RU91250U1 - LED PLANT LIGHT (SIDOR) - Google Patents
LED PLANT LIGHT (SIDOR) Download PDFInfo
- Publication number
- RU91250U1 RU91250U1 RU2009133013/22U RU2009133013U RU91250U1 RU 91250 U1 RU91250 U1 RU 91250U1 RU 2009133013/22 U RU2009133013/22 U RU 2009133013/22U RU 2009133013 U RU2009133013 U RU 2009133013U RU 91250 U1 RU91250 U1 RU 91250U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- leds
- adaptive local
- plant
- led
- protective coating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
Abstract
1. Светодиодный адаптивный локальный облучатель растений в защищенном от внешней среды пространстве, содержащем защитное покрытие с размещенными в нем растениями, и искусственный источник света, расположенный над растениями и допускающий изменение его высоты, отличающийся тем, что защитное покрытие выполнено в виде отрезка тонкостенной трубы с открытой нижней частью и верхней крышкой, покрытие расположено над отдельным растением, находящимся на поверхности, на оси симметрии трубы, источник света установлен на площадке в верхней части трубы на оси ее симметрии так, чтобы центральная ось светового потока источника света совпадала с осью симметрии трубы, причем в качестве источника света применены светодиоды. ! 2. Светодиодный адаптивный локальный облучатель по п.1, отличающийся тем, что светодиоды распределены на группы и каждая группа снабжена отдельным выключателем, включающимся для увеличения освещаемой поверхности по мере разрастания растений. ! 3. Светодиодный адаптивный локальный облучатель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что группы светодиодов различаются углом распределения светового потока. ! 4. Светодиодный адаптивный локальный облучатель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что площадка со светодиодами установлена на трубчатом держателе, верхняя крышка снабжена сквозным отверстием, сквозь которое проходит трубчатый держатель. ! 5. Светодиодный адаптивный локальный облучатель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что поверхность с растением снабжена отражателем, отражающая поверхность которого направлена навстречу световому потоку светодиодов. ! 6. Светодиодный адаптивный локальный о1. LED adaptive local plant irradiator in a space protected from the external environment, containing a protective coating with plants placed in it, and an artificial light source located above the plants and allowing its height to be changed, characterized in that the protective coating is made in the form of a segment of a thin-walled pipe with open lower part and upper cover, the coating is located above a separate plant located on the surface, on the axis of symmetry of the pipe, the light source is installed on the site in the upper part Pipes on its axis of symmetry so that the central axis of the light flux of the light source coincides with the axis of symmetry of the pipe, the LEDs used as a light source. ! 2. The adaptive local LED illuminator according to claim 1, characterized in that the LEDs are divided into groups and each group is equipped with a separate switch that is turned on to increase the illuminated surface as the plants grow. ! 3. LED adaptive local irradiator according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the groups of LEDs differ in the angle of distribution of the light flux. ! 4. LED adaptive local irradiator according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the platform with LEDs is mounted on a tubular holder, the top cover is provided with a through hole through which the tubular holder passes. ! 5. LED adaptive local irradiator according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the surface of the plant is equipped with a reflector, the reflective surface of which is directed towards the light flux of the LEDs. ! 6. LED adaptive local about
Description
Полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности, к устройствам для выращивания отдельных растений под защитным покрытием с искусственным освещением и может быть использована в других областях народного хозяйства, где требуется индивидуальная локальная подсветка, например, для биологически активных объектов.The utility model relates to the field of agriculture, in particular, to devices for growing individual plants under a protective coating with artificial lighting and can be used in other areas of the national economy where individual local illumination is required, for example, for biologically active objects.
Известен локальный облучатель растений, содержащий защитное покрытие, выполненное в виде полого цилиндра состоящего из двух частей, стеллаж с размещенными в нем растениями и искусственный источник света. См., например, патент РФ №2015655, МПК А01G 9/14 «Комнатная теплица», опубл. 15.07.1994 г., в Б.И. №13.Known local plant irradiator containing a protective coating made in the form of a hollow cylinder consisting of two parts, a rack with plants placed in it and an artificial light source. See, for example, RF patent No. 2015655, IPC A01G 9/14 “Room greenhouse”, publ. July 15, 1994, in B.I. No. 13.
Недостаток известного локального облучателя заключается в том, что, размещенный в защищенном покрытием пространстве источник света используется не эффективно, поскольку большая часть потока облучения рассеивается в промежутках между растениями. Кроме того, спектральный состав используемого источника света не позволяет обеспечить оптимальный фотосинтетический процесс в растениях. К тому же срок службы используемых под защищенным покрытием известных ламп со стеклянной колбой невелик и составляет, в среднем, 500-3000 часов. Формировать с их помощью импульсный режим освещения невозможно.A disadvantage of the known local irradiator is that the light source located in the protected space is not used efficiently, since most of the irradiation flux is scattered between the plants. In addition, the spectral composition of the used light source does not allow for the optimal photosynthetic process in plants. In addition, the service life of known lamps with a glass bulb used under a sheeting is short and averages 500-3000 hours. It is impossible to form a pulsed lighting mode with their help.
Более близким по технической сущности и, принятым за прототип, является локальный облучатель растений, содержащий корпус защитного покрытия с размещенными в нем растениями и искусственным источником света, расположенным сверху, высота которого может изменяться за счет специальных вставок. (См., например, патент РФ №2245025 МПК7 А01G 9/24 "Камера-компакт для выращивания растений") опубл. 27.01.2005 г. Б.И. №3.Closer in technical essence and adopted for the prototype is a local plant irradiator containing a protective coating housing with plants placed in it and an artificial light source located on top, the height of which can be changed due to special inserts. (See, for example, RF patent No. 2245025 IPC 7 A01G 9/24 "Compact chamber for growing plants") publ. January 27, 2005 B.I. Number 3.
В известном техническом решении световой поток от источника света используется более полно. Устройство позволяет с помощью специальных колец - вставок изменять высоту положения искусственного источника света в зависимости от роста растений, находящихся в его корпусе.In the known technical solution, the luminous flux from the light source is used more fully. The device allows using special rings - inserts to change the height of the position of the artificial light source depending on the growth of plants in its body.
Однако, предложенное устройство не лишено недостатков. В частности, в нем, также как и в аналоге, большая часть потока излучения попадает на поверхность, лишенную растительности. Некоторые растения получают избыточный световой поток, а другая их часть оказывается в тени и имеет недостаточную для их развития освещенность. Это означает, что источник света используется не рационально, т.е. потребляет излишнюю электроэнергию. В описании, приложенном к прототипу, ничего не говорится о применяемом источнике света. Между тем практика показывает, что растения весьма чувствительны к спектральному составу светового потока. Кроме того, в последнее время получает развитие импульсный режим освещения растений. При этом важно соотношение между продолжительностью световых вспышек и темновых пауз при освещении искусственным источником света для того, чтобы обеспечить оптимальный процесс фотосинтеза в растениях.However, the proposed device is not without drawbacks. In particular, in it, as well as in the analogue, most of the radiation flux enters a surface devoid of vegetation. Some plants receive excess light flux, while the other part is in the shade and has insufficient illumination for their development. This means that the light source is not used rationally, i.e. consumes excess electricity. The description attached to the prototype does not say anything about the used light source. Meanwhile, practice shows that plants are very sensitive to the spectral composition of the light flux. In addition, a pulsed mode of plant illumination has recently been developing. Moreover, the ratio between the duration of light flashes and dark pauses when illuminated by an artificial light source is important in order to ensure the optimal process of photosynthesis in plants.
Иными словами, применяемое защитное покрытие должно иметь возможность изменять с помощью искусственного источника света площадь распределения светового потока, частоту и ширину импульсов света, и спектральный состав излучения, в зависимости от высоты растения и стадии его развития.In other words, the applied protective coating should be able to change the distribution area of the light flux, the frequency and width of the light pulses, and the spectral composition of the radiation with an artificial light source, depending on the height of the plant and the stage of its development.
