DE202019102788U1

DE202019102788U1 - Photosynthesebeleuchtungssystem

Info

Publication number: DE202019102788U1
Application number: DE202019102788.6U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2019-10-09
Anticipated expiration: 2029-05-17
Also published as: CN210987185U; IL266937B; US10660275B2; US20200084977A1; IL266937A

Abstract

Photosynthesebeleuchtungssystem, umfassend:
- ein gekrümmtes Strahllenkungselement zum Lenken eines Beleuchtungsstrahls auf mindestens eine Pflanze;
- einen Motor zum Drehen des Strahllenkungselement, um verschiedene Orte der mindestens einen Pflanze auszuwählen, die von dem Beleuchtungsstrahl beleuchtet werden sollen;
- motorisierte optische Fokussiermittel zum Einstellen einer Flächengröße für jeden der Orte, wodurch ein Bereich der mindestens einen zu beleuchtenden Pflanze bestimmt wird; und
- eine Steuerung zum Steuern des Motors und der motorisierten optischen Fokussiermittel, um jeder Flächeneinheit der mindestens einen Pflanze eine gleiche Beleuchtungsenergie zuzuführen und um keine andere Fläche zu beleuchten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Pflanzenwachstumssysteme.
HINTERGRUND
Es besteht seit langem das Bedürfnis, eine minimale Photosynthese-Beleuchtungsenergie für das Wachstum einer Pflanze bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Photosynthesebeleuchtungssystem, umfassend:

- eine Linse, die zur Auswahl verschiedener Orte von Pflanzen steuerbar ist; und
- motorisierte optische Fokussiermittel, um für jeden der Orte eine Flächengröße einzustellen.

