CN107873500A - 一种小型桌面植物生长系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型桌面植物生长系统，包括种植设备和控制系统，所述种植设备包括底座，水培玻璃缸，灯架和LED灯板，水培玻璃缸卡接在底座上，底座上连接有底座支撑架，中间支撑架和支撑架挡板，中间支撑架通过夹持装置卡接有pH传感器和电导率传感器，底座支撑架顶部连接灯架和LED灯板，灯架的上方罩有带散热板的灯罩盖；控制系统包括控制芯片和用户界面。本发明为了解决传统植物灯红蓝配比单一而无法适应多种植物的缺点，提供了一种数字控制调光方案，通过控制芯片实现了手动调光，通过调光电路满足各种植物生长所需的光照差异，通过传感器电路实现了自动调控栽培，提高了植物灯的适用范围，降低了栽培成本,且实现了小型化家居设计。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居农业技术领域，尤其涉及一种小型桌面植物生长 系统。
背景技术
随着环保健康意识的不断增强，人们对家居绿色植物越来越重视。由 于大部分人对家居绿色植物的种植技术并不了解，且室内光照无法控制， 造成植物成活率不高，因而需要引进智能家居农业技术。所谓智能家居农 业技术，即引进智能化系统和设备，来控制绿色植物的生长，目前最主要 的技术为LED型植物灯，来控制绿色植物的光照条件，从而改善植物生长 条件。
然而现有技术中，大部分LED型植物灯采用的调光方案仍然停留在灯 珠数量一定且红蓝配比固定的阶段，普遍采用的电流调光方案也存在着耗 能大、调节精度不高等缺点，同时对大范围的植物灯进行管理的时候，模 拟电路的局限性也显露无遗。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的上述不足之处，提供一种小型桌面植物生 长系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案。
一种小型桌面植物生长系统，包括种植设备和控制系统，所述种植设 备包括底座，水培玻璃缸，灯架和LED灯板，所述底座由底板和两块垂直 于底板的侧板固定焊接而成，所述底座的两块侧板之间卡接有底座挡板， 所述水培玻璃缸卡接在底座上；所述底座远离底座挡板的一侧通过螺钉连 接有底座支撑架，所述底座支撑架靠近底座的一侧通过螺钉内部卡接有中 间支撑架，中间支撑架均为U形板，所述底座支撑架和中间支撑架卡接成 空心矩形框，所述底座支撑架远离底座挡板的一侧通过螺钉垂直连接有支 撑架挡板，所述中间支撑架靠近底座挡板方向的表面固定连接有夹持装置， 所述夹持装置卡接有pH传感器和电导率传感器；所述底座支撑架远离底座 的一端通过螺钉与灯架垂直卡接，所述灯架镶嵌有LED灯板，所述灯架的 上方罩有灯罩盖，所述灯罩盖内设有散热板，所述控制系统包括控制芯片 和用户界面。
进一步地，所述控制芯片采用HT66F70A单片机芯片，所述控制芯片 设有调光电路和传感器电路，所述控制芯片内置有单片机程序模式。
进一步地，所述调光电路采用PT4115连续电感电流导通模式的降压 恒流源，输入电压从6V到最大为30V，输出电流可调最大为1.2A；所述 调光电路采用12V电路搭建，同时驱动42颗0.5W的LED贴片灯珠，其 中包括30颗红灯LED和12颗蓝灯LED。
进一步地，所述调光电路的调光信号由DIM端输入，实现调光，调光 信号由PWM信号构成，通过对芯片HT66F70A简易型TM进行编程，可 分别输出红光调节信号与蓝光调节信号两路PWM信号，实现手动调光。
进一步地，所述用户界面设置有三阶段的自动栽培模式，包括育种模 式、生长模式和果熟模式。
进一步地，所述自动栽培模式，通过配备外围传感器电路实现对外环 境的检测，包括对温度、PH值及电导率的检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