Техническим результатом данной полезной модели является снижение потребления электроэнергии и эксплуатационных расходов за счет повышения эффективности использования источника света, и увеличения его срока службы и повышение насыщенности светом при искусственном освещении растений под защитным покрытием. Одновременно решается задача по повышению урожайности и уменьшению сроков созревания земледельческой продукции путем обеспечения более рационального адаптивного распределения освещения, регулирования спектра и изменения величины и времени освещенности по мере роста растений.The technical result of this utility model is to reduce energy consumption and operating costs by increasing the efficiency of use of the light source, and increasing its service life and increasing light saturation under artificial lighting of plants under a protective coating. At the same time, the task of increasing productivity and reducing the maturity of agricultural products by providing a more rational adaptive distribution of lighting, regulating the spectrum and changing the magnitude and time of illumination as plants grow is being solved.
Указанный технический результат определяется тем, что в светодиодном, адаптивном, локальном облучателе растений в защищенном от внешней среды пространстве, содержащем защитное покрытие с размещенными в нем растениями, и искусственный источник света, расположенный над растениями и допускающий изменение его высоты, согласно полезной модели, защитное покрытие выполнено в виде отрезка тонкостенной трубы с открытой нижней частью, расположенное над отдельным растением, находящимся на поверхности, на оси симметрии трубы, источник света установлен на площадке, в верхней части трубы на оси ее симметрии так, чтобы центральная ось светового потока источника света совпадала с осью симметрии трубы, причем в качестве источника света применены светодиоды.The specified technical result is determined by the fact that in the LED, adaptive, local plant irradiator in a space protected from the external environment, containing a protective coating with plants placed in it, and an artificial light source located above the plants and allowing its height to be changed, according to the utility model, protective the coating is made in the form of a segment of a thin-walled pipe with an open lower part, located above a separate plant located on the surface, on the axis of symmetry of the pipe, the light source is updated at the site, in the upper part of the pipe, on the axis of its symmetry so that the central axis of the light flux of the light source coincides with the axis of symmetry of the pipe, and LEDs are used as the light source.
В варианте технического решения светодиоды распределены на группы, и каждая группа снабжена отдельным выключателем, включающим группы для увеличения освещаемой поверхности по мере разрастания растения.In a variant of the technical solution, the LEDs are divided into groups, and each group is equipped with a separate switch, including groups to increase the illuminated surface as the plants grow.
В варианте технического решения группы светодиодов различаются углом распределения светового потока.In the embodiment of the technical solution, the LED groups differ in the angle of distribution of the light flux.
В варианте технического решения группы светодиодов имеют различный спектральный состав излучения.In an embodiment of the technical solution, the LED groups have different spectral composition of the radiation.
В варианте технического решения площадка со светодиодами установлена на трубчатом держателе, верхняя часть трубы снабжена крышкой, в которой выполнено сквозное отверстие, сквозь которое проходит трубчатый держатель.In an embodiment of the technical solution, a platform with LEDs is mounted on a tubular holder, the upper part of the pipe is provided with a cover in which a through hole is made through which the tubular holder passes.
В варианте технического решения поверхность с растением снабжена отражателем, отражающая поверхность которого направлена навстречу световому потоку светодиодов.In a variant of the technical solution, the surface with the plant is equipped with a reflector, the reflective surface of which is directed towards the light flux of the LEDs.
В варианте технического решения площадка со светодиодами расположена в центре отражателя, направляющего световой поток вниз.In a variant of the technical solution, the platform with LEDs is located in the center of the reflector, directing the light flux down.
В варианте технического решения растение расположено в горшке, установленном на поверхности.In a variant of the technical solution, the plant is located in a pot mounted on the surface.
В варианте технического решения верхняя крышка выполнена прозрачной, а площадка со светодиодами установлена на крышке.In a variant of the technical solution, the top cover is made transparent, and a platform with LEDs is mounted on the cover.
В варианте технического решения защитное покрытие снабжено выдвижными стойками.In a variant of the technical solution, the protective coating is provided with retractable racks.
В варианте технического решения внутренняя поверхность защитного покрытия снабжена светоотражающим слоем.In an embodiment of the technical solution, the inner surface of the protective coating is provided with a reflective layer.
В варианте технического решения боковая поверхность защитного покрытия снабжена сквозными отверстиями.In an embodiment of the technical solution, the side surface of the protective coating is provided with through holes.
В варианте технического решения защитное покрытие выполнено из прозрачного материала.In a variant of the technical solution, the protective coating is made of a transparent material.
В варианте технического решения светодиоды снабжены импульсным включателем с регулированием частоты и продолжительности световых импульсов и длительности темновых пауз.In a variant of the technical solution, the LEDs are equipped with a pulse switch with adjustable frequency and duration of light pulses and duration of dark pauses.
В варианте технического решения между светодиодами и растением помещена линзовая система.In a variant of the technical solution, a lens system is placed between the LEDs and the plant.
В варианте технического решения защитное покрытие выполнено в виде отрезка цилиндрической трубы.In a variant of the technical solution, the protective coating is made in the form of a segment of a cylindrical pipe.
В варианте технического решения защитное покрытие выполнено в виде отрезка многогранной трубы.In a variant of the technical solution, the protective coating is made in the form of a segment of a multifaceted pipe.
Применение локального для каждого растения защитного покрытия в виде отрезка тонкостенной трубы с открытой нижней частью и с источником света, установленным над растением, дает возможность оптимизировать распределение светового потока на поверхности в центре покрытия и упростить изготовление покрытия. Тем самым удается повысить освещенность именно того участка поверхности, на котором находится растение и снизить мощность, потребляемую источником света. Применение в качестве источника света светодиодов способствует снижению потребления электроэнергии, повышению сроков службы системы в целом. Кроме того, светодиоды можно включать с высокой частотой, они имеют низкую температуру нагрева корпуса, высокую механическую прочность и не боятся попадания на их корпус водяных брызг.The use of a protective coating local to each plant in the form of a segment of a thin-walled pipe with an open lower part and with a light source installed above the plant makes it possible to optimize the distribution of the light flux on the surface in the center of the coating and simplify the manufacture of the coating. Thus, it is possible to increase the illumination of precisely that part of the surface on which the plant is located and to reduce the power consumed by the light source. The use of LEDs as a light source helps to reduce energy consumption, increase the life of the system as a whole. In addition, the LEDs can be turned on with a high frequency, they have a low heating temperature of the case, high mechanical strength and are not afraid of splashing water on their case.
Распределение светодиодов на группы и снабжение каждой группы отдельным выключателем, включающимся для увеличения освещаемой поверхности по мере разрастания растения, позволяет экономно расходовать электроэнергию при освещении, поскольку на начальной стадии роста растению требуется меньший световой поток.The distribution of LEDs into groups and the supply of each group with a separate switch, which is turned on to increase the illuminated surface as the plants grow, allows energy to be economically consumed in lighting, since the plant requires less light flux at the initial stage of growth.
Применение групп светодиодов различающихся углом распределения светового потока расширяет возможности пользователя данным устройством.The use of LED groups differing in the angle of distribution of the light flux expands the capabilities of the user with this device.
Применение светодиодов с различным спектральным составом излучения и возможность периодического изменения спектрального состава освещения дает возможность обеспечить оптимальный режим освещения растения с учетом стадий его развития.The use of LEDs with different spectral composition of radiation and the possibility of periodically changing the spectral composition of lighting makes it possible to provide an optimal mode of illumination of a plant, taking into account the stages of its development.
