TWM497914U - 自動化控制的植物栽培架 - Google Patents

Description

自動化控制的植物栽培架

本創作係提供一種水耕植物栽培架，尤指一種自動化控制的植物栽培架，係可依植物的生長資訊，自動控制栽培液於植物生長完成時剛好被吸乾而幾無餘留，以達到不排液、不回收的最佳環保成效，能避免水耕植物發生傳染疾病，亦可精確掌控栽培液的最佳用量。

水耕植物為近年廣泛使用的農作物生產方式之一，主要是利用栽培液供給植物生長所需物質，其非常適合室內栽培，完全擺脫土壤種植的諸多限制，相對容易控制植物的生長環境，且水耕方式能產生更多負離子、芬多精與氧氣，亦較能防範發生病蟲害，及避免菌類汙染；常見的水耕灌溉方式，大多無法提供潮汐般的灌溉效果，多數是將水耕植物根部持續浸潤在栽培液中，故難以獲得充足的氧氣供應量，容易造成植物根毛發育不良，不但影響栽種品質，亦可能導致植物根部的腐爛壞死。

目前，雖有利用潮汐方式來供應栽培液的習知水耕植物栽培技術，其關於栽培液的供應，係於各栽培床(或栽培架)都必須共用一個或兩個大型栽培液槽，並使各層栽培槽相通，而採取定時循環定時供給，用以產生潮汐 方式來供應栽培液，例如第M453348號新型專利，即提供一種「水耕植物之潮汐灌溉裝置」，該潮汐灌溉裝置係包括：一儲液槽、至少一植栽區、一組輸液管路、一幫浦、一組回液管路、一水位閥、一組洩液管路、一電磁閥，以及一控制模組；但其中的儲液槽就是專供儲存潮汐灌溉裝置運作所需的栽培液，而該儲液槽的容積空間係相對大於裝置所需栽培液之儲液量，因此，現有已知的水耕植物栽培，均必須提供可觀的動力能源，將栽培液揚水到最高層(或各層)的栽培槽，再全部收集流回大型儲液槽內，各栽培槽並沒有專為植物需求的栽培液濃度供應系統，且栽培液全部必須通過循環、回收、排液等流程，因此顯得相當耗電浪費而不夠節約，也容易在循環與回收的過程中導致所有的水耕植物同時傳染疾病，故不易管控，又耗費成本，實有改進必要。

本創作之主要目的，乃在於提供一種自動化控制的植物栽培架，其係包括：一具有多層床架的立架、一組以上的雙槽式栽培盒、一組以上的光照裝置及一控制器，為分別設於立架各層，並於雙槽式栽培盒均設置三合一檢知器，用以檢測栽培液的濃度、溫度及水位等資訊，再由控制器控制雙槽栽培盒產生交錯的抽水供應，製造潮汐水位、溶氧換氣及栽培液均勻混合，且適時調節供應栽培液濃度與植物的光照需求，而可根據水位檢知資訊和收成預估日期，自動逐漸降低潮汐水位及供應量，於收成時， 恰可控制栽培盒內的栽培液剛好被植物吸乾而幾無餘留，因此可達到不排液、不回收的最佳環保成效，及栽培液用量最佳化的節約目的，該植物栽培架係可針對不同需要而分別適用於大型或小型的各種植物工場立體栽培，具有極佳節能、節水與節省空間等多項優點，且各層床架的雙槽式栽培盒，每一層床架都是獨立封閉的栽培栽培液供應環境，各層栽培液並不會相通，因此，不但可同時栽種不同的作物，更能有效避免水耕植物彼此之間發生傳染疾病或病蟲害串連。