Figurenliste

1 ist eine Vorderansicht eines Pflanzenwachstumssystems gemäß einer Ausführungsform in einem ersten Schritt.
2 ist die Vorderansicht des Pflanzenwachstumssystems von 1 in einem zweiten Schritt.
3 ist ein Bild, das von der Kamera von 1 aufgenommen wurde.
4 zeigt die Beleuchtungsanalyse des Bildes von 3.
5 ist eine Vorderansicht des Pflanzenwachstumssystems von 1, das ferner zusätzliche Spiegel umfasst.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 ist eine Vorderansicht eines Pflanzenwachstumssystems gemäß einer Ausführungsform in einem ersten Schritt.
2 ist die Vorderansicht des Pflanzenwachstumssystems von 1 in einem zweiten Schritt.
Ein Photosynthesebeleuchtungssystem 10 aus dem Pflanzenwachstum umfasst eine Beleuchtungsquelle 12 zum Erzeugen eines Lichtstrahls 16A; ein gekrümmtes Strahllenkungselement 14, wie beispielsweise ein gekrümmter Spiegel oder eine Linse, um den Strahl 16A so zu lenken, um einen Strahl 16B zu erzeugen, welcher einen Bereich einer Pflanze im Wesentlichen gleichmäßig beleuchtet; einen Motor 56A zum Drehen 32 des gekrümmten Spiegels 14 zum Drehen des Strahls 16A, um entweder die Pflanze 20A in 1 oder die Pflanze 20B in 2 zu beleuchten; und motorisierte optische Fokussiermittel 52 zum Bestimmen der Größe des beleuchteten Fläche, beispielsweise zum Beleuchten eines Bereichs 18A von 1 oder eines Bereichs 18B von 1, der größer als der Bereich 18A ist.
Die motorisierten optischen Fokussiermittel 52 können ein beliebiges Fokussierelement der Linse oder des gekrümmten Spiegels 14 oder Entfernungseinstellmittel 52, wie beispielsweise Teleskop- oder Dreharme 52, zum Bestimmen der Entfernung zwischen der Beleuchtungsquelle 12 und dem gekrümmten Spiegel 14 zum Bestimmen entweder der Entfernung 54A von 1 oder dem Abstand 54B von 2 bilden.
Das Photosynthesebeleuchtungssystem 10 ist zum Scannen von Pflanzen 20A, 20B usw. vorgesehen.
Das Photosynthesebeleuchtungssystem 10 enthält ferner einen Zeitgeber 60 zum Bestimmen von Beleuchtungsperioden, um eine gleiche Photosynthesebeleuchtung für eine beliebige Flächeneinheit 76 (3) der Pflanzen zu erhalten.
Die gleiche Beleuchtungsquelle 12 beleuchtet den Bereich 18A in dem ersten Schritt, welcher kleiner als der Bereich 18B des zweiten Schritts ist, wie von einer Kamera 26 betrachtet wird, so dass die Intensität auf dem Bereich 18A größer ist. Somit bestimmt der Zeitgeber 26, dass eine Beleuchtungsperiode für den Bereich 18A größer als die Beleuchtungsperiode des Beleuchtungsbereichs 18B des zweiten Schritts ist.
3 ist ein Bild, das von der Kamera von 1 aufgenommen wurde.
Eine Steuerung 60 wählt Bereiche 18A, 18B, 18C, 18D und 18E aus dem von der Kamera 26 von 1 aufgenommenen Bild 62 aus, so dass die Auswahl optimiert ist, um das Beleuchten von Flächen zu vermeiden, die nicht von Pflanzen besetzt sind.
4 zeigt die Beleuchtungsanalyse des Bildes von 3.
Bei dem in 1 beschriebenen ersten Schritt beträgt die Mitte 66A des Bereichs 18A X = 48 und Y = 27, und der Durchmesser 68A des Bereichs 18A beträgt 8 Längen- oder Winkeleinheiten. Somit steuert die Steuerung 60 den Motor 56A zum Beleuchten um die Mitte 66A und steuert auch die motorisierten optischen Fokussiermittel 52 zum Fokussieren der Beleuchtung auf den Durchmesser 68A, wobei es sich um 4 (8/2) Längen- / Winkeleinheiten um die Mitte 66A handelt.
Gemäß einem Beispiel wird eine Periode 38 von 64 Sekunden (1 Minute) zum Beleuchten des Bereichs 18A ausgewählt, so dass ein Zeitplan 40, der ab 10 Uhr beginnt, das Beleuchten des Bereichs 18A um 10,01 Uhr beendet.
Bei dem in 2 beschriebenen zweiten Schritt ist die Mitte 66B des Bereichs 18B X = 22 und Y = 24, und der Durchmesser 68B des Bereichs 18B beträgt 24 Längen- oder Winkeleinheiten. Somit steuert die Steuerung 60 den Motor 56A zum Beleuchten um die Mitte 66B und steuert auch die motorisierten optischen Fokussiermittel 52 zum Fokussieren der Beleuchtung auf den Durchmesser 68B, wobei es sich um 12 (12/2) Längen-/Winkeleinheiten um die Mitte 66A handelt.
Der Durchmesser 68B für den Bereich 18B ist so eingestellt, dass er dreimal größer ist als der Durchmesser 68A des Bereichs 18A, so dass die Fläche 74 neunmal größer ist. Somit ist die Beleuchtung durch dieselbe Beleuchtungsquelle 9-mal kleiner. Somit bestimmt die Steuerung 60, dass eine Periode 38 proportional ist und somit 9-mal größer ist und somit 576 (9 Minuten) Sekunden für den Bereich 18B beträgt, also 9 × 64 Sekunden des Bereichs 18A.
Somit beendet der Zeitplan 40, der ab 10,01 Uhr für den Bereich 18A beginnt, die Beleuchtung des Bereichs 18B um 10,10 Uhr.
In dem Beispiel der Tabelle 70 entsprechen die Werte der Periode 38 dem Quadrat der Werte des Durchmessers 36, da die Fläche ein Faktor (Pi) des Quadrats des Durchmessers 36 ist, so dass die Periode 38 proportional zur Fläche 74 ist.
Die Tabelle 70 setzt den Zeitplan 40 für die Bereiche 18C, 18D und 18E fort, um eine gleichmäßige Photosynthesebeleuchtung für alle Flächeneinheiten 76 ( 3) der Pflanzen zu erhalten.
5 ist eine Vorderansicht des Pflanzenwachstumssystems von 1, das ferner zusätzliche Spiegel umfasst.
Bereiche, die vor dem Strahl 16B verborgen sind, können beleuchtet werden, indem der Strahl 16B durch einen Spiegel 24 gelenkt wird, um einen Strahl 16C zu erzeugen, der den Bereich 18C beleuchtet. Der Spiegel 24 kann durch einen Motor 56B gedreht werden, der von der Steuerung 60 gesteuert wird.
Das Bezugszeichen