Импульсное освещение рассады с регулированием частоты световых импульсов, продолжительности световых вспышек и ширины темновых пауз позволяет ускорить процесс роста растения и сократить потребление электроэнергии.Impulse illumination of seedlings with the regulation of the frequency of light pulses, the duration of light flashes and the width of dark pauses allows you to accelerate the process of plant growth and reduce energy consumption.
Установка площадки со светодиодами на трубчатом держателе, проходящем через сквозное отверстие в верхней крышке, позволяет регулировать освещенность растения изменением высоты расположения источника света.Setting the platform with LEDs on a tubular holder passing through a through hole in the top cover allows you to adjust the illumination of the plant by changing the height of the light source.
Наличие отражателя, расположенного на поверхности с растением, способствует более полному использованию светового потока, который, отражаясь, повышает насыщенность светом внутри защитного корпуса.The presence of a reflector located on the surface with the plant contributes to a more complete use of the light flux, which, when reflected, increases the saturation of light inside the protective housing.
Наличие отражателя на площадке, в центре которого расположены светодиоды, также повышает насыщенность светом внутреннего пространства защитного корпуса, что способствует лучшему развитию растения и снижению расхода электроэнергии на освещение.The presence of a reflector on the site, in the center of which the LEDs are located, also increases the light saturation of the inner space of the protective housing, which contributes to better plant development and lower energy consumption for lighting.
Выращивание растения в горшке упрощает последующий уход за посадками.Growing a plant in a pot simplifies subsequent planting care.
Выполнение верхней крышки прозрачной с установкой площадки со светодиодами на крышке, предохраняет светодиоды от лишней влаги, которая скапливается внутри защитного покрытия и устраняет нагрев внутренней части защитного корпуса.The implementation of the top cover transparent with the installation of a platform with LEDs on the cover, protects the LEDs from excess moisture that accumulates inside the protective coating and eliminates the heating of the inner part of the protective housing.
Использование выдвижных стоек для защитного покрытия позволяет автоматизировать процесс плавного регулирования высоты источника света над растением. Кроме того, в этом случае возможен групповой метод выращивания растений одного вида и времени посадки.The use of retractable racks for protective coating allows you to automate the process of smoothly controlling the height of the light source above the plant. In addition, in this case, a group method of growing plants of the same species and planting time is possible.
Наличие светоотражающего слоя на внутренней поверхности защитного покрытия повышает насыщенность светом внутри покрытия и рационально для растения, выращиваемого в парнике или теплице в темное время года.The presence of a reflective layer on the inner surface of the protective coating increases the saturation of light inside the coating and is rational for a plant grown in a greenhouse or greenhouse in the dark.
Применение сквозных отверстий в боковых поверхностях защитного покрытия дает возможность регулировать температуру внутри покрытия.The use of through holes in the lateral surfaces of the protective coating makes it possible to control the temperature inside the coating.
Выполнение защитного покрытия из прозрачного материала позволяет снизить световой поток светодиодов при наличии внешнего освещения.The implementation of a protective coating of transparent material allows to reduce the light output of LEDs in the presence of external lighting.
Наличие линзовой системы, расположенной между растением и источником света, дает возможность упросить систему регулирования освещенностью.The presence of a lens system located between the plant and the light source makes it possible to simplify the lighting control system.
Выполнение защитного покрытия в виде отрезка цилиндрической трубы позволяет использовать наиболее распространенные конструкции труб.The implementation of the protective coating in the form of a segment of a cylindrical pipe allows you to use the most common pipe designs.
Выполнение защитного покрытия в виде отрезка многогранной трубы способствует повышению жесткости конструкции.The implementation of the protective coating in the form of a segment of a multifaceted pipe helps to increase the rigidity of the structure.
Заявленная полезная модель иллюстрируется 14-ю фигурами.The claimed utility model is illustrated by 14 figures.
На фиг.1 представлена конструкция защитного покрытия, выполненного в виде отрезка цилиндрической трубы, с источником света.Figure 1 shows the design of the protective coating, made in the form of a segment of a cylindrical pipe, with a light source.
На фиг.2 показано защитное покрытие со светодиодами, вид снизу.Figure 2 shows a protective coating with LEDs, bottom view.
На фиг.3 видна боковая проекция пакета защитных покрытий, состоящего из нескольких светодиодных, адаптивных, локальных облучателей, установленных над растениями одного вида и одного времени посадки.Figure 3 shows a side projection of a package of protective coatings, consisting of several LED, adaptive, local irradiators installed over plants of the same species and one planting time.
На фиг.4 изображен пакет защитных покрытий, состоящий из локальных облучетелей растений в сборе, вид сверху.Figure 4 shows a package of protective coatings consisting of local irradiators of plants in assembly, top view.
На фиг.5 нарисован светодиодный облучатель, в котором площадь освещаемой поверхности регулируется путем изменения положения источника света.5, an LED irradiator is drawn in which the area of the illuminated surface is adjusted by changing the position of the light source.
На фиг.6 представлен адаптивный облучатель, в котором источники света размещены в центре плоского диска большого диаметра, порытого светоотражающим слоем.Fig. 6 shows an adaptive irradiator in which light sources are located in the center of a large-diameter flat disk, broken by a reflective layer.
На фиг.7 показан локальный облучатель, в котором поверхность с растением снабжена параболическим отражателем.7 shows a local irradiator, in which the surface with the plant is equipped with a parabolic reflector.
На фиг.8 нарисован светодиодный адаптивный локальный облучатель растений, в котором источники света расположены в центре параболического отражателя, а поверхность с растением также снабжена параболическим отражателем.Fig. 8 shows a LED adaptive local plant irradiator, in which the light sources are located in the center of the parabolic reflector, and the surface with the plant is also equipped with a parabolic reflector.
На фиг.9 имеется чертеж устройства для локального облучения, в котором между источником света и растением установлена линзовая система.Figure 9 is a drawing of a device for local exposure, in which a lens system is installed between the light source and the plant.
Фиг.10 демонстрирует расположение защитного покрытия над растением, посаженным в горшок.Figure 10 shows the location of the protective coating over a plant planted in a pot.
На фиг.11 показано устройство локального облучения, в котором источник света расположен над прозрачной крышкой защитного корпуса.11 shows a local irradiation device in which the light source is located above the transparent cover of the protective housing.
На фиг.12 начерчена принципиальная электрическая схема светодиодного облучателя.12, a circuit diagram of an LED irradiator is drawn.
На фиг.13 дана осциллограмма изменения светового потока (Ф) и характер интегрального изменения фотосинтетической активности восприятия оптической радиации (ФАР) растениями в зависимости от времени (t) при работе формирователя импульсов света.On Fig given the oscillogram of the change in luminous flux (f) and the nature of the integral change in the photosynthetic activity of the perception of optical radiation (PAR) by plants depending on time (t) during operation of the shaper of light pulses.
На фиг.14 представлено защитное покрытие, выполненное в виде отрезка многогранной трубы, вид сверху.On Fig presents a protective coating made in the form of a segment of a multifaceted pipe, top view.
Общие для всех фигур элементы обозначены одинаково.Elements common to all figures are denoted identically.
