KR101256866B1 - LED device for cultivating marine plant - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바닷물 속에서 생장하는 해조류의 생장을 촉진시키기 위하여 빛을 출사시키는 LED 장치에 관한 것으로, 두 개의 전원부에 의하여 각각 전류량들이 제어되는 저색온도 LED와 고색온도 LED들로 이루어져 해조류에 출사되는 적색계열 및 청색계의 중심파장을 가변시킬 수 있도록 하여 바닷물의 색상에 따라서 해조류에 최적의 빛을 출사하도록 하는 것이다. The present invention relates to an LED device for emitting light to promote the growth of algae growing in sea water, consisting of a low color temperature LED and a high color temperature LED each of which is controlled by the two power supply red color emitted to the algae By varying the center wavelength of the series and blue systems, it is possible to emit the optimum light to the algae according to the color of the seawater.

Description

해조류 재배용 ＬＥＤ 장치{LED device for cultivating marine plant}LED device for seaweed cultivation {LED device for cultivating marine plant}

본 발명은 바닷말과 같은 해조류의 생장을 촉진시키는 해조류 재배용 LED 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a seaweed cultivation LED device for promoting the growth of algae, such as seaweed.

LED의 450~460nm 부근의 청색광과 629~630nm 부근의 적색광에 의하여 식물의 성장이 촉진되는 현상이 알려져 왔으며, 이러한 빛을 간단한 방법에 의하여 생성하여 식물 및 해조류에 조사하려고 하는 발명들이 개발되어 왔다. The phenomenon in which plant growth is promoted by blue light around 450 to 460 nm and red light around 629 to 630 nm of LEDs has been known, and inventions which generate such light by a simple method and irradiate plants and algae have been developed.

등록특허 10-0879711호(발명의 명칭: LED를 갖는 식물재배용 조명장치)(이하 종래기술이라 함)는 청색파장대의 LED와 적색파장대의 LED를 기하학적으로 혼합 배치하여 식물의 생장을 촉진시키는 기술을 개시하고 있다.Patent No. 10-0879711 (name of the invention: a plant cultivation lighting apparatus having an LED) (hereinafter referred to as a conventional technique) is a technology that promotes the growth of plants by geometrically placing the LED of the blue wavelength band and the LED of the red wavelength band. It is starting. 도 1은 종래기술의 구성을 설명하는 LED 배치도이다.1 is a layout view of an LED illustrating the structure of the prior art. 도 1에서 CO1은 적색 LED이고, CO2는 청색 LED이며, LED 장치는 청색 LED의 주변에 적색LED가 배치되는 구조를 이루고 있다.In FIG. 1, CO1 is a red LED, CO2 is a blue LED, and the LED device has a structure in which a red LED is disposed around the blue LED. 이러한 LED 장치는 청색LED와 적색LED로부터 육상에서 특정 파장대의 LED를 식물에 출사시켜 생장을 촉진시키기에 적합한 구조를 이루고 있으나, 해조류는 바닷물 속에서 성장하기 때문에 바닷물의 물색깔 등 환경적인 요인에 크게 영향을 받게 되어 육상에서의 생육이 촉진되는 파장대가 바닷물속에서는 변화되게 되며, 이러한 바닷물 속에서 해조류의 생장촉진 파장대는 현장에서의 여러 번의 실험에 의하여 결정되게 된다.These LED devices have a structure suitable for promoting growth by emitting LEDs of specific wavelengths to plants from the blue and red LEDs on land, but since the algae grow in the seawater, it is greatly influenced by environmental factors such as the water color of the seawater. The wavelength bands that are affected and promote growth on land are changed in seawater, and the growth bands of seaweeds in these seawaters are determined by several experiments in the field. 그러나 종래의 LED 장치는 장치가 완성된 후에는 파장이 변화할 수 없기 때문에 환경적인 변화에 적응할 수 있도록 파장을 변화시킬 수 없는 문제점이 있다.However, the conventional LED device has a problem that can not change the wavelength to adapt to environmental changes because the wavelength cannot change after the device is completed.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결과제는 LED 장치로부터 발산되는 빛의 파장대를 해조류의 생장지점에 가장 적합하게 가변시킬 수 있도록 하는 해조류 재배용 LED 장치를 제공하기 위한 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a seaweed cultivation LED device that can be changed to the wavelength of the light emitted from the LED device most suitable to the growth point of the algae. .

