵机，投饵机安装在悬臂式吊杆的顶端，其出料口位于养渔箱中央的上方。事先由人工向投饵机料桶添加饲料，工作时按照事先设定的时间间隔进行自动投撒。单组生产设施结构见图1。

　　1.2 功能与设置

　　1.2.1 投饵机结构 投饵机采用悬挂式桶形结构，主要由桶体、桶盖、吊桶挂钩、电动拨料器组成。料桶内径298mm，有效容积大于23L，可加装直径3mm颗粒饲料15kg、直径6mm膨化饲料9.5kg。将投饲机设计为独立结构，投料桶悬吊在吊杆上，吊杆插入操作平台固定支架的套管中即可使用。添加饲料时可将吊杆旋转到渔箱边缘，加满饲料后再将吊杆旋转归位固定非常方便。电动拨料器使用直流12V直流减速电机，我们对电机输出轴转速为30r/min和50r/min两种机型进行了试验。输出轴直接驱动拨料转轮，结构简单动作可靠。

　　1.2.2 太阳能电池组件 采用010-12型太阳能电池组件，为多晶硅太阳光电池，光电转换效率较高，工作性能稳定。外形尺寸为350mm×290mm×18mm。额定最大功率10W，在Pmax时电流、电压分别为0.57A、17.6V，短路电流0.62A，开路电压22.2V。太阳能光电池组建通过支架安装在镀锌铁管上，再用卡扣将铁管与操作平台的栏杆固定在一起。

　　1.2.3 电器控制箱 在电器控制箱内安装的电器有：一是太阳能电源控制系统，贮存太阳能电池发送的电能供给投料机、照明灯和箱内电器。主要由LS0512R型太阳能电源控制器、铅酸胶体蓄电池组成；二是自动投料时间控制系统，由若干时间控制继电器与自锁继电器组成；三是无线接收控制器，采用TAD-T70型无线遥控开关，主要实现无线遥控投饵机的开启与关闭，照明灯的开启与关闭；控制箱备有手动按钮开关，需要时可以对任意单元进行单独手动启闭。控制箱安装在栏杆上与太阳能电池支撑镀锌管相固定。

　　2 太阳能光伏发电系统设计

　　2.1 最佳太阳辐射 首先确定太阳电池板的方位角。最佳方式是跟踪太阳，使太阳电池板表面始终与太阳光垂直。对于固定安装的太阳电池板在位于北半球的我国，方位角一般按零度设置。但是在±20°之内，输出功率不会降低很多。对于开展水产养殖主要在5月下旬至10月上旬期间使用，因此可以设置在零度或稍许偏东方向。

　　接下来确定太阳电池板的安装倾角。入射阳光应垂直照射，因此太阳电池板应倾斜安装。为了使太阳电池板更好地接受太阳辐射，应将电池板平面与入射阳光垂直，可通过太阳板安装倾角来实现。但是，在同一地点或一年之内的不同季节倾角均有较大的变化，因此对于非跟踪电池板来说应进行优化，选用最佳倾角。天津静海县纬度为38.93°，按照资料推荐值，太阳电池板的倾角应为纬度倾角再加5°～10°。

　　太阳总辐射量换算。由于太阳能电池板选择了安装角，电池板的受光面已经不再是水平面。由此产生的偏差必须选择最佳辐射系数Kop进行修正，根据资料天津地区的Kop选取值为1.0692左右。

　　2.2 应用实例 依据上述设计原则，我们制作了无线遥控太阳能投饵机，并进行了具体的试验应用。

　　①根据整个系统的用电总负荷，结合具体生产试验季节状况，经计算分析我们选择额定最大功率10W的010-12型太阳能电池组件，为整个系统供电。太阳能电池组件在Pmax时电流、电压分别为0.57A、17.6V。

　　②根据系统用电电流的负荷量，选用LS0512R型太阳能电源控制器，额定电压12V，额定充放电电流5A。控制器具有充电状态指示、蓄电池状态指示、负载状态指示、负载工作模式的设置以及过载、短路、蓄电池极性接反、温度传感器与高压涌浪保护功能。

　　③根据投饵系统电器放电负荷情况，选用7Ah太阳能专用胶体铅酸蓄电池。

　　④按照图2所示的接线顺序，依次连接无误后系统就可以正常工作。

　　3 电气控制箱设计

　　3.1 功能设定

　　3.1.1 定时定量 按照养殖鱼类饲养投喂要求，在一天内要投喂数次，每次投喂一定的时间，在投喂期间要求间断下料，以求最佳的投料效果。实现间断供料功能采用数字式双延时继电器，每次投料时长采用普通时间继电器控制。操作人员按照投料方案，设定双延时继电器的下料与停止时间；设定每次投料的总时间。

　　3.1.2 照明电路 照明电路由LED节能灯、单延时继电器与自锁继电器组成，路灯延时的时长按操作人员需要设定，路灯开启后到时自动关闭，以便节约蓄电池电能。

　　3.1.3 无线遥控 选用4路非锁存TAD-T70型无线遥控开关，采用数码遥控的方式，通过继电器的常开/常闭触点控制电路中的通断来控制四个独立的电路。无线遥控采用编码的方式，避免相互之间的干扰，能够非常容易地对设备动作进行控制。工作电压：DC12V，工作频率：315MHz，遥控距离：空地无干扰300米，触点参数为，控制220V负载功率参数：每路阻性负载1000W，感性负载400W，控制12V负载功率参数：每路阻性负载80W，感性负载40W。可利用2路开关控制投饵操作，利用另2路开关控制照明电路，此款遥控器适用于本系统的电器控制。