一種植物照明的光譜組合控制系統技術方案

本發明專利技術公開了一種植物照明的光譜組合控制系統，屬于農作物生長應用技術領域。包括LED燈、調光控制器、散熱器以及PCB板；所述LED燈、所述調光控制器、所述散熱器均放置在所述PCB板上面；所述調光控制器用于調節LED燈的光譜比例，所述散熱器用于散發LED燈照射時產生的熱量；所述調光控制器包括驅動電源、12V直流穩壓信號源、滑動變阻器以及電阻；所述12V直流穩壓信號源經過所述電阻分壓后，實現滑動變阻器兩端電壓從0V?6V連續可調，進而實現所述驅動電源輸出電流0mA?360mA連續可調；所述驅動電源的輸出能夠實現不同LED燈光源的光質比R/B的連續可調，進而實現不同的光譜組合。本發明專利技術針對植物生長過程，通過光源的控制精確實現控制株高和植物的營養成分的作用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于農作物生長應用
，具體涉及一種植物照明的光譜組合方法。
技術介紹
我國是一個農業大國，農業在我國有著重要的地位。在我國，農業的現狀在極大程度上依然按傳統方式，高成本，低效率，投入較高，產值較低，這些特征使得農業成為國民經濟中亟待發展的一環。利用科學的植物補光方法提高農產品的產量是解決農業現狀的一個有效途徑。光合作用是植物生長，合成有機物的關鍵環節，如果能有效的提高植物對于光的利用率，有效的增加有機物的合成，則會對改善我國農業發展現狀大有裨益。植物補光除了使用有特殊光譜能量分布的專用熒光燈以外，近年來新崛起的LED由于具有諸多優點，如節能性、光譜可調性、良好的點光源性、冷光性以及良好的防潮性等，都使其作為農業用燈而被看好。光是植物生長中最重要的環境因子之一，它不僅為植物光合作用提供輻射能，還為植物提供信號轉導，調節其發育過程。植物補光燈是用燈光代替太陽光給植物生長發育環境的一種特殊的燈具。LED可以作為植物光環境調控的光源之一，并在節能和促進植物生長方面都具有明顯的優勢。黃花菜，為百合科萱草屬草本宿根植物，是一種營養價值高、具有多種保健功能的花卉珍品蔬菜。因其花瓣肥厚，色澤金黃，香味濃郁，食之清香、鮮嫩，爽滑同木耳、草菇，營養價值高，被視作“席上珍品”。黃花菜是我國著名的特產干菜，集食用、藥用和觀賞于一身。我國醫學認為黃花菜性味甘、涼，具有很好的利水涼血、安神明目、健腦、抗衰老功能，并能并能顯著降低血清膽固醇含量。所以對體弱的腦力勞動者及高血壓患者有好的保健作用。它的滋補作用好，正處在生長發育階段的青少年及孕婦、產婦、病患者常食用，對健身益智十分有益，其花、莖、葉和根均可入藥。由于LED燈具有以上優點，使其可以對植物近距離照射和對空間的不同位置進行不同波長的逐點照射，進而實現使用耗能較少的光源從而達優于傳統燈具及照射方式的補光效果。這樣不僅可以實現對密集種植作物的低矮位置和對分層種植作物的按需補光，還可以實現對同一種作物的不同部位的不同種類光的補光。
技術實現思路
本專利技術為了解決現有技術的問題，提出一種在節能和促進植物生長方面都具有明顯優勢的植物照明的光譜組合控制系統。實現本專利技術的技術方案如下：一種植物照明的光譜組合控制系統，包括LED燈、調光控制器、散熱器以及PCB板；所述LED燈、所述調光控制器、所述散熱器均放置在所述PCB板上面；所述調光控制器用于調節LED燈的光譜比例，所述散熱器用于散發LED燈照射時產生的熱量；所述調光控制器包括驅動電源、12V直流穩壓信號源、滑動變阻器以及電阻；所述12V直流穩壓信號源經過所述電阻分壓后，通過調節滑動變阻器實現滑動變阻器兩端電壓從0V-6V連續可調，進而實現所述驅動電源輸出電流0mA-360mA連續可調；所述驅動電源的輸出能夠實現不同LED燈光源的光質比R/B的連續調節，進而實現不同的光譜組合。進一步優選，所述LED燈選取光面為圓形、直徑為6mm的大功率LED。進一步優選，所述LED燈包括紅光LED、藍光LED以及紫外光LED，并且所述紅光LED、藍光LED以及紫外光LED的組合光譜比例為7.5:2:0.5。進一步優選，所述LED燈的排列方式為三角形的陣列。進一步優選，所述PCB板為長條狀，LED燈位于長條的邊緣，所述LED距離植物的距離為50cm。進一步優選，所述散熱器為鰭片型散熱器，鰭片長度為10mm，邊緣鰭片長度為15mm，鰭片間距為10mm。進一步優選，所述PCB板上還設有定時器，用于自動計時照射時間。進一步優選，所述控制系統應用在室內培育的植物。本專利技術的有益效果：1、針對植物生長過程，通過光源的控制精確實現控制株高和植物的營養成分的作用。2、帶調光功能的調光控制器能夠精確控制不同LED燈的光譜比例，達到植物照射所需的光譜最佳比例。