상기 과제를 해결하기 위한 해결수단은 바닷물에서 성장하는 해조류의 생장을 촉진시키기 위하여 빛을 해조류에 쪼여주도록 하는 해조류 재배용 LED 장치에 있어서: 적색의 제1 LED들, 청색의 제2 LED들; 제1 LED들에 흐르는 전류량을 검출하는 제1 전류검출수단; 제2 LED들에 흐르는 전류량을 검출하는 제2 전류검출수단; 제1 목표전류값을 입력받아 상기 제1 전류검출수단에 의하여 검출되는 전류량을 상기 제1 목표전류값에 일치하도록 제1 LED들에 전원을 공급하는 제1 전원부; 제2 목표전류값을 입력받아 상기 제2 전류검출수단에 의하여 검출되는 전류량을 상기 제2 목표전류값에 일치하도록 제2 LED들에 전원을 공급하는 제2 전원부를 포함하며, 상기 제1 전원부로부터 공급되는 전류량을 증가시키면 상기 제1 LED들로부터 출사되는 빛의 강도가 가장 큰 파장인 중심 파장이 길어지도록 천이되는 것이다.In order to solve the above problems, there is provided an algae cultivation LED device for irradiating light to the algae in order to promote the growth of algae growing in sea water, comprising: red first LEDs, blue second LEDs; First current detecting means for detecting an amount of current flowing in the first LEDs; Second current detecting means for detecting an amount of current flowing in the second LEDs; A first power supply unit receiving a first target current value and supplying power to the first LEDs such that the amount of current detected by the first current detection means matches the first target current value; And a second power supply unit configured to receive a second target current value and supply power to the second LEDs so that the amount of current detected by the second current detection unit corresponds to the second target current value, from the first power supply unit. Increasing the amount of current supplied causes the center wavelength, which is the wavelength at which the intensity of light emitted from the first LEDs, is greatest, to be longer.

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바닷물이라는 특수 환경 하에서 생장하는 해조류는 바닷물의 색상에 영향을 많이 받게 되고, 바닷물의 색상에 따라 해조류의 생장이 촉진되는 LED 빛의 파장도 가변되게 되나, 종래에는 특정 파장으로 고정된 LED 빛을 식물에 출사시켜 최적의 파장을 해조류에 출사하지 못하였으나 본 발명의 장치에 의하여 해조류의 생장에 적합한 빛으로 가변시켜 최적의 빛을 출사하도록 한다.The algae growing under the special environment of seawater are affected by the color of the seawater, and the wavelength of the LED light, which promotes the growth of the algae, also varies according to the color of the seawater. Although the optimum wavelength was not emitted to the algae by emitting to the algae, the optimum light is emitted by varying the light suitable for the growth of the algae by the apparatus of the present invention.

도 1은 종래기술의 구성을 설명하는 LED 배치도이다.
도 2는 본 발명에서 파장이 고정된 LED 장치의 파장 그래프이다.
도 3은 본 발명의 LED 장치의 전체적인 구성을 설명하는 회로 블록도이다.1 is a layout view of an LED illustrating the structure of the prior art.
2 is a wavelength graph of an LED device having a fixed wavelength in the present invention.
3 is a circuit block diagram illustrating the overall configuration of the LED device of the present invention.

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에서 파장이 고정된 LED 장치의 파장 그래프이다.2 is a wavelength graph of an LED device having a fixed wavelength in the present invention.

본 발명의 해조류 재배용 LED 장치는 복수의 백색 LED들이 배치된 세라믹 기판을 구비한다.The algae cultivation LED device of the present invention includes a ceramic substrate on which a plurality of white LEDs are disposed.

세라믹 기판에 설치된 백색 LED들은 색온도가 2800KLED와 색온도가 3400KLED를 1:8의 비율로 혼합 배치되어 도 2와 같은 파장분포의 곡선을 얻도록 한다.The white LEDs installed on the ceramic substrate are arranged to have a color temperature of 2800 KLEDs and a color temperature of 3400 KLEDs in a ratio of 1: 8 to obtain a curve of a wavelength distribution as shown in FIG. 2.

도 3은 본 발명의 LED 장치의 전체적인 구성을 설명하는 회로 블록도이다.3 is a circuit block diagram illustrating the overall configuration of the LED device of the present invention.

