CN208652240U - 一种精准控制四色led组合植物光照灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于植物生长补光技术领域，具体为一种精准控制四色LED组合植物光照灯，包括从上至下由电源线连接的供电器、控制系统以及灯具，所述供电器向控制系统与灯具供电；所述控制系统包括电性连接的单片机控制模块、温度检测模块以及光照强度检测模块；所述供电器包括电源和驱动电路；所述温度检测模块用于检测环境温度，所述光照强度检测模块用于检测光照强度；所述单片机控制模块用于根据环境温度和光照强度控制灯具进行补光；本实用新型根据单片机控制模块写入的预设温度和预设光照强度，与温度检测模块检测的环境温度、光照强度检测模块检测的光照强度作比较，来调整LED灯珠的开关。

Description

一种精准控制四色LED组合植物光照灯

技术领域

本实用新型属于植物生长补光技术领域，涉及一种精准控制四色发光二极管(light-emitting diode LED)组合植物光照灯。

背景技术

“万物生长靠太阳”，光照是作物进行光合作用的必备要素之一，光照条件的好坏直接影响作物的产量和品质。现在有很多新型光源的设计，具有环保节能，光照亮度可调整、光质可调整、允许提高单位面积作物栽培量等优点。植物生长灯是新一代光源，由多颗LED通过合理设计就能满足植物生长的光需求。除环保节能特点外，还具有对光质、光强和光周期可调整的优点。

目前，如中国专利公开号为CN202791551U公开了“红蓝远红三色集成LED条式补光灯”技术。但该技术仅仅关注了红蓝远红三色集成LED条式补光，条式补光不能全面且均匀的对植物进行照射，有一定的局限性。

进一步的，中国专利公开号为CN202546392U公开了“红蓝光照度可调的大功率四LED组合补光灯”技术。但该技术不足之处，未全面、均匀和精确的考虑植物生长对光的需求。

目前的一些植物补光系统，如周益民、周国泉等人发表的《基于单片机的温室植物LED补光系统设计》和专利号为CN202546392U的专利所公布的内容,仅仅是做出了由单片机控制的四色LED补光模块、温度和光照的调控，但是，具体的LED阵列排布、补光模式、对光强和光周期的调控，都有待改进。

实用新型内容

为了改善这一现状，本实用新型在植物光照灯中设计一种精准控制四色发光二极管组合，能够精准控制红蓝远红紫外四色LED组合大功率植物灯装置，能够对LED组合大功率植物灯的红蓝远红紫外四色进行光照强度、光周期的动态调节。

本实用新型是通过如下方案来实现的：

一种精准控制四色LED组合植物光照灯，包括从上至下由电源线连接的供电器、控制系统以及灯具，所述供电器向控制系统与灯具供电；所述控制系统包括电性连接的单片机控制模块、温度检测模块以及光照强度检测模块；所述供电器包括电源和驱动电路；所述温度检测模块用于检测环境温度，所述光照强度检测模块用于检测光照强度；所述单片机控制模块用于根据环境温度和光照强度，通过驱动电路控制灯具进行补光。

进一步的，所述灯具包括灯罩、散热器、基板以及多个LED灯珠；所述灯罩套在散热器，基板以及LED灯珠的外部；所述LED灯珠安装在基板的底面，所述基板上方连接散热器。

进一步的，所述LED灯珠的排列方式包括：LED灯珠以基板圆心为中心，中心处放置一颗紫光LED灯珠；该紫光LED灯珠的四周有等间距顺时针排列的四个LED灯珠组，依次为第一LED灯珠组、第二LED灯珠组、第三LED灯珠组以及第四LED灯珠组；其中，每个LED灯珠组的三颗LED灯珠构成等边三角形，且均分别为蓝光LED灯珠、红光LED灯珠以及远红光LED灯珠。

进一步的，所述单片机控制模块用于根据环境温度和光照强度控制灯具进行补光包括：单片机控制模块判断环境温度是否低于预设温度，或/和光照强度是否低于预设光照强度，若低于，单片机控制模块控制LED灯珠打开紫光LED灯珠或/和至少一个LED灯珠组。