В одном из вариантов конструкция осветителя локального бестеневого освещения рассады с индивидуальным перераспределением светового потока над растением, устроена следующим образом. Защитная камера осветителя представляет собой тонкостенную цилиндрическую трубу 1 определенной высоты (фиг.1, 2), выполненную из пластмассы и установленную на поверхности 2, представляющей собой грунт. Диаметр цилиндрической трубы выбирается из расчета, чтобы площадь ее основания соответствовала площади, занимаемой растением в период максимума его роста под защитной камерой, а высота цилиндрической трубы - защитной камеры не препятствовала его первоначальному росту. В верхней части защитной камеры, в торцевой поверхности, в ее стенках выполнены диаметрально расположенные прямоугольные прорези 3, в которые вставлен держатель 4. Держатель представляет собой полосу, в центре которой установлена площадка 5, представляющая собой плоский диск (фиг.2). И полоса 4, и площадка 5 изготовлена из прозрачного пластика. Они скрепляются между собой, например, с помощью клея. Длина полосы равна или несколько больше внешнего диаметра цилиндрической защитной камеры 1. Концы полосы 4 входят в прорези 3 так, чтобы центр площадки 5 оказался на оси трубы. На площадке 5, установлен источник света 6, выполненный на светодиодах. Центральная ось светового потока светодиодов совпадает с осью симметрии защитной камеры и световой поток от них направлен вниз камеры 1 на растение. Количество светодиодов зависит от требуемой освещенности поверхности, количества спектральных составляющих светового потока и мощности светодиодов. Светодиоды могут различаться по углу распределения светового потока. В частности, площадка 5 состоит из центральной части 5' и плоских концентрических колец 5” и 5'''. Таких колец может быть больше, чем представлено на фиг. На центральной части установлены светодиоды с минимальным углом светораспределения, выполненным так, чтобы световое пятно, т.е. площадь освещаемой поверхности, совпадало в плане с площадью, занимаемой растением в начале его роста. Для этого, предварительно, определяют угол α светораспределения центральных светодиодов (центрального светодиода) 6'. На концентрическом кольце 5" располагают светодиоды, соответственно 6", имеющие больший, чем у средних светодиодов 6' угол светораспределения (угол обзора). И, наконец, на концентрическом кольце 5''' установлены светодиоды 6''', имеющие максимальный угол светораспредления. На фиг.1 также показаны контуры растения 7' 7" и 7''', увеличивающегося в объеме по мере его роста. Тонкой пунктирной линией, штрих пунктиром и утолщенным пунктиром изображено примерное светораспределение по мере включения светодиодов 6', 6" и 6'''. Токоподвод к светодиодам производится гибким проводом (на фиг. не показан).In one embodiment, the design of the luminaire local shadowless lighting seedlings with individual redistribution of the light flux over the plant, is arranged as follows. The protective chamber of the illuminator is a thin-walled cylindrical pipe 1 of a certain height (1, 2), made of plastic and mounted on the surface 2, which is the soil. The diameter of the cylindrical pipe is selected so that the area of its base corresponds to the area occupied by the plant during the period of its maximum growth under the protective chamber, and the height of the cylindrical pipe - the protective chamber does not interfere with its initial growth. In the upper part of the protective chamber, in the end surface, in its walls there are made diametrically arranged rectangular slots 3 into which the holder 4 is inserted. The holder is a strip, in the center of which there is a platform 5, which is a flat disk (figure 2). Both strip 4 and platform 5 are made of transparent plastic. They are fastened together, for example, with glue. The length of the strip is equal to or slightly greater than the outer diameter of the cylindrical protective chamber 1. The ends of the strip 4 are included in the slots 3 so that the center of the platform 5 is on the axis of the pipe. On site 5, a light source 6 is installed, made on the LEDs. The central axis of the light flux of the LEDs coincides with the axis of symmetry of the protective chamber and the light flux from them is directed down the camera 1 to the plant. The number of LEDs depends on the required surface illumination, the number of spectral components of the light flux and the power of the LEDs. LEDs can vary in the angle of distribution of the light flux. In particular, the platform 5 consists of a central part 5 'and flat concentric rings 5 "and 5". There may be more such rings than shown in FIG. On the central part, LEDs are installed with a minimum light distribution angle made so that the light spot, i.e. the area of the illuminated surface coincided in plan with the area occupied by the plant at the beginning of its growth. For this, preliminary, the angle α of the light distribution of the central LEDs (central LED) 6 ′ is determined. On the concentric ring 5 "there are LEDs, respectively 6", having a greater light distribution angle (viewing angle) than the average LEDs 6 '. And finally, 6 ”″ LEDs are installed on the concentric ring 5 ″ ″ having a maximum light distribution angle. Figure 1 also shows the contours of a plant 7 ′ 7 ″ and 7 ″ ″, which grows in volume as it grows. A thin dashed line, a dash dotted line and a thickened dashed line shows an approximate light distribution as the LEDs 6 ′, 6 ″ and 6 ′ ''. The current lead to the LEDs is a flexible wire (not shown in Fig.).
В варианте технического решения защитное покрытие 1 снабжено выдвижными стойками, состоящими из выдвигаемых частей 8 и опорных трубчатых деталей 9, снабженных фиксаторами 10. Несколько трубчатых покрытий могут быть скомпонованы в общий пакет. Все трубчатые защитные покрытия 1 в пакете крепятся к общей платформе 11 (фиг.3, 4). Платформа опирается на части стоек 8. Для подъема платформы может быть использован реечный привод. Для больших площадей с рассадой может быть применен и гидропривод с адаптивной автоматизированной системой перемещения всех стоек. Платформа выполнена из сплошного прозрачного материала, и имеет отверстия 12 для отвода тепла от светодиодов и вентиляции рассады. Для полноценного освещения необходимо, чтобы однотипные защитные покрытия устанавливались над растениями одного вида и одного времени посадки.In an embodiment of the technical solution, the protective coating 1 is provided with extendable racks consisting of extendable parts 8 and supporting tubular parts 9 provided with clamps 10. Several tubular coatings can be arranged in a common package. All tubular protective coatings 1 in the package are attached to a common platform 11 (figure 3, 4). The platform rests on parts of the struts 8. A rack drive can be used to lift the platform. For large areas with seedlings, a hydraulic actuator with an adaptive automated system for moving all racks can be used. The platform is made of a solid transparent material, and has holes 12 for removing heat from the LEDs and ventilation of seedlings. For proper lighting, it is necessary that the same type of protective coating is installed over plants of the same species and at the same time of planting.
В варианте технического решения защитное покрытие 1 снабжено верхней торцевой крышкой 11 (фиг.5) со сквозным отверстием 13 посередине. Светодиоды 6 размещены на площадке 5. Эта площадка прикреплена к трубчатому держателю 14. Крышка 12 выполнена из прозрачного материала. Внутренняя поверхность крышки может быть покрыта светоотражающим слоем (на фиг. не показан). По периметру отверстия установлен сальник 15, выполненный из губчатой резины, что необходимо для удержания трубчатого держателя в заданном положении. Токоподводящие провода (на фиг. не показаны) проходят внутри трубчатого держателя 14. Боковая поверхность защитного покрытия 1 снабжена сквозными отверстиями 16. Боковые поверхности покрытия 1 также могут быть покрыты светоотражающим слоем.In an embodiment of the technical solution, the protective coating 1 is provided with an upper end cover 11 (Fig. 5) with a through hole 13 in the middle. LEDs 6 are placed on the pad 5. This pad is attached to the tubular holder 14. The cover 12 is made of transparent material. The inner surface of the lid may be coated with a reflective layer (not shown in FIG.). A gland 15 made of sponge rubber is installed around the perimeter of the hole, which is necessary to hold the tubular holder in a predetermined position. The lead wires (not shown in FIG.) Extend inside the tubular holder 14. The lateral surface of the protective coating 1 is provided with through holes 16. The lateral surfaces of the coating 1 can also be coated with a reflective layer.
В варианте технического решения светодиоды 6 размещены на площадке, расположенной в центре плоского диска 17 (фиг.6). Внутренняя сторона диска 17 покрыта светоотражающим слоем (на фиг. не показан). Диск 17 прикреплен к трубчатому держателю 14. Растение находится в центре плоского отражателя 18, отражающая поверхность которого направлена в сторону светодиодов 6.In a variant of the technical solution, the LEDs 6 are placed on the site located in the center of the flat disk 17 (Fig.6). The inner side of the disk 17 is covered with a reflective layer (not shown in Fig.). The disk 17 is attached to the tubular holder 14. The plant is located in the center of a flat reflector 18, the reflective surface of which is directed towards the LEDs 6.