本創作之次要目的，乃在於提供一種自動化控制的植物栽培架，其中，所述的雙槽式栽培盒，各層的栽培液供應均為獨立封閉系統，其係包括：兩個栽培槽、一蓋板及兩組小功率的沉水馬達，於各栽培槽內注入定量的栽培液，將蓋板蓋合於兩栽培槽，蓋板設有多數個可供容納栽植容器的開孔，兩組沉水馬達係分別設於兩栽培槽，由控制器掌控時間將栽培液循環交錯的抽引至彼此相對的栽培槽，使兩個栽培槽之間的栽培液可相互交換而產生潮汐水位的變化，以誘發植物根系生長，而可達到溶氧換氣及栽培液均勻混合等效果，且因為兩個並排的栽培槽係可為相鄰等高，故只需短短數公分長相互循環用的配管，即能相互交錯抽引兩個栽培槽的栽培液，故循環所需電力非常的節省。

本創作之又一目的，乃在於提供一種自動化控制的植物栽培架，其中，所述設於雙槽式栽培盒的三合一 檢知器，係可同時測量栽培液濃度(EC值)、液溫、水位，為三合一功能的檢知器，經由其檢測回饋資訊，使控制器可掌控其動態成長資訊，並適時自動修正控制清水及栽培液內的沉水馬達抽水補充，達到設定的栽培液濃度、溫度及潮汐水位，而可自動配合作物的生長時程，精確掌控植物栽培的生長。

本創作之又一目的，乃在於提供一種自動化控制的植物栽培架，其中，所述多層床架的立架，係可於立架分別附設一清水供應槽與一栽培液供應槽，並通過控制器而適時調節供應清水與栽培液的供應。

本創作之又一目的，乃在於提供一種自動化控制的植物栽培架，其中，所述多層床架的立架，其係可於立架附設一催芽室及一育苗栽培槽，將植物從種子到收成全部過程所需的設施，均涵括於該植物栽培架內。

