CN207820271U - 基于实时时钟的生态灯板装置 - Google Patents
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Abstract
基于实时时钟的生态灯板装置，包括时钟产生模块和光源控制模块；根据上位机程序设置时钟IC的初始时间以及根据动植物生长规律每天所需要光照的始末时间；单片机系统根据时钟模块产生的精确的时间数据和光照的始末时间进行匹配，单片机系统根据匹配结果将开灯信号以高低电平的方式发送至光源开关控制接口，以达到模拟适合某种动植物生活习性光照的目的具有可完全模拟太阳光照效果的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于照明控制技术领域，具体涉及基于实时时钟的生态灯板装置。
背景技术
随着人们生活质量地提高，室内养殖(绿植类养殖和鱼虾类养殖) 但由于人们居住环境的局限，室内的自然光线严重不足，导致室内养殖不得不使用人工光照，以促进动植物光合作用。现有的生态光源均采用常量的方式济宁光照，这种策略成本低易实现，但没有遵守动植物日常接收光照的规律，从而严重影响动植物的生长。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供基于实时时钟的生态灯板装置，具有可完全模拟太阳光照效果的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于实时时钟的生态灯板装置，包括时钟产生模块和光源控制模块；
所述的时钟产生模块为时钟电路，时钟电路包括时钟IC DS1302、无源震荡电路、备用电池卡座和通信接口电路；无源震荡电路采用 32.768KHz的无源晶振，无源晶振的输出、输入引脚均连接12.5pF 的滤波电容后分别接入DS1302IC的X1、X2引脚；备用电池卡座用于在系统掉电的情况下保证时钟正常运行；通信接口电路为3线制 SPI接口，采用PCB铺铜方式分别连接至DS1302的SLCLK引脚、I/O 引脚、和CE引脚；通信接口电路通过PCB铺铜或者接线端子的形式与光源控制系统的SPI接口相连；
电源电路由电源输入接口、降压模块和系统控制电压输出接口组成；电源输入接口直接连接降压IC的电源输入端，输入电压VIN应满足：8v≤VIN≤30V；降压模块由降压IC和反向导流二极管DD1组成；系统控制电压输出接口连接至降压IC的输出端，并连接滤波电容C3，滤波电容C3负极连接至GND公共地；
所述的光源控制模块为光源控制电路，所述的光源控制电路包括时钟数据接口P1、单片机最小系统电路和LED开关控制接口P3和上位机通信接口P2；其中时钟接口电路通过PCB铺铜或者接线端子分别连接至时钟模块电路的数据通信接口与之相对的引脚；单片机系统由单片机IC和时钟电路组成，其中时钟电路由8MHz的无源晶振并联 2两只22nF的滤波电容C25和滤波电容C26组成，无源晶振的两个引脚分别接入单片机的第3引脚、第4引脚，以达到为单片系统提供稳定无干扰的时钟信号；上位机通信接口P2通过PCB铺铜的方式分别连接单片机的USART2_RX、USART2_TX以及公共地GND相连，PC端可根据串口工具直接连接该接口，通过上位机软件设置时钟模块的初始时间，光照的始末时间灯选项；LED开关控制接口P3通过PCB铺铜的方式连接至单片机的通用IO口引脚，可以通过PCB铺铜或接线端子的方式连接至支持TTL电平开段控制的LED驱动电路。
所述的降压IC的型号AMS1117-3.3，主要是将高电压降低至 3.3V输出，反向导流二极管DD1的正极接系统控制电压输出接口，反向二极管DD1的负极连接电源输入接口，其目的主要为了保护电路安全。
备用电池卡座选用1.2V的CR2302的电池卡座。
所述的上位机通信接口P2采用两线制串口协议。
所述的滤波电容C3的型号为22uF/25V。
本实用新型的有益效果是：
与现有技术相比，本实用新型主要通过时钟系统精确的计算一天中的时间点，在通过电控系统按照特定的时间点控制灯光的开关，已达到模拟自然光的目的。
用个集成化电路，成本低且性能稳定。系统能够在特定时间内进行开关灯，以达到动植物生长习性条件的光源同事达到节能的目的。
根据上位机的交互接口，人们可自由根据不同动植物的光照特性色灵活设计开关灯的时间节点，已达到产生最适合该类动植物生长的光源。
附图说明
图1为本实用新型的时钟产生模块的电路图。
图2为本实用新型的系统电源模块的电路图。
图3为本实用新型的光源控制系统电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
基于实时时钟的生态灯板装置，包括时钟产生模块和光源控制模块；
参见图1，所述的时钟产生模块即为时钟电路，产生高精度时钟，用于精确记录时间，为光源控系统提供开关等的世间节点。时钟电路包括时钟IC DS1302、无源震荡电路、备用电池卡座和通信接口电路；其中无源震荡电路采用32.768KHz的无源晶振，无源晶振的输出、输入引脚均连接12.5pF的滤波电容后分别接入DS1302IC的X1、X2引脚，用于在有效滤除杂波干扰的前提下产生精准的震荡时钟；备用电池卡座选用1.2V的CR2302的电池卡座，用于在系统掉电的情况下保证时钟正常运行；通信接口电路为3线制SPI接口，采用PCB铺铜方式分别连接至DS1302的SLCLK引脚、I/O引脚、和CE引脚；通信接口电路通过PCB铺铜或者接线端子的形式与光源控制系统的SPI接口相连，其作用是通过SPI接口向光源控制系统发送精确的时间数据和光源控制系统对时钟模块发送的命令设置。