본 발명의 LED 장치(110)는 색온도 2800K의 LED들(103)과 3400K LED들(107)과, 2800K의 LED들(103)에 공급되는 전원을 제어하는 제1전원부(111)와 색온도 3400K의 LED들(107)에 공급되는 전원을 제어하는 제2전원부(113)를 구비하는 전원 제어부(100)와, 2800K의 LED들(103)에 과전류가 흐를때 차단하기 위한 제1 과전류보호부(101), 3400K의 LED들(107)에 과전류가 흐를 때 차단하기 위한 제2 과전류 보호부(105)를 구비한다.LED device 110 of the present invention is the first power source 111 and the color temperature of 3400K to control the power supplied to the LEDs 103 and 3400K LEDs 107 of the color temperature 2800K, the LEDs 103 of 2800K A power control unit 100 having a second power supply 113 for controlling the power supplied to the LEDs 107, and a first overcurrent protection unit 101 for blocking when an overcurrent flows to the LEDs 103 of 2800K. ) And a second overcurrent protection unit 105 for blocking when overcurrent flows to the LEDs 107 of 3400K.

또한, 제1전원부(111)에는 제1전원부로부터 발생되어 2800K의 LED들(103)에 공급되는 목표전류를 설정하기 위한 제1입력이 입력되며, 제1 과전류보호부(101)에 설치되는 저항(R1)의 양단에 인가되는 전압이 단자c, d를 통하여 제1전원부(111)에 입력된다.In addition, a first input for setting a target current generated from the first power supply unit and supplied to the LEDs 103 of 2800K is input to the first power supply unit 111, and a resistor installed in the first overcurrent protection unit 101. Voltages applied to both ends of R1 are input to the first power supply 111 through terminals c and d.

또한 제1전원부(111)는 단자c, d에 인가되는 전압에 의하여 2800K의 LED들(103)에 흐르는 전류량을 감지하고, 제1입력에 의하여 설정되는 전류량과 비교하여 2800K의 LED들(103)에 흐르는 전류가 제1입력에 의하여 설정되는 전류에 일치되도록 조정한다.In addition, the first power supply 111 senses the amount of current flowing through the LEDs 103 of 2800K according to the voltages applied to the terminals c and d, and compares the amount of current set by the first input to the LEDs 103 of the 2800K. Adjust the current flowing through the same to the current set by the first input.

또한, 제2전원부(113)에는 3400K의 LED(107)에 흐르는 목표 전류값을 설정하는 제2입력이 입력되고, 제2 과전류보호부(105)의 저항(R3)의 양단의 전압이 단자 e, f를 통하여 입력된다.In addition, a second input for setting a target current value flowing through the 3400K LED 107 is input to the second power supply 113, and voltages at both ends of the resistor R3 of the second overcurrent protection unit 105 are connected to the terminal e. is input via f.

또한 제2전원부(113)는 단자 e, f를 통하여 입력되는 전압에 의하여 3400K의 LED(107)에 흐르는 전류량을 검출하고, 제2입력에 의하여 설정되는 목표 전류와 비교하여 3400K의 LED(107)에 흐르는 전류가 목표전류와 일치 하도록 전류량을 제어한다.In addition, the second power supply 113 detects the amount of current flowing through the 3400K LED 107 by the voltage input through the terminals e and f, and compares the LED 107 of the 3400K with the target current set by the second input. The amount of current is controlled so that the current flowing in it matches the target current.

제2 과전류보호부(105)와 제1 과전류보호부(101)은 동일한 구성을 이루고 있으며, 제2 과전류보호부(105)에 대하여 설명하면, +전원선에는 사이리스트(Q2)의 캐소드가 연결되고, -전원선에 사이리스트(Q2)의 애노드와 3400K의 LED(107)의 캐소드의 연결점 사이에는 저항(R3)가 연결되며, 저항 (R3)와 3400K의 LED(107)의 접속점과 +전원선 사이에는 저항(R4)가 연결되고, 저항(R4)에 인가되는 전압은 사이리스트(Q2)의 게이트에 인가되도록 연결되고, 가 연결되며, 사이리스트(Q2)의 두 개의 전원선 사이에 사이리스터(Q2)가 연결되고, 저항 (R3)와 3400K의 LED(107)의 접속점은 단자 f와 연결되어 저항R3에 인가되는 전압이 피드백되도록 한다.The second overcurrent protection unit 105 and the first overcurrent protection unit 101 have the same configuration. Referring to the second overcurrent protection unit 105, the cathode of the side list Q2 is connected to the + power line. A resistor (R3) is connected between the anode of the silist (Q2) and the cathode of the LED (107) of the 3400K on the power supply line, the connection point of the resistor (R3) and the LED (107) of the 3400K and the + power supply. The resistor R4 is connected between the lines, and the voltage applied to the resistor R4 is connected to be applied to the gate of the silist Q2, is connected, and the thyristor between the two power lines of the silist Q2. Q2 is connected, and the connection point of the resistor R3 and the LED 107 of the 3400K is connected to the terminal f so that the voltage applied to the resistor R3 is fed back.