本創作之又一目的，乃在於提供一種自動化控制的植物栽培架，其中，所述的光照裝置，其係選用三波長LED燈板作為照明光源，用以製造植物成長所需的光合作用。

1‧‧‧立架

2‧‧‧雙槽式栽培盒

3‧‧‧光照裝置

4‧‧‧控制器

21、21’‧‧‧栽培槽

22‧‧‧蓋板

23、23’‧‧‧沉水馬達

A‧‧‧栽植容器

221‧‧‧開孔

5‧‧‧三合一檢知器

51‧‧‧本體裝置

52‧‧‧上限水位檢知探棒

53‧‧‧中間水位檢知探棒

54‧‧‧下限水位檢知探棒

55‧‧‧溫度檢知探棒

56‧‧‧栽培液濃度檢知探棒

57‧‧‧防水接線口

58‧‧‧防水蓋

6‧‧‧清水供應槽

7‧‧‧栽培液供應槽

8‧‧‧催芽室

9‧‧‧育苗栽培槽

方塊1‧‧‧MCU微處理器及三合一檢知器及馬達控制

方塊2‧‧‧栽培盒內的三合一檢知器

方塊3‧‧‧清水槽內的對應馬達供應一定量的清水

方塊4‧‧‧栽培槽內的對應供應馬達供應定量的栽培液

方塊5‧‧‧控制器操作面板所設定期望之濃度資訊

方塊6‧‧‧AC及DC電源供應

B‧‧‧植物

B1‧‧‧根系

C‧‧‧栽培液

61、71‧‧‧沉水馬達

62、72‧‧‧三合一檢知器

41‧‧‧栽培槽選擇鍵

42‧‧‧栽培液濃度鍵

43‧‧‧設定值控制旋鈕

44‧‧‧儲存變更/啟用鍵

45‧‧‧當下濃度資訊的指示鍵

46‧‧‧水位下限警示燈號

47‧‧‧顯示值物已種天數/預計總天數的按鍵

481、482、483、484、485、486‧‧‧調光功能按鍵

491‧‧‧催芽室顯示按鍵

492‧‧‧催芽區溫度顯示按鍵

493‧‧‧栽種範例選項按鍵

494‧‧‧運轉狀態顯示按鍵

495‧‧‧現在時間顯示按鍵

496‧‧‧生長速率控制按鍵

497‧‧‧自我診斷按鍵

498‧‧‧主開關按鍵

10‧‧‧氣流循環風扇

第一圖為本創作之組合立體圖。

第二圖為本創作中雙槽式栽培盒的分解立體圖。

第三圖為本創作中具有三合一功能檢知器之正視圖。

第四圖為本創作中具有三合一功能檢知器之側視圖。

第五圖為本創作之功能方塊示意圖。

第六圖為本創作於雙槽式栽培盒產生潮汐水位變化的狀態示意圖(一)。

第七圖為本創作於雙槽式栽培盒產生潮汐水位變化的狀態示意圖(二)。

第八圖為本創作將清水供應槽、栽培液供應槽及控制器集中合併於同一床架的組合示意圖。

第九圖為本創作中控制器面板功能按鍵的配置示意圖。

第十圖為本創作之三合一檢知測量電路圖。

第十一圖a~c為本創作栽培供應系統中微處理控制電路、微型植物工廠顯示電路及沉水馬達控制電路之相關控制電路圖。

第十二圖為本創作中雙槽式栽培盒、光照裝置、控制器、清水供應槽與栽培液供應槽的配置示意圖。

第十三圖為本創作顯示植物於栽培完成的狀態示意圖。

茲依附圖實施例將本創作技術特徵及其他作用、目的詳細說明如下：

如第一圖所示，本創作所為「自動化控制的植物栽培架」，其係包括：一具有多層床架的立架1、一組以上的雙槽式栽培盒2、一組以上的光照裝置3及一控制器4，其中：立架1，其係具有多層的床架，分別可將雙槽 式栽培盒2、光照裝置3及控制器4設於該立架1的各層床架；一組以上的雙槽式栽培盒2，為間隔設於立架1的各層床架，如第二圖所示，各雙槽式栽培盒2係包含：兩個栽培槽21、21’、一蓋板22及兩組沉水馬達23、23’，所述兩個栽培槽21、21’，係呈並排相鄰且相等容積，為可供注入定量的栽培液；蓋板22係供蓋合於兩個栽培槽21、21’，並設有多數個可供容納栽植容器A的開孔221；另，所述兩組沉水馬達23、23’，係分別設於兩個栽培槽21、21’，兩組沉水馬達23、23’係採交錯引水方式，並控制時間將栽培液循環交錯抽引至彼此相對的栽培槽21或21’，使栽培液可相互交換而產生潮汐水位變化，以誘發植物根系生長，達到溶氧換氣及栽培液均勻混合等目的；一組以上的光照裝置3，為間隔設於立架1的各層床架，並相對設於雙槽式栽培盒2的上方床架，係適時提供照明光源，用以製造植物成長所需的光合作用；一控制器4，其係掌控植物的動態成長資訊，控制雙槽栽培盒2可適時啟動兩組沉水馬達23、23’而產生交錯抽水供應，且自動調節控制栽培液的供應濃度，並控制光照裝置3適時啟動以提供植物所需照明光源。

上述的雙槽式栽培盒2，係選定其中一栽培槽21設置一三合一檢知器5，用以檢測栽培液的濃度、溫度及水位等資訊，再由控制器4控制雙槽栽培盒2產生交錯的抽水供應，製造潮汐水位、溶氧換氣及栽培液均勻混合，且適時調節供應栽培液濃度與植物的光照需求，而可根據水 位檢知資訊和收成預估日期，自動逐漸降低潮汐水位及供應量，於收成時，恰可控制栽培盒2內的栽培液剛好被植物吸乾而幾無餘留，因此可達到不排液、不回收的最佳環保成效，及栽培液用量最佳化的節約目的。

依上述具有多層床架的植物栽培架組成，其係可針對各種不同需要而分別實施適用於大型或小型的各種植物工場立體栽培，不論家庭小規模栽種或大型工場的大規模栽種，均可推廣適用，並具有極佳節能、節水與節省空間等多項優點，且各層床架的雙槽式栽培盒2，每一層床架都是獨立封閉的栽培栽培液供應環境，各層栽培液並不會相通，因此，不但可同時栽種不同的作物，亦能有效避免水耕植物彼此之間發生傳染疾病或病蟲害串連。