3、散熱板能夠及時將LED照射過程產生多余的熱量散發出去，避免對植物的影響。4、通過驅動電源、滑動變阻器以及直流電源的配合可以精確控制不同LED的最佳工作狀態，達到最好的使用效果。附圖說明圖1是本專利技術實施例的植物紅光/藍光光譜吸收示意圖；圖2是為LED植物照明光譜組合控制系統圖；圖3是帶調光功能的調光控制器電路圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術做進一步說明。如圖2所示，為本專利技術提出的植物照明的光譜組合控制系統，系統采用模塊化設計理念，利用單色大功率LED燈的峰值波長，配合帶調光功能的調光控制器，以及散熱器、PCB板等實現。LED燈的排列方式為三角形的陣列組合以實現LED植物生長補光照明系統光照度、R/B配比以及光周期的精確調控，有利于光源的均勻的照射。根據植物對光需求的原理，如圖1所示，結合LED光源本身的特性，本專利技術選取植物光能利用率最高的650nm的紅光與450nm的藍光，使用LED燈作為植物生長補光照明的器件。另外考慮到紫外線中UV-A中，短波區有些是有害的，但長波區的光往往有利于生長發育，紫光對于植物的殺菌提供幫助。使果實或葉片著色的主波長是UV-A，UV-A會促進花青素等黃酮類物質的合成積累。所以本專利技術采用350nm的紫外線作為照明光源之一。所述照明設備為LED燈，選取光面為圓形、直徑為6mm的LED燈作為光源。所述紅光LED燈、藍光LED燈以及紫外光LED燈的組合光譜比例為7.5:2:0.5，這樣的設置便于植物的充分吸收光譜進行光合作用，有助于植物的發育生長。根據所購買的紅藍LED器件，繪制成PCB板，對應植物生長箱的尺寸與植物擺放的位置，以及便于安裝維護，模塊采用了長條狀PCB板，邊緣單條可焊接13個LED燈。所述LED器件發出的熱量通過LED封裝體傳到遞到PCB板上面，PCB板與散熱器直接相連，熱量通過散熱器傳遞到空氣中進行散熱。本專利技術具體分析了LED的熱傳遞方式和途徑，選擇鰭片型散熱器，針對本專利技術實施例中的黃花菜，設計鰭片長度為10mm，邊緣鰭片長度為15mm，鰭片間距為10mm。如圖3所示，所述調光控制器帶有調光功能的驅動電源(輸出0-10V模擬信號)以實現植物生長光環境的可調。調光控制器主要由該驅動電源、12V直流穩壓信號源以及自行焊接的阻值為1K歐姆滑動變阻器和阻值為1K歐姆的電阻實現。因為驅動電源輸出電流為600mA，而單色LED的工作電流為350mA，所以利用1K歐姆的電阻來進行分壓，從而實現1K歐姆滑動變阻器兩端電壓從0V-6V連續可調，由此可算出驅動電源輸出電流實現0mA-360mA的連本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種植物照明的光譜組合控制系統，其特征在于，包括LED燈、調光控制器、散熱器以及PCB板；所述LED燈、所述調光控制器、所述散熱器均放置在所述PCB板上面；所述調光控制器用于調節LED燈的光譜比例，所述散熱器用于散發LED燈照射時產生的熱量；所述調光控制器包括驅動電源、12V直流穩壓信號源、滑動變阻器以及電阻；所述12V直流穩壓信號源經過所述電阻分壓后，實現滑動變阻器兩端電壓從0V?6V連續可調，進而實現所述驅動電源輸出電流0mA?360mA連續可調；所述驅動電源的輸出能夠實現不同LED燈光源的光質比R/B的連續可調，進而實現不同的光譜組合。

【技術特征摘要】
1.一種植物照明的光譜組合控制系統，其特征在于，包括LED燈、調光控制器、散
熱器以及PCB板；所述LED燈、所述調光控制器、所述散熱器均放置在所述PCB板上面；
所述調光控制器用于調節LED燈的光譜比例，所述散熱器用于散發LED燈照射時產生的熱
量；
所述調光控制器包括驅動電源、12V直流穩壓信號源、滑動變阻器以及電阻；所述12V
直流穩壓信號源經過所述電阻分壓后，實現滑動變阻器兩端電壓從0V-6V連續可調，進而
實現所述驅動電源輸出電流0mA-360mA連續可調；
所述驅動電源的輸出能夠實現不同LED燈光源的光質比R/B的連續可調，進而實現不
同的光譜組合。
2.根據權利要求1所述的一種植物照明的光譜組合控制系統，其特征在于，所述LED
燈選取光面為圓形、直徑為6mm的大功率LED。
3.根據權利要求1所述的一種植物照明的光譜組合控制系統，其特征在于，所述LED
燈...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭坤祺，王國棟，徐東進，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32