В варианте технического решения поверхность с растением 7 снабжена параболическим отражателем 18' (фиг.7), отражающая поверхность которого направлена навстречу световому потоку светодиодов 6. В остальных деталях конструкция осветителя аналогична фиг.6. При этом, растение 7 находится в центре отражателя 18'.In an embodiment of the technical solution, the surface with the plant 7 is provided with a parabolic reflector 18 '(Fig. 7), the reflective surface of which is directed towards the light flux of the LEDs 6. In other details, the design of the illuminator is similar to Fig. 6. In this case, the plant 7 is located in the center of the reflector 18 '.
В варианте технического решения светодиоды расположены на трубчатом держателе 14 в центре параболического отражателя 19 (фиг.8), выполненного аналогично параболическому отражателю 18', находящемуся на поверхности с рассадой. Остальная часть конструкции имеет те же элементы, что и на фиг.7.In a variant of the technical solution, the LEDs are located on a tubular holder 14 in the center of the parabolic reflector 19 (Fig. 8), made similarly to the parabolic reflector 18 ', located on the surface with seedlings. The rest of the structure has the same elements as in Fig.7.
В варианте технического решения внутри защитного покрытия 1 между источником света 6 (фиг.9) и растением 7 установлена оптическая система 20, выполненная, например, на основе линзы Френеля. Для установки светодиодов 6 применен трубчатый держатель 14, аналогичный держателю, представленному на фиг.5. Устройство крышки для группы растений, выращиваемых на основе пакета аналогично устройству, описанному выше. В данной конструкции может быть использован параболический отражатель, располагаемый на поверхности с растением, аналогичный отражателю, представленному на фиг.7.In an embodiment of the technical solution, inside the protective coating 1 between the light source 6 (Fig. 9) and the plant 7, an optical system 20 is installed, made, for example, based on a Fresnel lens. To install the LEDs 6, a tubular holder 14 is used, similar to the holder shown in FIG. The cover device for a group of plants grown on the basis of the package is similar to the device described above. In this design, a parabolic reflector located on the surface with the plant, similar to the reflector shown in Fig. 7, can be used.
В варианте технического решения растение 7 высажено в горшок 21 (фиг.10), установленный на поверхности. При этом возможны все конструкции установки светодиодов над растением, приведенные выше. Корпус защитного покрытия 1 может содержать сквозные отверстия 22 для вентиляции. Стенки покрытия 1 могут быть выполнены из прозрачного материала.In a variant of the technical solution, the plant 7 is planted in a pot 21 (figure 10) mounted on the surface. In this case, all of the above LED installation designs above the plant are possible. The housing of the protective coating 1 may contain through holes 22 for ventilation. The walls of the coating 1 can be made of a transparent material.
В варианте технического решения защитное покрытие 1 со светодиодами 6 расположено над прозрачной крышкой 23 (фиг.11) корпуса 24, который закрывает растение (на фиг. не показана). Для крепления корпуса на внешней стороне верхней части защитного покрытия с двух сторон выполнены пазы 25. В пазы вставлены уголковые держатели 26, которые нижними полками прикреплены к крышке 23 корпуса 24.In an embodiment of the technical solution, the protective coating 1 with LEDs 6 is located above the transparent cover 23 (Fig. 11) of the housing 24, which covers the plant (not shown in Fig.). To fix the housing on the outer side of the upper part of the protective coating, grooves 25 are made on both sides. Corner holders 26 are inserted into the grooves, which are attached to the cover 23 of the housing 24 by lower shelves.
Во всех приведенных вариантах технического решения корпус покрытия 1 может быть выполнен из прозрачного материала.In all of the above technical solutions, the coating body 1 can be made of a transparent material.
Электрическая схема (фиг.12) состоит из блока 27 электропитания и преобразования напряжения и блока управления 28. Вход блока управления 28 связан с регулятором частоты импульсов 29, регулятором темновых пауз 30 и регулятором спектра излучения 31. На вход блока управления подаются также сигналы от регулятора амплитуды (силы света) 32 световых импульсов. Светодиоды 6 включены на выход блока управления по последовательно-параллельной схеме и имеют различный спектр излучения, например, синий 6с, красный 6к, желтый 6ж, оранжевый 6о и т.д., а также ультрафиолетовый и инфракрасный спектр излучения 6уи. Светодиоды каждого спектра излучения распределены по группам. Каждая группа светодиодов включена на отдельный регулятор тока, соответственно, 33с, 33к, 33ж, 33о, 33уи и т.д. Между общим минусовым зажимом светодиодов и блоком управления 28 имеется общий выключатель светодиодов 34, срабатывающий по сигналам блока управления 28, в соответствии с сигналами, поступающими от регулятора частоты импульсов 29 и регулятора темновых пауз 30.The electric circuit (Fig. 12) consists of a power supply and voltage conversion unit 27 and a control unit 28. The input of the control unit 28 is connected to a pulse frequency regulator 29, a dark pause regulator 30 and a radiation spectrum regulator 31. Signals from the regulator are also supplied to the input of the control unit amplitudes (luminous intensity) of 32 light pulses. LEDs 6 are connected to the output of the control unit in a serial-parallel circuit and have a different emission spectrum, for example, blue 6 s , red 6 k , yellow 6 g , orange 6 o , etc., as well as an ultraviolet and infrared radiation spectrum of 6 ui . The LEDs of each emission spectrum are divided into groups. Each group of LEDs is connected to a separate current regulator, respectively, 33 s , 33 k , 33 g , 33 o , 33 ui , etc. Between the common negative terminal of the LEDs and the control unit 28, there is a common LED switch 34, which is triggered by the signals of the control unit 28, in accordance with the signals received from the pulse frequency controller 29 and the dark pause controller 30.
Импульсы светового потока «Ф1» 35, в зависимости от времени «t», будут иметь вид, показанный на фиг.13. Частота появления импульсов зависит от уставки регулятора частоты импульсов 29. Продолжительность импульса зависит от уставки регулятора темновых пауз 30. Характер интегрального изменения ФАР, при импульсном включении светодиодов, в зависимости от времени t, будет иметь вид 36 последовательных нарастающих волн, с последующей установившейся их амплитудой.The pulses of the light flux "Ф 1 " 35, depending on the time "t", will have the form shown in Fig.13. The pulse appearance frequency depends on the settings of the pulse frequency controller 29. The pulse duration depends on the settings of the dark pause controller 30. The nature of the integral change of the PAR, when the LEDs are pulsed, depending on time t, will take the form of 36 successive rising waves, with their subsequent amplitude being established .
В варианте технического решения защитное покрытие выполнено в виде отрезка тонкостенной многогранной трубы 37 (фиг.14). Количество граней зависит от заготовок, выпускаемых производителем пластмассовых труб, и варьируется от трех до бесконечности. В остальных деталях покрытие содержит те же элементы, что и конструкция, представленная на фиг.1 и 2.In an embodiment of the technical solution, the protective coating is made in the form of a segment of a thin-walled multifaceted pipe 37 (Fig. 14). The number of faces depends on the workpieces produced by the manufacturer of plastic pipes, and varies from three to infinity. In other details, the coating contains the same elements as the structure shown in figures 1 and 2.