该种数字控制调光方案，搭配控制芯片可实现手动调光，并加以配备 PH值传感器、温度传感器、电导率传感器等可实现自动调控栽培，优化家 居栽培的条件、降低栽培难度以及提高种植自动化水平；为了对传统的植 物灯进行优化，取代传统植物灯红蓝单一配比无法适应多种植物的缺点， 增加调光电路尽可能满足各种植物生长所需的光照差异，提高了植物灯的 适用范围，降低栽培成本,且实现了小型化家居设计。
下面结合说明附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
附图说明
图1为本发明的种植设备的结构及配件组装示意图；
图2为本发明的调光电路中的红灯驱动电路图；
图3为本发明的调光电路中的蓝灯驱动电路图；
图4为本发明的控制芯片的引脚接线图；
图5为本发明的种植设备的整体结构示意图；
图中：1、底座挡板；2、底座；3、水培玻璃缸；4、灯架；5、LED 灯板；6、灯罩盖；7、pH值传感器；8、电导率传感器；9、夹持装置； 10、中间支撑架；11、支撑架挡板；12、底座支撑架。
具体实施方式
参照图1-5，一种小型桌面植物生长系统，包括种植设备和控制系统， 所述种植设备包括底座2、水培玻璃缸3、灯架4和LED灯板5，所述底 座2由底板和两块垂直于底板的侧板固定焊接而成，所述底座2的两块侧 板之间卡接有底座挡板1，所述水培玻璃缸3卡接在底座2上，所述底座2 远离底座挡板1的一侧通过螺钉连接有底座支撑架12，所述底座支撑架12 靠近底座2的一侧通过螺钉内部卡接有中间支撑架10，中间支撑架10均 为U形板，所述底座支撑架12和中间支撑架10卡接成空心矩形框，所述 底座支撑架12远离底座挡板1的一侧通过螺钉垂直连接有支撑架挡板11， 所述中间支撑架10靠近底座挡板1方向的表面固定连接有夹持装置9，所 述夹持装置9卡接有pH传感器7和电导率传感器8，所述底座支撑架12 远离底座2的一端通过螺钉与灯架4垂直卡接，所述灯架4镶嵌有LED灯 板5，所述灯架4的上方罩有灯罩盖6，所述灯罩盖6内设有散热板，所述 控制系统包括控制芯片和用户界面。
其中，所述控制芯片采用HT66F70A单片机芯片，所述控制芯片设有 调光电路和传感器电路，所述控制芯片内置有单片机程序模式。
其中，所述调光电路采用PT4115连续电感电流导通模式的降压恒流 源，输入电压从6V到最大为30V，输出电流可调最大为1.2A；所述调光 电路采用12V电路搭建，同时驱动42颗0.5W的LED贴片灯珠，其中包 括30颗红灯LED和12颗蓝灯LED。
其中，所述调光电路的调光信号由DIM端输入，实现调光，调光信号 由PWM信号构成，通过对芯片HT66F70A简易型TM进行编程，可分别 输出红光调节信号与蓝光调节信号两路PWM信号，实现手动调光。
其中，所述用户界面设置有三阶段的自动栽培模式、包括育种模式， 生长模式和果熟模式。
其中，所述自动栽培模式，通过配备外围传感器电路实现对外环境的 检测，包括对温度、PH值及电导率的检测。
需要说明的是，本发明为一种全能水处理装置，工作时，参照图2-3， 单个LED贴片导通压降为2.2V，导通电流为150MA，利用12V直流电源电 压供电，串联5个且并联六排，总电流达到900MA。使用大电流SS24续流 二极管(肖特基二极管)以及大饱和电流的电感保证电路中LED不出现人 眼可见的闪烁现象。限流电阻选用0.11Ω，此处输入12V电源电压较为稳 定，使用47uF-50V陶瓷电容即可，单片机输出PWM信号端接入PT4115芯 片的DIM信号引脚，接入高电平是，PT4115内部开关打开，LED点亮；参 照图4，系统各处显示画面已给出，程序编程时，经由PC机软件取模后写 入至单片机中，由HT66F70A芯片经由SPI通信协议与OLED显屏连接、显 示；参照图5，育种模式过程采用单片机轮询方式进行，进入模式后，单片机发出命令关闭LED补光系统，即PWM输出占空比为100％，PT4115芯片DIM 引脚一直为低电平接收。