또한 2800K의 LED들(103)과 3400K의 LED들(107)의 숫자비는 1:8 비율로 조합하는 것이 해조류의 생장을 보다 촉진시킬 수 있으며, 각각의 LED들은 26루멘의 조도를 갖도록 설계한다.In addition, the combination of the number ratio of 2800K LEDs 103 and 3400K LEDs 107 in a 1: 8 ratio may further promote algae growth, and each LED is designed to have a luminance of 26 lumens. .

이와 같이 구성된 본 발명의 장치에서 발생되는 LED 빛을 해조류에 조명하면 해조류는 바닷물과 LED 빛의 혼합빛을 흡수하게 되어 생장하게 되며, 해조류는 해조류의 특성과 바닷물의 색온도 및 색상에 따라서 본 발명에서 발생될 수 있는 최적의 파장대에서 가장 잘 자라게 된다. When the LED light generated in the apparatus of the present invention configured as described above is illuminated on algae, the algae will grow by absorbing the mixed light of seawater and LED light, and the algae will be grown according to the characteristics of the algae and the color temperature and color of the seawater. It grows best in the optimum wavelength range that can be generated.

도 4는 본 발명의 장치에서 가변파장의 파장곡선을 도시한 것이다.Figure 4 shows the wavelength curve of the variable wavelength in the device of the present invention.

도 4에 도시된 선(가)는 본 발명의 장치에서 파란색의 중심이 되는 파장, 즉 파란색의 강도가 가장 센 파장인 중심파장이 455nm이고, 적색의 강도가 가장 센 파장인 중심파장이 630nm의 적색이 고정되게 발생되는 상태를 도시한 것이다.In the device of the present invention, the line (a) of FIG. 4 shows the wavelength of the center of blue in the device of the present invention, that is, the center wavelength of which the intensity of blue is the strongest is 455 nm, and the center wavelength of the intensity of red is 630 nm. It shows a state in which red is fixedly generated.

이러한 상태에서 해조류가 생육되는 바다 환경에 의하여 선(가)보다 더 짧은 푸른색 파장과 선(가)보다 더 짧은 적색 파장대를 갖는 광선, 즉 선(다)의 파장분포 광선에서 생육이 더 잘된다고 하면 본 발명의 장치에서 제2전원부(113)에 입력되는 제2입력의 목표전류값을 증가시켜 3400K의 LED들(107)에 흐르는 전류량을 늘리게 되면 파란색의 강도가 가장 큰 중심파장의 크기가 짧아지게 되고 적색의 강도가 가장 큰 중심파장의 크기가 짧아지는 쪽으로 천이하게 된다.Under these conditions, the sea environment in which algae grow makes better growth in light rays having shorter blue wavelengths than lines and shorter red wavelength bands than lines. When the target current value of the second input input to the second power supply unit 113 is increased in the apparatus of the present invention to increase the amount of current flowing through the LEDs 107 of 3400K, the size of the center wavelength having the greatest intensity of blue is short. This shifts toward the shorter magnitude of the center wavelength, which has the greatest intensity of red.

또한 반대로 본 발명의 장치에서 발생되는 백색광을 형성하는 적색파장의 중심파장을 증가시키기 위해서는 제1입력의 목표 전류값을 증가시키게 되면 제1전원부(111)로부터 2800K의 LED들(103)에 흐르는 전류가 증가되게 되어 파란색의 강도가 가장 큰 중심파장의 크기가 커지고, 적색의 강도가 가장 큰 중심파장 또한 커지게 되어 결국 선(나)와 같은 파장 분포곡선을 형성하게 된다.On the contrary, in order to increase the center wavelength of the red wavelength that forms the white light generated in the apparatus of the present invention, when the target current value of the first input is increased, the current flowing from the first power supply 111 to the LEDs 103 of 2800K is increased. The size of the center wavelength with the largest intensity of blue increases, and the center wavelength with the largest intensity of red also increases, resulting in the formation of a wavelength distribution curve such as the line (b).

이와 같이 제1전원부(111)에서 2800K의 LED들(103)에 공급하는 전류량을 가변시키고, 제2전원부(113)에서 3400K의 LED들(107)에 공급하는 전류량을 가변시킴으로써 해조류가 생장하는 바닷물의 색상에 따라서 최적의 파장의 빛을 발생시킬 수 있다.As described above, the amount of current supplied from the first power supply 111 to the LEDs 103 of 2800K is varied, and the amount of current supplied from the second power supply 113 to the LEDs 107 of the 3400K is varied. According to the color of the light can be generated the optimal wavelength.