参见图2，所述的电源电路由电源输入接口、降压模块和系统控制电压输出接口组成；电源输入接口直接连接降压IC的电源输入端，输入电压VIN应满足：8v≤VIN≤30V；降压模块由降压IC和反向导流二极管DD1组成；其降压IC的型号AMS1117-3.3，主要是将高电压降低至3.3V输出，反向导流二极管DD1的正极接系统控制电压输出接口，反向二极管DD1的负极连接电源输入接口，其目的主要为了保护电路安全；系统控制电压输出接口连接至降压IC的输出端，并连接滤波电容C3，滤波电容C3的型号为22uF/25V滤波电容负极连接至GND公共地。
电源电路电路由输入电源接口，降压模块和稳压输出接口组成。
图3所述的光源控制模块即为光源控制电路，用于检测时钟电路产生的时间数据，并根据时间数据和植物光照习性设置的光照时间节点，系统根据自然时钟节点的匹配状态以达到开关灯条件则进行开关灯操作。所述的光源控制电路包括时钟数据接口P1、单片机最小系统电路和LED开关控制接口P3和上位机通信接口P2。其中时钟接口电路通过PCB铺铜或者接线端子分别连接至时钟模块电路的数据通信接口与之相对的引脚(时钟接口电路通过PCB铺铜或者接线端子分别连接至时钟模块电路的时钟数据接口P1与之相对的引脚)；单片机系统由单片机IC和时钟电路组成，其中时钟由8MHz的无源晶振并联 2两只22nF的滤波电容C25和滤波电容C26组成，无源晶振的两个引脚分别接入单片机的第3引脚(PC4-OSC32-IN)、第4引脚 ((PC4-OSC32-OUT))，以达到为单片系统提供稳定无干扰的时钟信号；上位机通信接口P2采用两线制串口协议，上位机通信接口P2通过 PCB铺铜的方式分别连接单片机的USART2_RX、USART2_TX以及公共地(GND)相连，PC端可根据串口工具直接连接该接口，通过上位机软件设置时钟模块的初始时间，光照的始末时间灯选项；LED开关控制接口P3通过PCB铺铜的方式连接至单片机的通用IO口引脚，可以通过PCB铺铜或接线端子的方式连接至支持TTL电平开段控制的LED 驱动电路。
本实用新型的工作原理是：
用户可根据上位机程序设置时钟IC的初始时间以及根据动植物生长规律每天所需要光照的始末时间。单片机系统根据时钟模块产生的精确的时间数据和光照的始末时间进行匹配，单片机系统根据匹配结果将开灯信号以高低电平的方式发送至光源开关控制接口，以达到模拟适合某种动植物生活习性光照的目的。
Claims (5)
1.基于实时时钟的生态灯板装置，其特征在于，包括时钟产生模块和光源控制模块；
所述的时钟产生模块为时钟电路，时钟电路包括时钟IC DS1302、无源震荡电路、备用电池卡座和通信接口电路；无源震荡电路采用32.768KHz的无源晶振，无源晶振的输出、输入引脚均连接12.5pF的滤波电容后分别接入DS1302IC的X1、X2引脚；备用电池卡座用于在系统掉电的情况下保证时钟正常运行；通信接口电路为3线制SPI接口，采用PCB铺铜方式分别连接至DS1302的SLCLK引脚、I/O引脚、和CE引脚；通信接口电路通过PCB铺铜或者接线端子的形式与光源控制系统的SPI接口相连；
电源电路由电源输入接口、降压模块和系统控制电压输出接口组成；电源输入接口直接连接降压IC的电源输入端，输入电压VIN应满足：8v≤VIN≤30V；降压模块由降压IC和反向导流二极管DD1组成；系统控制电压输出接口连接至降压IC的输出端，并连接滤波电容C3，滤波电容C3负极连接至GND公共地；
所述的光源控制模块为光源控制电路，所述的光源控制电路包括时钟数据接口P1、单片机最小系统电路和LED开关控制接口P3和上位机通信接口P2；时钟接口电路通过PCB铺铜或者接线端子分别连接至时钟模块电路的数据通信接口与之相对的引脚；单片机系统由单片机IC和时钟电路组成，时钟电路由8MHz的无源晶振并联2两只22nF的滤波电容C25和滤波电容C26组成，无源晶振的两个引脚分别接入单片机的第3引脚、第4引脚；上位机通信接口P2通过PCB铺铜的方式分别连接单片机的USART2_RX、USART2_TX以及公共地GND相连，PC端可根据串口工具直接连接该接口，通过上位机软件设置时钟模块的初始时间，光照的始末时间灯选项；LED开关控制接口P3通过PCB铺铜的方式连接至单片机的通用IO口引脚，通过PCB铺铜或接线端子的方式连接至支持TTL电平开段控制的LED驱动电路。
2.根据权利要求1所述的基于实时时钟的生态灯板装置，其特征在于，所述的降压IC的型号AMS1117-3.3，将高电压降低至3.3V输出，反向导流二极管DD1的正极接系统控制电压输出接口，反向二极管DD1的负极连接电源输入接口，其目的主要为了保护电路安全。
3.根据权利要求1所述的基于实时时钟的生态灯板装置，其特征在于，备用电池卡座选用1.2V的CR2302的电池卡座。
4.根据权利要求1所述的基于实时时钟的生态灯板装置，其特征在于，所述的上位机通信接口P2采用两线制串口协议。
5.根据权利要求1所述的基于实时时钟的生态灯板装置，其特征在于，所述的滤波电容C3的型号为22uF/25V。
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