10: bezeichnet das Photosynthesebeleuchtungssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
12:: Beleuchtungsquelle wie eine Lampe;
16A, 16B, 16C:: Beleuchtungsstrahlen;
18A, 18B, 18C, 18D, 18E:: Bereiche der Pflanze, die jeweils zu einer anderen Zeit beleuchtet werden;
20A, 20B:: Pflanzen;
22:: Pflanzenkammer;
26:: Kamera;
28:: Abstandsänderung;
40:: Zeitplan;
52:: motorisierte optische Fokussiermittel wie Teleskoparme;
54A, 54B:: Abstände;
56A, 56B:: Motoren;
60:: Steuerung;
66A, 66B:: beleuchteter Ort, typischerweise dessen Mitte;
68A, 68B:: Durchmesser der beleuchteten Bereiche;
38:: Beleuchtungsdauer;
70:: Zeitplantabelle für Beleuchtungszeichen;
74:: Fläche oder beleuchteter Bereich 18A oder anderes;
76:: Flächeneinheit;
82:: Bildprozessor;
84:: Kontrolle;

Claims

Photosynthesebeleuchtungssystem, umfassend: - ein gekrümmtes Strahllenkungselement zum Lenken eines Beleuchtungsstrahls auf mindestens eine Pflanze; - einen Motor zum Drehen des Strahllenkungselement, um verschiedene Orte der mindestens einen Pflanze auszuwählen, die von dem Beleuchtungsstrahl beleuchtet werden sollen; - motorisierte optische Fokussiermittel zum Einstellen einer Flächengröße für jeden der Orte, wodurch ein Bereich der mindestens einen zu beleuchtenden Pflanze bestimmt wird; und - eine Steuerung zum Steuern des Motors und der motorisierten optischen Fokussiermittel, um jeder Flächeneinheit der mindestens einen Pflanze eine gleiche Beleuchtungsenergie zuzuführen und um keine andere Fläche zu beleuchten.
Photosynthesebeleuchtungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung zum Bereitstellen der gleichen Beleuchtungsenergie für jede Flächeneinheit der mindestens einen Pflanze das Bereitstellen einer Beleuchtungsperiode für jeden der beleuchteten Bereiche umfasst, die proportional zu deren Flächengröße ist.
Photosynthesebeleuchtungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: - eine Kamera zum Erzeugen eines Bildes der mindestens einen Pflanze; und - einen Bildprozessor zum Bestimmen der zu beleuchtenden Bereiche der mindestens einen Pflanze aus dem Bild.
Photosynthesebeleuchtungssystem nach Anspruch 3, wobei die Kamera in der Nähe einer Beleuchtungsquelle angeordnet ist, die den Beleuchtungsstrahl erzeugt, wobei durch das Drehen des Strahllenkungselement die Kamera auf die verschiedenen Orte gerichtet wird, die durch den Beleuchtungsstrahl beleuchtet werden.
Photosynthesebeleuchtungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: - mindestens einen motorisierten Spiegel, um den Beleuchtungsstrahl auf Bereiche der mindestens einen Pflanze zu lenken, die vor dem gekrümmten Strahllenkungselement verborgen sind.