单片机发出信号控制引脚PC3与DS18B20进行通 信(通信过程时序要求严格，详细通信协议参考DS18B20数据手册)，获取 温度数字信号后，在单片机内进行判别，实际温度大于设定水温时不采取 任何措施，并开始进行3分钟计时，计时结束后重新获取温度；实际温度 小于设定水温时，通过单片机任意引脚输出高电平驱动继电器接通外部加 热丝进行加热，2分钟后输出低电平关闭加热，并重新获取温度；生长期与 果熟期模式过程也按轮询方式进行。进入模式后，首先对光照进行采值， 利用光合有效幅值传感器，采取电压信号值输入HT66F70A中进行AD转换 后与预设数值进行比较，若光照强度不满足，则降低输出PWM占空比，提 高亮度；光强满足则进入下一步判断。利用电导率传感器采集电压信号， 通过芯片AD转换获取数字数值，与预设值比较，若大于预设值，则进入下 一步判断；不满足则任意引脚输出高电平驱动继电器接通外部潜水泵，泵 入营养液，增加电导率。第三步利用PH值传感器，采取电压信号同样进行 AD转换后与设定值比较，若不满足则提示需要更换底液，并终止自动模式， 更换底液后需重新手动进入；若满足则最后一步为判断温度，同图5中的 过程一致，若最终判断满足，则10分钟后返回开始新一次的轮询。
对于本领域的技术人员来说，可根据本发明所揭示的结构和原理获得 其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都属于本发明 的保护范畴。
Claims (6)
1.一种小型桌面植物生长系统，包括种植设备和控制系统，其特征在于，所述种植设备包括底座(2)、水培玻璃缸(3)、灯架(4)和LED灯板(5)，所述底座(2)由底板和两块垂直于底板的侧板固定焊接而成，所述底座(2)的两块侧板之间卡接有底座挡板(1)，所述水培玻璃缸(3)卡接在底座(2)上，所述底座(2)远离底座挡板(1)的一侧通过螺钉连接有底座支撑架(12)，所述底座支撑架(12)靠近底座(2)的一侧通过螺钉内部卡接有中间支撑架(10)，中间支撑架(10)均为U形板，所述底座支撑架(12)和中间支撑架(10)卡接成空心矩形框，所述底座支撑架(12)远离底座挡板(1)的一侧通过螺钉垂直连接有支撑架挡板(11)，所述中间支撑架(10)靠近底座挡板(1)方向的表面固定连接有夹持装置(9)，所述夹持装置(9)卡接有pH传感器(7)和电导率传感器(8)，所述底座支撑架(12)远离底座(2)的一端通过螺钉与灯架(4)垂直卡接，所述灯架(4)镶嵌有LED灯板(5)，所述灯架(4)的上方罩有灯罩盖(6)，所述灯罩盖(6)内设有散热板，所述控制系统包括控制芯片和用户界面。
2.根据权利要求1所述的一种小型桌面植物生长系统，其特征在于，所述控制芯片采用HT66F70A单片机芯片，所述控制芯片设有调光电路和传感器电路，所述控制芯片内置有单片机程序模式。
3.根据权利要求1及权利要求2所述的一种小型桌面植物生长系统，其特征在于，所述调光电路采用PT4115连续电感电流导通模式的降压恒流源，输入电压从6V到最大为30V，输出电流可调最大为1.2A；所述调光电路采用12V电路搭建，同时驱动42颗0.5W的LED贴片灯珠，其中包括30颗红灯LED和12颗蓝灯LED。
4.根据权利要求3所述的一种小型桌面植物生长系统，其特征在于，所述调光电路的调光信号由DIM端输入，实现调光，调光信号由PWM信号构成，通过对芯片HT66F70A简易型TM进行编程，可分别输出红光调节信号与蓝光调节信号两路PWM信号，实现手动调光。
5.根据权利要求1所述的一种小型桌面植物生长系统，其特征在于，所述用户界面设置有三阶段的自动栽培模式，包括育种模式、生长模式和果熟模式。
6.根据权利要求5所述的一种小型桌面植物生长系统，其特征在于，所述自动栽培模式，通过配备外围传感器电路实现对外环境的检测。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180406 |