本实用新型的有益效果：

本实用新型根据写入的预设温度和预设光照强度，与温度检测模块检测的环境温度、光照强度检测模块检测的光照强度对应进行比较，单片机控制模块判断环境温度是否低于预设温度或/和光照强度是否低于预设光照强度，若低于，单片机控制模块控制LED灯珠打开紫光LED灯珠或/和至少一个LED灯珠组。本实用新型不仅能够定点对植物进行照射，同时也能实现的更加均匀的照射范围；对植物茎叶生长、增加植株高度、减少病虫害传播更有利，更加适合对植物生长进行调控，对植物的生长补光效果更好。本植物光照灯的光照强度、光周期可智能调控，可靠性更高、能源利用率更高。

附图说明

图1为本实用新型的LED灯电路框图设计；

图2为本实用新型的程序控制流程图；

图3为本实用新型的灯珠排布示意图；

图4为本实用新型的工作流程图；

图5为本实用新型的优选实施例的结构图；

图中，1、供电器，2、控制系统，3、隔热板，4、灯罩，5、基板，6、紫光LED灯珠，7、远红光LED灯珠，8、蓝光LED灯珠，9、红光LED灯珠，10、电源线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型是通过如下方案来实现的：

实施例1

一种精准控制四色LED组合植物光照灯，如图1～2所示，包括从上至下由电源线10连接的供电器1、控制系统2以及灯具，所述供电器1向控制系统2与灯具供电；所述控制系统2包括电性连接的单片机控制模块、温度检测模块以及光照强度检测模块；所述供电器包括电源和驱动电路；所述温度检测模块用于检测环境温度，所述光照强度检测模块用于检测光照强度；所述单片机控制模块用于根据环境温度和光照强度，通过驱动电路控制灯具进行补光；其中，所述单片机控制系统通过驱动电路对LED灯珠进行开闭，从而进行补光。

作为一种可选方式，所述温度检测模块采用现有的温度传感器，所述光照强度检测模块采用现有的光照传感器，可根据实际情况进行选择。

所述灯具包括散热器3、灯罩4、基板5以及多个LED灯珠；所述灯罩4将散热器3，基板5以及LED灯珠套在内部；所述LED灯珠安装在基板5的底面，所述基板5上方连接散热器3。

进一步的，所述LED灯珠的排列方式，作为一种可选方式，如图3所示，包括以基板5圆心为中心，中心处放置一颗紫光LED灯珠6；该紫光LED灯珠的四周有等间距顺时针排列的四个LED灯珠组，依次为第一LED灯珠组、第二LED灯珠组、第三LED灯珠组以及第四LED灯珠组，图三中，每个虚线框中的三个LED灯珠表示一个LED灯珠组；其中，每个LED灯珠组的三颗LED灯珠构成等边三角形，且均分别为蓝光LED灯珠8、红光LED灯珠9以及远红光LED灯珠7。

作为一种可选方式，为了保证光照的均匀性，本实用新型采用红光、蓝光、远红光交替排列；图3中，实心圆表示红光LED灯珠9，空心圆表示蓝光LED灯珠8，竖线填充圆表示远红光7，斜线填充圆表示紫光LED灯珠6；该排列方式保证了红光、蓝光、远红光交替排列；可以理解的是，除了如图3所示的排列方式，只要满足红光、蓝光、远红光交替排列，本实用新型可以对图3的排列方式进行相应的更改。

所述单片机控制模块用于根据环境温度和光照强度控制灯具进行补光包括：单片机控制模块判断环境温度是否低于预设温度，或/和光照强度是否低于预设光照强度，若低于，单片机控制模块通过驱动电路，控制打开紫光LED灯珠或/和至少一个LED灯珠组。