上述的雙槽式栽培盒2，因兩個並排的栽培槽21、21’係可為相鄰等高，故只需短短數公分長相互循環用的配管，即能相互交錯抽引兩個栽培槽的栽培液，因此循環所需電力非常的節省。

如第三、四圖所示，上述設於雙槽式栽培盒2其中一栽培槽21的三合一檢知器5，其係可同時測量栽培液濃度(EC值)、液溫、水位，具有三合一檢知功能，該三合一檢知器5係包含：一本體裝置51、一上限水位檢知探棒52、一中間水位檢知探棒53、一下限水位檢知探棒54、一溫度檢知探棒55、一栽培液濃度檢知探棒56、一防水接線口57及一防水蓋58，其中：本體裝置51，為圓柱狀的外形，全天候的放入 所欲監測的栽培槽1內；上限水位檢知探棒52，係置於最上面，即栽培液允許之最高水位，以供檢知上限水位；中間水位檢知探棒53，係置於中間處，以供檢知栽培液之中間水位；下限水位檢知探棒54，係置於下端處，以供檢知栽培液之最低水位；一溫度檢知探棒55，係置於栽培液內，以供檢知栽培液之溫度；栽培液濃度檢知探棒56，係置於栽培液內，以供檢知栽培液之濃度；防水接線口57，係便於配合一控制器可通過該防水接線口57而連結各個探棒52-56；防水蓋58，係供蓋合於防水接線口57，提供防水作用；依上述三合一檢知器5之構成，其係通過各個探棒52-56，可測量相互之間的阻抗值，再經由程式之計算和處理，便可得知當下的水位，以及濃度和液溫等各項資訊，並將所測量的栽培液濃度(EC值)、液溫、水位等資訊回饋控制器4，使控制器4可掌控植物的動態成長資訊，適時自動修正控制清水及栽培液內的補充，達到設定的栽培液濃度、溫度及潮汐水位，而可自動配合作物的生長時程，精確掌控植物栽培的生長，因此可讓植物在收成時，剛好可以把栽培液吸收完畢，或在最後收成之前，自動換成清 水供應狀態，達到精確掌控植物栽培生長的目的。

上述的立架1，係可於選定的床架上分別附設一清水供應槽6與一栽培液供應槽7，各自儲存清水與栽培液，並通過控制器4的適時調節控制，將適量的清水與栽培液分別供應給雙槽式栽培盒2。

上述的立架1，亦可於選定的床架上分別附設一催芽室8及一育苗栽培槽9，使植物從種子到收成全部過程所需的設施，均同時涵括設於該植物栽培架內。而該育苗栽培槽9亦可比照如雙槽式栽培盒2的實施結構。

上述的光照裝置3，其可選用三波長LED燈板作為照明光源，用以製造植物成長所需的光合作用。

如第五圖所示，係本創作之功能方塊示意圖，其中，方塊1係包括MCU微處理器及三合一檢知器及馬達控制，為本創作之測量和操控中心，係可讀取方塊2栽培盒內的三合一檢知器，有關當下的栽培液濃度、溫度及水位等資訊，然後再讀取方塊5控制器操作面板所設定期望之濃度資訊，兩者數據比較之後，若當下，栽培液濃度太濃，則啟動方塊3清水槽內的對應馬達供應一定量的清水；若濃度太淡，則啟動方塊4栽培槽內的對應供應馬達，以供應定量的栽培液，使栽培液的濃度逐漸趨向預設的濃度目標。另外，方塊3清水槽和方塊4栽培槽亦各有一具三合一檢知器，能檢知提示當下濃度值及缺水狀況，方塊6則提供本創作所需之AC及DC電源供應。另外方塊2栽培盒其係由容積相同的兩個栽培槽併排組成，而兩個栽培槽均各放置一具 循環馬達(即沉水馬達)，這兩具馬達都是通過方塊1進行控制，經由分時分階段互相的抽水循環，即可於兩個栽培槽製造高低水位，而可利用潮汐現象來提供栽培液，並同時達到噴灑溶氧、根部換氣，濃度均勻攪拌等多重目的。