В варианте технического решения спектральный состав светодиодов каждого защитного покрытия состоит, например, из красного, синего, желтого и других диапазонов, а также может включать в себя инфракрасный и ультрафиолетовый спектры излучения. По мере роста растения изменяют и спектр излучения источника света. Например, в начале роста рассады светят светодиоды с, преимущественно, синим спектром излучения, который способствует более быстрому разрастанию зеленой массы. По мере же развития растения добавляют светодиоды, преимущественно, с красным спектром излучения, что ведет к ускорению созревания растения. При импульсном режиме освещения спектральный состав включаемых источников света может чередоваться. Например, в одном периоде времени освещения включают синие светодиоды, а затем, во время освещения в нескольких других периодах времени включают красные светодиоды и т.д.In a technical solution, the spectral composition of the LEDs of each protective coating consists, for example, of red, blue, yellow and other ranges, and may also include infrared and ultraviolet radiation spectra. As the plants grow, the emission spectrum of the light source also changes. For example, at the beginning of seedling growth, LEDs with a predominantly blue emission spectrum shine, which contributes to a more rapid growth of green mass. As the plants develop, LEDs are added, mainly with a red emission spectrum, which leads to accelerated plant maturation. In pulsed lighting mode, the spectral composition of the switched on light sources can alternate. For example, blue LEDs turn on in one time period, and then red LEDs turn on during several other time periods, etc.
Светодиодный адаптивный, локальный облучатель растений действует следующим образом. После установки защитного покрытия 1 над ростком растения 7 и включения светодиодов 6, световой поток от них будет распределяться внутри защитного покрытия 1. Поскольку световое пятно от светодиодов не намного больше, чем площадь, занимаемая растением в начале его роста, то практически весь световой поток будет попадать на растение. Таким образом, обеспечивается почти стопроцентное использование светового потока по его прямому назначению. Это позволит в десятки раз снизить расход электроэнергии, особенно на ранней стадии развития растения.LED adaptive, local plant irradiator operates as follows. After installing the protective coating 1 over the plant sprout 7 and turning on the LEDs 6, the light flux from them will be distributed inside the protective coating 1. Since the light spot from the LEDs is not much larger than the area occupied by the plant at the beginning of its growth, almost the entire light flux will be fall on the plant. Thus, almost one hundred percent use of the luminous flux for its intended purpose is ensured. This will allow dozens of times to reduce energy consumption, especially at an early stage of plant development.
Площадь освещаемой поверхности в нижней части защитного покрытия изменяют по мере разрастания растения так, чтобы освещать все вершки растения. Если высота растения доходит до некоторого уровня, то в дальнейшем, сообразуясь с погодными условиями, можно поднимать защитное покрытие над растением с помощью раздвижных стоек 8, 9, меняя и высоту расположения светодиодов. Если внешние стенки защитного покрытия снабжены светоотражающим слоем, то часть светового потока, отражаясь от внутренних стенок покрытия 1, будет попадать на растения с разных сторон, обеспечивая, таким образом, бестеневое освещение с высокой насыщенностью светом внутри покрытия. Это улучшит освещенность всей поверхности растения, что создаст условия для его интенсивного роста.The area of the illuminated surface in the lower part of the protective coating is changed as the plant grows so as to illuminate all the tips of the plant. If the plant height reaches a certain level, then in the future, in accordance with weather conditions, it is possible to raise the protective coating over the plant using sliding racks 8, 9, changing the height of the LEDs. If the outer walls of the protective coating are provided with a reflective layer, then part of the light flux, reflected from the inner walls of the coating 1, will fall on the plants from different sides, thus providing shadowless lighting with high light saturation inside the coating. This will improve the illumination of the entire surface of the plant, which will create conditions for its intensive growth.
В варианте технического решения площадь освещаемой поверхности под покрытием изменяют путем регулирования высоты положения источника света 6 (фиг.5) над растением 7.In a variant of the technical solution, the area of the illuminated surface under the coating is changed by adjusting the height of the position of the light source 6 (Fig. 5) above the plant 7.
Способы регулирования освещаемой поверхности выбираются в зависимости от условий внешней среды, конструкции теплицы, площади посадки, вида растения и технологических возможностей. Через прозрачную крышку можно наблюдать за ростом саженца 7.The methods for controlling the illuminated surface are selected depending on the environmental conditions, the design of the greenhouse, the planting area, the type of plant and technological capabilities. Through the transparent cover you can observe the growth of seedling 7.
В варианте технического решения изменение площади освещаемой поверхности производят путем изменения высоты светодиодов за счет перемещения трубчатого держателя.In an embodiment of the technical solution, a change in the area of the illuminated surface is made by changing the height of the LEDs by moving the tubular holder.
Предложенное устройство особенно удобно, когда выращивают растения одного вида и одного времени посадки, высаженных рядами (фиг.3). В этом случае однотипные покрытия устанавливают над каждым ростком, а площадь освещаемой поверхности изменяют одновременно для всех растений. Изменение площади освещаемой поверхности с помощью общего пакета 8 можно производить для всех указанных вариантов исполнения осветителя (фиг.1, 5, 6, 7, 8, 9).The proposed device is especially convenient when growing plants of the same species and one planting time, planted in rows (figure 3). In this case, the same type of coating is installed over each sprout, and the area of the illuminated surface is changed simultaneously for all plants. Changing the area of the illuminated surface using a common package 8 can be made for all of these options for the execution of the illuminator (figure 1, 5, 6, 7, 8, 9).
Возможно два варианта исполнения пакета. Если известно расстояние между растениями, 7, то, заранее, на ровной поверхности, на соответствующем расстоянии друг от друга устанавливают защитные покрытия 1 с держателями и светодиодами 6. Затем производят разводку проводов (на фиг. не показаны), которые проходят по держателям 3. Провода между покрытиями соединяют в клеммах (на фиг. не показаны) в соответствии с выбранной схемой включения. После этого верхние торцы покрытий смазываются клеем и накрываются общей платформой 11. Платформа может быть выполнена из сплошного прозрачного материала, и иметь отверстия 12 для отвода тепла от светодиодов и вентиляции рассады.There are two possible versions of the package. If the distance between the plants is known, 7, then, in advance, on a flat surface, at an appropriate distance from each other, protective coatings 1 with holders and LEDs 6 are installed. Then, wires are wired (not shown in Fig.), Which pass through the holders 3. The wires between the coatings are connected in terminals (not shown in FIG.) In accordance with the selected wiring diagram. After that, the upper ends of the coatings are lubricated with glue and covered with a common platform 11. The platform can be made of a continuous transparent material, and have holes 12 for removing heat from the LEDs and ventilation of seedlings.
В другом варианте над каждым из растений 7 устанавливается защитное покрытие со светодиодами 6, затем на месте производится соединение проводов между светодиодами всех покрытий. Дальнейшие операции аналогичны описанным выше, а вся конструкция выглядит также аналогичным образом.In another embodiment, a protective coating with LEDs 6 is installed over each of the plants 7, then the wires are connected in place between the LEDs of all coatings. Further operations are similar to those described above, and the whole structure also looks similarly.
Если требуется групповая система освещения нескольких растений по типу фиг.3, 4, то сальник в отверстии 13 отсутствует и трубчатый держатель 14 перемещается в отверстии крышки свободно. Все держатели объединены с общей платформой так, как это показано на фиг.3, 4, и снабжены подъемным устройством, выполненным, например, аналогично стойкам 9, показанным на фиг.3.If a group lighting system for several plants of the type of FIGS. 3, 4 is required, then the gland in the hole 13 is absent and the tubular holder 14 moves freely in the cover hole. All the holders are combined with a common platform as shown in FIGS. 3, 4 and are equipped with a lifting device made, for example, similarly to the struts 9 shown in FIG. 3.
