太阳能自动旋转花盆架

宋嘉庚

花盆的位置如果长期固定，植株总有一面得不到适当的光照，圆形盆栽便因阳光照射不均出现偏冠等不良性状。

旋转花盆可在花卉生长期间经常变换花盆的方向，使植株长势均匀，主干周围的侧枝也会整齐一致，叶子还能均衡地接受阳光。为使花卉保持匀称的株形，每次转盆时最好把花盆原地旋转180°。

我经常看见爷爷奶奶手动旋转花盆，他们还在花盆上做记号防止遗忘，并每天记录花盆旋转的位置。为了减少他们的工作量，我设计了一个创意自动旋转花盆。

一、现有产品分析

经网络检索，现有产品主要有旋转花盆底座、磁悬浮自动旋转花盆。旋转花盆底座需要人力进行旋转，并记录旋转位置。磁悬浮自动旋转花盆需要外接电源。

二、结构原理

我设计的太阳能自动旋转花盆架的结构如图1所示。

在水平面上，用太阳能电池板给电池充电，提供动力电源，带动步进电机按照设定的角度定时转动。

在垂直面上，设计为摩天轮式花盆架，可手动旋转，使植物接受均匀光照。

传动机构设计由电机小齿轮带动大齿轮旋转，再带动花盆底座旋转。大齿轮齿数/小齿轮齿数=（大齿轮转一圈）小齿轮转的圈数。大齿轮为64齿，小齿轮为16齿，小齿轮转4圈，大齿轮就转1圈。

步进电机将电脉冲信号转变为角位移或线位移，可以通过控制器输出脉冲个数控制角位移量，從而达到准确定位的目的。步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，不受负载的影响。步进电机需要驱动板和可编程循环控制器配套使用。接线如图2所示。

设置步进电机控制器时，为了节约电能并且保证植物每天自动旋转180°，设置运行步数1步即可。其设置如下：角度设置为720°（电机旋转720°，花盆底座旋转180°），方向设置为1（正转），速度设置为6（低速），时间设置为24小时，采用循环启动。同理，通过设置运行步数可以实现不同植物精准旋转的要求，例如白天每隔2小时转动30°，夜间不转动等等。

电源采用太阳能电池板对电池充电。步进电机驱动电压为8V至27V。充电电池选择8节5号电池，经过测量，电池工作电压为10.8V。

三、未来改进

太阳能自动旋转花盆架虽然可让植物光照均匀，且环保节能，但步进电机、驱动板、控制器以及传动机构体积较大，不美观，不利于市场推广。

通过咨询厂家，如订单量较大，可以将步进电机控制器和驱动板集成，能大幅节约成本。