作为一种可选方式，如图4所示，开启控制系统后，先进行初始化，通过温度检测模块进行温度采集，判断采集的环境温度是否低于预设温度，若不低于，则关闭紫光LED灯，若低于，根据光照强度检测模块进行光照强度采集，若采集的光照强度也低于预设光照强度，则按照一定的模式进行补光，具体如下：

单片机控制系统根据将检测得到的光照强度和温度，与预设光照强度和预设温度，判断是否需要进行补光，就进入补光模式一，即先点亮第一LED灯珠组、然后关闭第一LED灯珠组点亮第二LED灯珠组，如此顺时针旋转依次点亮每个LED灯珠组进行补光；

如果光照强度不够(低于预设光照强度)，就进入补光模式二，即先点亮第一LED灯珠组和第三LED灯珠组、关闭第二LED灯珠组和第四LED灯珠组，然后关闭第一LED灯珠组和第三LED灯珠组、点亮第二LED灯珠组区和第四LED灯珠组，如此循环；

如果光照强度还是不够，就进入补光模式三，即将第一LED灯珠组、第二LED灯珠组、第三LED灯珠组和第四LED灯珠组全部点亮。

如果控制系统检测并判断不需要补光，则关闭所有LED灯珠。

对紫光LED灯珠进行单独控制，即定时开关(打开一段时间，再关闭一段时间，如此反复)。对定时打开和关闭的设定可根据实际情况确定。

实施例2

本实用新型的另一种实现方式为，如图5所示，

控制系统包括单片机控制系统、温度检测模块和光照强度检测模块、键盘和时钟模块、电源和驱动电路。单片机控制系统是控制的核心，其控制整个系统按照需求进行精准控制。温度检测模块和光照强度检测模块用来检测环境的温度和光照强度。键盘和时钟模块是该装置外接的操作部分，电源和驱动电路是装置供电的部分，LED灯珠就是直接对植物进行针对性精准补光的部分。

作为一种可实现方式，驱动电路，包括稳压电路、低压供电电路、RC滤波器，NCL30082控制芯片和反击式电路；所述稳压电路将电源提供的220V交流电正压稳流成直流电压，低压供电电路将直流电压进行分压，为单片机控制系统提供电源，RC滤波器将单片机控制系统产生的PWM波形进行滤波，产生模拟电压信号，该信号作为LED灯珠亮度调节的基准，控制芯片根据所述模拟电压信号来调整反击式电路的输出电流的峰值，从而实现对LED灯珠亮度的控制。其余工作流程与实施例1类似，本实施例就不再赘述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种精准控制四色LED组合植物光照灯，包括从上至下由电源线连接的供电器、控制系统以及灯具，其特征在于，所述供电器向控制系统与灯具供电；所述控制系统包括电性连接的单片机控制模块、温度检测模块以及光照强度检测模块；所述供电器包括电源和驱动电路；所述温度检测模块用于检测环境温度，所述光照强度检测模块用于检测光照强度；所述单片机控制模块用于根据环境温度和光照强度，通过驱动电路控制灯具进行补光；所述灯具包括灯罩、散热器、基板以及多个LED灯珠；所述灯罩将散热器，基板以及LED灯珠套在内部；所述LED灯珠安装在基板的底面，所述基板上方连接散热器；所述LED灯珠的排列方式包括LED灯珠以基板圆心为中心，中心处放置一颗紫光LED灯珠；该紫光LED灯珠的四周有等间距顺时针排列的四个LED灯珠组，依次为第一LED灯珠组、第二LED灯珠组、第三LED灯珠组以及第四LED灯珠组；其中，每个LED灯珠组由三颗LED灯珠构成等边三角形，且这三颗LED灯珠均分别为蓝光LED灯珠、红光LED灯珠以及远红光LED灯珠。

2.根据权利要求1所述的一种精准控制四色LED组合植物光照灯，其特征在于，所述单片机控制模块用于根据环境温度和光照强度控制灯具进行补光包括：单片机控制模块判断环境温度是否低于预设温度，或/和光照强度是否低于预设光照强度，若低于，单片机控制模块控制打开紫光LED灯珠或/和至少一个LED灯珠组。