Одновременное изменение высоты расположения защитных покрытий по отношению к растениям обеспечивается с помощью выдвижных стоек 9. Тогда площадь освещаемой поверхности изменяют одновременно для всех растений, которые могут быть высажены несколькими рядами. Плоский 18 или параболический отражатель 18' (фиг.7), установленный вокруг растения, направляет часть светового потока, не попавшего на растение, вверх. Этот световой поток попадает на внутреннюю поверхность диска 17. Отражаясь от этой поверхности и внутренней поверхности покрытия 1, он, в конечном итоге, попадает на растение с разных сторон, не образуя тени. Таким образом, обеспечивается более полное использование светового потока по его прямому назначению, что и способствует снижению потребления электроэнергии.A simultaneous change in the height of the protective coatings in relation to the plants is provided with the help of sliding racks 9. Then the area of the illuminated surface is changed simultaneously for all plants that can be planted in several rows. A flat 18 or parabolic reflector 18 '(Fig. 7), mounted around the plant, directs the part of the light flux that has not entered the plant up. This luminous flux falls on the inner surface of the disk 17. Reflecting from this surface and the inner surface of the coating 1, it ultimately hits the plant from different sides, without forming a shadow. Thus, a more complete use of the luminous flux for its intended purpose is ensured, which helps to reduce electricity consumption.
При регулировании площади освещаемой поверхности изменением угла распределения светового потока с помощью линзы Френеля 20 (фиг.6) диапазон изменения высоты светодиодов 6 невелик. В зависимости от расположения источника света, линза либо концентрирует световой поток, практически до небольшого пятна, либо рассеивает его по всей поверхности дна покрытия, либо распределяет его на большом пространстве, при этом часть светового потока, отражаясь от стенок покрытия, обеспечивает бестеневую подсветку растения с разных сторон.When adjusting the area of the illuminated surface by changing the angle of distribution of the light flux using the Fresnel lens 20 (Fig.6), the range of changes in the height of the LEDs 6 is small. Depending on the location of the light source, the lens either concentrates the light flux, practically to a small spot, or scatters it over the entire surface of the bottom of the coating, or distributes it over a large space, while part of the light flux, reflected from the walls of the coating, provides shadowless illumination of the plant with different sides.
В варианте технического решения, по мере разрастания растения, защитное покрытие 1 вместе со светодиодами 6 поднимают так, чтобы ось симметрии покрытия совпадала с центральной частью растения. При этом образуется зазор (на фиг. не показан) между поверхностью с рассадой 7 и нижним краем покрытия 1.In an embodiment of the technical solution, as the plant grows, the protective coating 1 together with the LEDs 6 is raised so that the axis of symmetry of the coating coincides with the central part of the plant. This creates a gap (in Fig. Not shown) between the surface with seedlings 7 and the lower edge of the coating 1.
В варианте, когда и светодиоды 6 располагают в центре параболического отражателя 19 (фиг.8), обеспечивается наибольшая эффективность использования светового потока за счет того, что потери на рассеяние сведены к минимуму. При этом и мощность, потребляемая светодиодами минимальна. Насыщенность светом внутри покрытия максимальна. Растение буквально купается в световом потоке, исходящим из разных направлений, и будет развиваться быстро, а качество выращенного растительного продукта будет очень высокой.In the embodiment, when the LEDs 6 are located in the center of the parabolic reflector 19 (Fig. 8), the maximum efficiency of the use of the light flux is ensured due to the fact that scattering losses are minimized. At the same time, the power consumed by the LEDs is minimal. The saturation of light inside the coating is maximum. The plant literally bathes in a light stream coming from different directions, and will develop rapidly, and the quality of the grown plant product will be very high.
Применение сквозных отверстий в боковой поверхности защитного покрытия дает возможность, при необходимости, осуществлять вентиляцию внутри защитного покрытия, охлаждая и растения 7 и светодиоды 6. Аналогичную роль играет и обдув внешней поверхности покрытия. Очевидно, что эти два метода вентиляции можно совмещать или использовать один из них.The use of through holes in the side surface of the protective coating makes it possible, if necessary, to ventilate inside the protective coating, cooling both plants 7 and LEDs 6. A similar role is played by blowing off the outer surface of the coating. Obviously, these two ventilation methods can be combined or use one of them.
Наличие защитного покрытия, выполненного из прозрачного материала, дает возможность дополнительно к светодиодам, имеющимся внутри покрытия, добавлять для облучения растений и световой поток внешних источников света.The presence of a protective coating made of a transparent material makes it possible, in addition to the LEDs inside the coating, to add to the irradiation of plants and the luminous flux of external light sources.
При всех изложенных способах регулирования площади освещаемой поверхности силу света светодиодов увеличивают по мере разрастания зеленой массы растений, что позволяет экономно использовать электроэнергию. При этом высокая степень бестеневой облученности растений обеспечивается на всех стадиях роста рассады.With all the above methods for regulating the area of the illuminated surface, the light intensity of the LEDs increases as the green mass of plants grows, which allows the economical use of electricity. At the same time, a high degree of shadowless irradiation of plants is provided at all stages of seedling growth.
Предлагаемое устройство имеет достоинства в случаях, когда растение высаживается в горшок. В период времени, когда температура окружающей среды достаточно высока, защитное покрытие можно снять, а при снижении температуры снова его поставить. На определенной стадии роста защитное покрытие убирается, и растение продолжит свое развитие при естественном освещении.The proposed device has advantages in cases where the plant is planted in a pot. In the period of time when the ambient temperature is high enough, the protective coating can be removed, and when the temperature drops, put it again. At a certain stage of growth, the protective coating is removed, and the plant will continue its development in natural light.
При использовании корпуса 24 с прозрачной крышкой 23 (фиг.11) светодиоды оказываются изолированными от пространства, в котором высажены растения. Это позволяет устранить нагрев растения и оградить источник света от конденсата влаги, имеющейся под корпусом. Защитное покрытие можно крепить к крышке шурупами - саморезами или приклеивать скотчем. Регулирование площади освещаемой поверхности производится путем дополнительного включения светодиодов.When using the housing 24 with a transparent cover 23 (11), the LEDs are isolated from the space in which the plants are planted. This eliminates the heating of the plant and protects the light source from moisture condensation present under the body. The protective coating can be attached to the cover with screws - screws or glued with tape. The regulation of the area of the illuminated surface is carried out by additional inclusion of LEDs.
Выбор вида защитного покрытия определяется, в основном, стоимостью и размерами многогранных или круглых труб. При этом, при прочих равных условиях, следует отдавать предпочтение круглым трубам, так как в них проще устанавливать, например, линзовую систему 20 или отражатели 18' и 19. В то же время многоугольное защитное покрытие обладает большей жесткостью.The choice of type of protective coating is determined mainly by the cost and size of multifaceted or round pipes. At the same time, ceteris paribus, round tubes should be preferred, since it is easier to install, for example, the lens system 20 or reflectors 18 'and 19. At the same time, the polygonal protective coating has greater rigidity.
В основу теории, описывающей влияние света на растения, положен процесс фотосинтеза и другие фотобиологические процессы, которые избирательны к различным длинам волн. Изменяя суммарный спектр излучения можно регулировать рост и созревание растений. Различными опытами установлено, что красный свет способствует разрастанию зеленой массы растения, а синий световой поток необходим для полноценного развития и созревания.The theory that describes the effect of light on plants is based on the process of photosynthesis and other photobiological processes that are selective for different wavelengths. By changing the total spectrum of radiation, you can regulate the growth and maturation of plants. Various experiments have established that red light contributes to the growth of the green mass of the plant, and blue light flux is necessary for the full development and maturation.
Практика растениеводства показывает, что для получения оптимального уровня метаболических процессов на разной стадии развития растений необходимо изменять частоту световых импульсов, спектральный их состав, амплитуду, скважность, т.е. соотношение световой и темновой пауз.The practice of plant growing shows that in order to obtain the optimal level of metabolic processes at different stages of plant development, it is necessary to change the frequency of light pulses, their spectral composition, amplitude, duty cycle, i.e. the ratio of light and dark pauses.