또한 이와 같이 최적의 파장의 빛을 해조류에 공급하는 중에 LED는 정전류방식에 의하여 제어되게 되므로 빛의 양이 균일하게 공급되게 되어 LED을 장기간 사용할 수 있도록 하며, 과전류 보호회로가 구비되어 있어 특정 LED의 단락에 의한 과전류를 차단하여 다른 LED들을 보호할 수 있다. In addition, the LED is controlled by the constant current method while supplying the light of the optimum wavelength to the seaweed, so that the amount of light is supplied uniformly so that the LED can be used for a long time and the overcurrent protection circuit is provided. Other LEDs can be protected by blocking the overcurrent caused by a short circuit.

100: 전원 제어부 101: 제1 과전류보호부 103: 2800K의 LED들
105: 제2 과전류 보호부 107: 3400K LED들 110: LED 장치
111: 제1전원부 113: 제2전원부100: power control unit 101: first overcurrent protection unit 103: LEDs of 2800K
105: second overcurrent protection unit 107: 3400K LEDs 110: LED device
111: first power supply section 113: second power supply section

Claims (8)

바닷물에서 성장하는 해조류의 생장을 촉진시키기 위하여 빛을 해조류에 쪼여주도록 하는 해조류 재배용 LED 장치에 있어서:
적색의 제1 LED들, 청색의 제2 LED들;
제1 LED들에 흐르는 전류량을 검출하는 제1 전류검출수단;
제2 LED들에 흐르는 전류량을 검출하는 제2 전류검출수단;
제1 목표전류값을 입력받아 상기 제1 전류검출수단에 의하여 검출되는 전류량을 상기 제1 목표전류값에 일치하도록 제1 LED들에 전원을 공급하는 제1 전원부;
제2 목표전류값을 입력받아 상기 제2 전류검출수단에 의하여 검출되는 전류량을 상기 제2 목표전류값에 일치하도록 제2 LED들에 전원을 공급하는 제2 전원부를 포함하며,
상기 제1 전원부로부터 공급되는 전류량을 증가시키면 상기 제1 LED들로부터 출사되는 빛의 강도가 가장 큰 파장인 중심 파장이 길어지도록 천이되는 것을 특징으로 하는 해조류 재배용 LED 장치.In a seaweed cultivation LED device that emits light to the algae to promote the growth of algae growing in sea water:
Red first LEDs, blue second LEDs;
First current detecting means for detecting an amount of current flowing in the first LEDs;
Second current detecting means for detecting an amount of current flowing in the second LEDs;
A first power supply unit receiving a first target current value and supplying power to the first LEDs such that the amount of current detected by the first current detection means matches the first target current value;
And a second power supply unit configured to receive a second target current value and supply power to the second LEDs so that the amount of current detected by the second current detection means matches the second target current value.
Increasing the amount of current supplied from the first power supply unit is a seaweed cultivation LED device, characterized in that the transition to the length of the center wavelength is the maximum wavelength of the light emitted from the first LED is the longest. 청구항 1에서, 상기 제1 전류검출수단에 기설정되는 전압보다 높은 전압이 인가되는 경우에 상기 제1 전원공급부에서 상기 제1 LED들에 공급되는 전류를 차단하는 제1 과전류 보호수단과 상기 제2 전류검출수단에 기설정되는 전압보다 높은 전압이 인가되는 경우에 상기 제2 전원공급부에서 상기 제2 LED들에 공급되는 전류를 차단하는 제2 과전류 보호수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 해조류 재배용 LED 장치.The method of claim 1, wherein the first over-current protection means for blocking the current supplied to the first LEDs from the first power supply unit when a voltage higher than a predetermined voltage is applied to the first current detection means and the second And a second overcurrent protection means for blocking a current supplied to the second LEDs from the second power supply unit when a voltage higher than a predetermined voltage is applied to the current detection means. . 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에서, 상기 제2 전원부로부터 공급되는 전류량을 증가시키면 제2 LED들로부터 출사되는 빛의 강도가 가장 큰 중심파장이 짧아지는 것을 특징으로 하는 해조류 재배용 LED 장치.
The algae cultivation LED device according to claim 1, wherein increasing the amount of current supplied from the second power supply unit shortens the center wavelength having the greatest intensity of light emitted from the second LEDs.
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