CN2438321Y - 以发光二极管为光源的植物栽培装置 - Google Patents

以发光二极管为光源的植物栽培装置 Download PDF

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一种以发光二极管为光源的植物栽培装置,包括至少一个电轨、复数个灯具、以及一电源。其中,灯具是以可拆卸方式安装于电轨上,每一灯具包括复数个强光型红光的发光二极管以及复数个蓝光的发光二极管,且强光型红光的发光二极管以及蓝光的发光二极管是以混合方式排列。电源则经由电轨提供电力给灯具产生照明,以供栽培植物之用。

Description

以发光二极管为光源的植物栽培装置
本实用新型涉及一种以发光二极管为光源的植物栽培装置，特别是涉及一种以强光型红光的发光二极管以及蓝光的发光二极管为混合光源，且光量、光质以及照明工作比可调整的植物栽培装置。
过去在组织培养室中栽培组织培养苗，通常使用萤光灯管(tubefluorescent lamp)作为人工光源，然而萤光灯管属发热光源，将导致在灯光下的组织培养瓶内有过热现象，须另行设法改善，否则有伤害到培养苗生长的可能，因而近来不屡有人研究利用发光二极管(lightemitting diode,LED)来栽培组织培养苗。发光二极管为冷光源，可与植物非常接近而提高空间的使用率，且具有寿命长、耗电量小等特点。
1992年Hoenecke等人以强光型红光的发光二极管配合蓝光灯管(tube fluorescent lamp)来栽培蔬菜种苗而获得成功(Hoenecke,M.E.,R.J.Bula,and T.W.Tibbitts.1992.Iporyance of‘Blue’photonlevels for lettuce seedlings grown under red-light-emitting diodes.Hort Science 27(5):427-430)。其后，蓝光LED在1993年问世，Okamoto在1996年使用强光型红光LED与蓝光LED，在蓝、红光量子数的比例为1∶2下可培育正常蔬菜(Okamoto,K.,T.Yanagi,and S.Takita.1996.Development of plant growth apparatus using blue and red LED asartificial light source.Acta Hort.,440:111-116)。Yanagi等人于1996年将莴苣栽培于纯蓝光LED(170μmole/m2/s)的环境中，证实确可分化生长，虽然干物重小于纯红光或红、蓝光并存下的植株，但纯蓝光下的植株显得更矮壮而健康(Yanagi,T.,K.Okamoto,and S.Takita.1996.Effects of blue,red and blue/red lights of two differentPPF levels on growth and morphogensis of lettuce plants.Acta Hort.440:117-122)。
但是，前人多以小规模试验来研究发光二极管作为植物栽培的可行性，而本实用新型则以大量生产为出发点，对应发展出一种植物栽培装置及其专用的灯具、电轨、驱动器。
本实用新型的目的在于提供一种以发光二极管为光源的植物栽培装置，以克服现有技术中所存在的缺陷。
本实用新型的任务是以下述方式完成的，一种以发光二极管为光源的植物栽培装置，其关键在于，包括至少一电轨，复数个灯具，以可拆卸方式安装在该电轨上，每一灯具包括复数个第一发光二极管以及复数个第二发光二极管，且所述第一发光二极管以及所述第二发光二极管以混合方式排列，一电源，经由所述电轨提供电力给所述灯具产生照明，以供栽培植物之用。
上述第一发光二极管最好为强光型红光的发光二极管，而上述第二发光二极管最好为蓝光的发光二极管。
上述电源可以通过驱动器以及所述电轨提供电力给所述灯具，驱动器用于控制上述发光二极管的光量、光质、及照明工作比。
下面结合实施例并配合所示附图对本实用新型的上述目的、特征和优点做进一步详细说明。
图1是本实用新型的植物栽培架的立体图；
图2为本实用新型的灯具的立体图；
图3为本实用新型的灯具的电路板上的发光二极管的配置图；
图4为本实用新型的电轨的立体图；
图5为本实用新型的数个灯具安装于一电轨上时示意图；
图6是本实用新型的驱动器的方框图。
参照图1，图1是本实用新型的植物栽培架的立体图。其中，植物栽培架1被分隔成上、下二层(或更多层)空间，在每一层的顶面都设置有电轨11，且每一条电轨11上安装有数个灯具12，灯具12为强光型红光的发光二极管以及蓝光的发光二极管的混合光源，在灯具12下方则对应放置有组织培养瓶2，组织培养瓶2内则放置欲栽培的植物。另外，在栽培架1的一侧设置有计时器13、开关14、电源15、以及驱动器16。其中，电源15用于提供电力、经电轨11使灯具12产生照明于组织培养瓶2内的植物。开关14用于控制电源15的开/关(ON/OFF)。计时器13用于显示灯具12照明的时间，驱动器16用于调整电源输出的电压、电流、频率、以及工作比(duty cycle)，借此来控制灯具12的光量、光质以及对应的照明工作比。灯具12、电轨11、以及驱动器16详述如下：
参照图2，图2为本实用新型的灯具的立体图，其中，灯具12具有一盒体120，在盒体120上设置一电路板126，在电路板126上则混合插置强光型红光的发光二极管122以及蓝光的发光二极管121。请同时参照图3，图3为电路板上的发光二极管的配置图，其中，红光的发光二极管122以等距离方式配置，蓝光的发光二极管121混入强光型红光的发光二极管122之中，且蓝光的发光二极管121彼此间亦为等距离。