В электрической схеме (фиг.11) блок 27 преобразует переменный ток сети в постоянный с соответствующим напряжением для питания светодиодов 6 и обеспечивает его стабилизацию. С помощью регулятора частоты импульсов 29 устанавливается частота "f" включения светодиодов, которая может варьироваться в широком диапазоне от f=0-150 кГц. Регулятором темновых пауз 26 варьируется время включенного состояния светодиодов в пределах периода Т=1/f путем периодического включения, выключения выключателя 30. При этом растения получают порции светового потока (фиг.12), который возбуждает в растениях фотоактивные молекулы, формирующие процесс фотосинтеза, идет анаболический процесс, вызывающий рост растений с выделением кислорода. Во время темновых пауз имеет место биологический отдых растения с выделением углекислого газа. Этот процесс можно сравнить с дыханием живых организмов. Светодиодный адаптивный локальный облучатель растений позволяет в широком диапазоне изменять амплитуду световых вспышек регулятором 32.In the electrical circuit (Fig. 11), block 27 converts the alternating current of the network into direct current with the corresponding voltage to power the LEDs 6 and ensures its stabilization. Using the pulse frequency controller 29 sets the frequency "f" of the inclusion of LEDs, which can vary in a wide range from f = 0-150 kHz. The dark pause controller 26 varies the on-state time of the LEDs within the period T = 1 / f by periodically turning the switch 30 on and off. At the same time, the plants receive portions of the light flux (Fig. 12), which excites photoactive molecules forming the photosynthesis process in plants, Anabolic process that causes the growth of plants with the release of oxygen. During dark pauses, biological relaxation of the plant takes place with the release of carbon dioxide. This process can be compared with the breathing of living organisms. The LED adaptive local plant irradiator allows you to change the amplitude of light flashes in a wide range with regulator 32.
Предложенное устройство позволяет опытным путем определять, а затем и формировать оптимальный коэффициент скважности, время экспозиции, спектральный состав и амплитуду светового потока для обеспечения максимального урожая данного вида растений. При этом, выращивание растений в светоимпульсном режиме освещения может производиться круглосуточно, а потребление электроэнергии сократиться в сотни раз.The proposed device allows you to experimentally determine, and then form the optimal coefficient of duty cycle, exposure time, spectral composition and amplitude of the light flux to ensure maximum yield of this type of plant. At the same time, growing plants in light-pulse lighting mode can be carried out around the clock, and energy consumption can be reduced by hundreds of times.
Спектральный состав освещения изменяется с помощью регулятора спектра излучения 31. Эта регулировка может производиться вручную или по определенной программе и сопровождается изменением тока, потребляемая светодиодами 6. Спектральный состав излучения изменяется вручную путем воздействия на отдельные регуляторы 33.The spectral composition of the lighting is changed using the radiation spectrum regulator 31. This adjustment can be done manually or according to a specific program and is accompanied by a change in the current consumed by the LEDs 6. The spectral composition of the radiation is changed manually by acting on individual regulators 33.
Светодиоды могут различаться, как по спектру излучения, так и по углу распределения светового потока. Тогда в начале роста растения будут включаться световые приборы с небольшим углом распределения, например, излучающие красный свет. А по мере разрастания добавятся светодиоды, например, с синим спектром.LEDs can vary both in the emission spectrum and in the angle of distribution of the light flux. Then, at the beginning of plant growth, light devices with a small distribution angle, for example, emitting red light, will turn on. And as they grow, LEDs, for example, with a blue spectrum, will be added.
Конструкция облучателя предельно проста, выполняется из легких, относительно дешевых материалов, легко монтируется, рассчитана на многократное длительное использование. Таким образом, предложенный светодиодный, адаптивный, локальный облучатель растений и набор дополнительных факторов, воздействующих на растения, позволяет потребителю получить комплексное осветительное устройство с широкими возможностями по выращиванию различной сельскохозяйственной продукции круглосуточно и в любое время года. При выращивании растений с использованием предложенного светодиодного устройства конструкцию парника или теплицы можно существенно упростить, а в некоторых случаях и просто ограничиться использованием предложенного трубчатого защитного покрытия.The design of the irradiator is extremely simple, made of lightweight, relatively cheap materials, easy to install, designed for repeated long-term use. Thus, the proposed LED, adaptive, local plant irradiator and a set of additional factors affecting the plants allow the consumer to obtain a comprehensive lighting device with wide possibilities for growing various agricultural products around the clock and at any time of the year. When growing plants using the proposed LED device, the design of the greenhouse or greenhouse can be greatly simplified, and in some cases simply limited to the use of the proposed tubular protective coating.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009133013/22U RU91250U1 (en) | 2009-09-03 | 2009-09-03 | LED PLANT LIGHT (SIDOR) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009133013/22U RU91250U1 (en) | 2009-09-03 | 2009-09-03 | LED PLANT LIGHT (SIDOR) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU91250U1 true RU91250U1 (en) | 2010-02-10 |
Family
ID=42123957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009133013/22U RU91250U1 (en) | 2009-09-03 | 2009-09-03 | LED PLANT LIGHT (SIDOR) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU91250U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2529518C2 (en) * | 2012-04-03 | 2014-09-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт телевидения" | Lighting device |
| RU2562955C2 (en) * | 2011-06-10 | 2015-09-10 | Валоя Ой | Method and means to increase productivity of plants by improving pollination by insects |
| RU2636258C1 (en) * | 2016-07-11 | 2017-11-22 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Lighting device |
-
2009
- 2009-09-03 RU RU2009133013/22U patent/RU91250U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2562955C2 (en) * | 2011-06-10 | 2015-09-10 | Валоя Ой | Method and means to increase productivity of plants by improving pollination by insects |
| RU2529518C2 (en) * | 2012-04-03 | 2014-09-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт телевидения" | Lighting device |
| RU2636258C1 (en) * | 2016-07-11 | 2017-11-22 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Lighting device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2369086C1 (en) | Led plant spotlight | |
| US8858012B2 (en) | Marine LED lighting system and method | |
| US20150319933A1 (en) | Plant growth system using led lighting | |
| CN113883477B (en) | Animal and plant lighting equipment, system and method based on back reflection | |
| KR101451911B1 (en) | Horticulture emitting diode lighting device | |
| RU2454066C2 (en) | Light diode phyto-irradiator | |
| CN205585734U (en) | Indoor ornamental plant planting device | |
| RU2326525C2 (en) | Light pulse lighter (options) and methods of light pulse lighting of plants | |
| RU180020U1 (en) | AUTOMATED LED LAMP FOR HYDROPONIC INSTALLATIONS | |
| RU91250U1 (en) | LED PLANT LIGHT (SIDOR) | |
| CN103557480A (en) | Plant growth lamp | |
| US10557598B2 (en) | Floor lamp with integrated plant growth system | |
| JP2022547399A (en) | Plant enclosure with vertically distributed light sources | |
| RU61984U1 (en) | LED PHYTOINKUBATOR (DEVICE) | |
| KR101229389B1 (en) | LED pulse lighting system for plant growth regulation | |
| KR20170096244A (en) | Wavelength and PPFD Control System of LED Lighting for Plant Growth | |
| KR20120138949A (en) | Plant or grain cultivation system by plasma lighting and cultivation method thereof | |
| KR20160090023A (en) | Vertical hook vegetation device | |
| RU2723725C1 (en) | Artificial phyto-lighting system | |
| JP3858104B2 (en) | Plant growing device | |
| CN111683440A (en) | LED light environment control system for plant factory seedling exercising and production method | |
| RU130477U1 (en) | LED DEVICE FOR GROWING ORGANISMS | |
| JP2017046651A (en) | Plant cultivation luminaire and plant cultivation method using the same | |
| RU148848U1 (en) | COMBINED LED PHYTOOLITTER | |
| JP2016086783A (en) | Illumination system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100904 |