由于红、蓝光发光二极管所需要的启动电压不同，原本供电导线的数目需要四条，但本实用新型将二者以共地方式供电，可将供电导线的数目简化成为三条。从图2中可以看出，红、蓝光的发光二极管经由电路板126、连接器128而连接于三条供电导线123、125、127，其中导线123、125为火线，而导线127为共地线。另外，在灯具的盒体120上设置有推杆124以及卡块129，当使用者沿A方向施力于推杆124时，推杆124可连动卡块129而沿B方向产生旋转。
另外，在卡块129上设置二电极123’、125’，而上述火线123、125分别连接在这二电极123’、125’上。
参照图4，图4为本实用新型的电轨的立体图，其中，电轨11的中间被剖开，以利大家了解其内部情形。电轨11具有一本体111，由图可知，在本体111内壁沿着纵长方向设置有安装槽112、112’以及导线槽114、114’，其中在导线槽114、114’内分别埋设有导线(铜线)113、115。
在本体111外固定一盖子118，盖子118内放置一共地线117，此共地线117连接于本体111侧边的数个接头116。
参照图5，图5显示了数个灯具12安装在一电轨11上的情形。在组装时，使用者将灯具12帖靠于电轨11，使灯具12的卡块129进入电轨11的轨道内，然后使用者拔动灯具12的推杆124，使卡块129旋转而卡入电轨11的安装槽112中，于是灯具12便固定在电轨11上。另外，卡块129旋转时，电极123’、125’亦跟着旋转而接触于电轨11内的导线113、115。最后，使用者将电轨11的共地线接头116连接于灯具12的共地线接头127，即完成组装，此时电轨11可供电给灯具12而产生照明。
参照图6，图6是本实用新型的驱动器的方框图，驱动器16是由一波形产生与控制电路161以及一电流放大器162所组成，其中，波形产生与控制电路161是用以产生所需的波形(方波、三角波、弦波、脉波等)与电压，而使用者可随意调整输出脉波的波幅、频率、以及工作比，然后经由电流放大器162来放大输出脉波，再经由电轨11供电给灯具12，使灯具12产生相对应的光量、光质及照明工作比。
综上所述，本实用新型以大量生产为出发点，而对应发展出一种植物栽培装置，其中，在栽培架的每一层均配置数条电轨，且每一条电轨皆配置数个灯具，因此可同时栽培大量的植物。驱动器用于调整电源输出的电压、电流、频率、以及工作比，配合三线式电轨，可分别改变红、蓝光的发光二极管的光量、光质及照明工作比，以适合各类植物的栽培，对于学术研究单位而言，亦可以用来评估不同作物适合生长的光量与光质，以及评估可允许的照明工作比，以适当的照明工作比可使工厂在生产时得以节省电力，降低生产成本。在另一方面，本实用新型的灯具结构经过特别设计，使得在电轨上拆、装灯具均感便利，亦能提高在工厂中的初次建设安装以及日后维修的速度，因而具有商业的竟争力。
虽然本实用新型以最佳实施例说明如上，但其并非用来限定本实用新型，任何本技术领域内的普通专业人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内，仍可作适当的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1、一种以发光二极管为光源的植物栽培装置，其特征在于，包括：
至少一电轨，
复数个灯具，以可拆卸方式安装在该电轨上，每一灯具包括复数个第一发光二极管以及复数个第二发光二极管，且所述第一发光二极管以及所述第二发光二极管以混合方式排列，
一电源，经由所述电轨提供电力给所述灯具产生照明，以供栽培植物之用。
2、如权利要求1所述的以发光二极管为光源的植物栽培装置，其特征在于，所述第一发光二极管为强光型红光的发光二极管，而所述第二发光二极管为蓝光的发光二极管。
3、如权利要求1所述的以发光二极管为光源的植物栽培装置，其特征在于，所述电轨包括一第一导线、一第二导线、以及一共地线，该第一导线及该共地线连接于所述第一发光二极管，而该第二导线及该共地线连接于所述第二发光二极管。
4、如权利要求3所述的以发光二极管为光源的植物栽培装置，其特征在于，所述电轨具有一盖子以及一本体，在该本体内壁沿着纵长方向设置有安装槽以及导线槽，所述第一、二线埋设在该导线槽内，该盖子固定在该本体外，且所述共地线放置在该盖子内。
5、如权利要求4所述的以发光二极管为光源的植物栽培装置，其特征在于，每一灯具还包括一盒体、一推杆、以及一卡块，且所述第一发光二极管、所述第二发光二极管、所述推杆、以及所述卡块均设置在所述盒体上，所述推杆受力时可连动所述卡块产生旋转，使该卡块卡入所述电轨的安装槽中，因而使所述灯具固定在所述电轨上。
6、如权利要求3所述的以发光二极管为光源的植物栽培装置，其特征在于，还包括一驱动器，连接在所述电源及所述电轨之间，用于将所述第一发光二极管的光量、光质、照明工作比，以及所述第二发光二极管的光量、光质、照明工作比分开控制。
7、如权利要求6所述的以发光二极管为光源的植物培装置，其特征在于，所述驱动器包括一波形产生与控制电路、以及一电流放大器，该波形产生与控制电路是用以产生所需的波形与电压，且可随意调整输出脉波的波幅、频率、以及工作比，然后经由该电流放大器来放大该输出脉波，再经由所述电轨供电给所述灯具，使该灯具产生相对应的光量、光质及照明工作比。
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