上述具有三合一功能的檢知器5，其係可隨時檢測栽培液C之濃度(EC)、及溫度和水位，並將資迅回饋控制器4，使整個流程可由控制器4內的微控器進行精密掌控，其流程步驟如下：

(1)、啟動其中一沉水馬達23，將栽培槽21的栽培液C全抽到另一栽培槽21’，此時已通過引水管所設噴灑頭的噴灑作用，而可增加水中的溶氧量，這時栽培槽21的水位降至最低，可吸入新鮮空氣到該栽培槽21的植物根部，在這同時，也讓引水的栽培槽21’水位上升到最高水位，逼出根部空氣。

(2)、啟動三合一檢知器5，可偵測當下的栽培液C濃度和水位，這時控制器便根據測量資料之數據和預設數值作比較，以供控制清水或栽培液C的適當供應量。

(3)、間隔一段時間後，啟動高水位栽培槽21’的沉水馬達23’運作，將栽培槽21’的栽培液C抽取注入低水位栽培槽21，一樣產生噴灑溶氧，並使兩槽停在適當的水位，然後再間隔一段時間，又重新啟動一次栽培槽21’的沉水馬達23’，即分時，分次將該栽培槽21’栽培液C逐次階梯狀下降，而另一栽培槽21的栽培液C則逐次階梯狀上升，進而產生潮汐現象，以誘發植物根系生長，同時一併達到噴 灑溶氧，根部換氣，以及濃度均勻攪拌等目的。

(4)、由三合一檢知器5得知栽培槽21’已達最低水位時，此時就是另一栽培槽21呈最高水位，此時再啟動高水位栽培槽21’的沉水馬達23’，逐次將高水位栽培槽21’的水位分時分次抽引到另一栽培槽21，再次製造階梯狀的潮汐現象，及相同於前述第3項所述各項目的。

(5)、最後又回到上述第1項動作，當栽培槽21又升到最高水位時，即再次啟動三合一檢知器5測量當下栽培液C的濃度、水位等，並適量補充所需水份或栽培液C，以維持吾人所期望的設定值，如此周而復始，即能全自動控制並提供植物立體栽培所需的栽培液C之質和量，以及製造水耕栽培促進根部生長所需的環境需求。

即如第六圖所示，其中一沉水馬達23係將栽培液C抽引至相對另一栽培槽21’，使該栽培槽21’的栽培液C到達預定液量時即停止抽水，當預定的時間過後，則啟動另一沉水馬達23’將栽培液C再抽引回到相對另一栽培槽21(如第七圖)，因此可通過預定時間的控制，令兩栽培槽21、21’可形成相互交錯引水，使兩個栽培槽21、21’之間的栽培液C可相互循環交換，產生潮汐水位變化，故可誘發植物B根系B1的生長，達到溶氧換氣及栽培液均勻混合等目的。

如第八圖所示，本創作於實施時，係可將清水供應槽6、栽培液供應槽7或連同控制器4採相鄰合併而設於立架1的同一層床架，該床架位置係以位在整個栽培架的中 間高度為較佳，清水供應槽6與栽培液供應槽7主要是負責補充供應各層雙槽式栽培盒2所需的清水和栽培液，因其位置高度居中，故方便於進行清水及栽培液的注入補充，其輸配到各層之配管距離會是最短，沉水馬達所需的電力也會是最小。

上述清水供應槽6與栽培液供應槽7，係依輸配的需求而分別設有一組以上的沉水馬達61、71和一具三合一檢知器62、72，如實施例圖所示，因輸配需求係包括於二層床架所設的雙槽式栽培盒2及一層育苗栽培槽9，故沉水馬達61、71各設有3組，而每一具沉水馬達61、71都是獨立供應每一層雙槽式栽培盒2及育苗栽培槽9，都是單向供應，並不會回流循環，因此，各雙槽式栽培盒2與育苗栽培槽9均有獨立的清水和栽培液供應系統，單向提供其所需的量和比例，因此能栽種分別不同的作物，栽培液互不相通，除了減少疾病傳染，更可在作物在收成時，將槽內預定的栽培液吸收完畢，達到不排液、不回收的最節約環保目的。另外，上述的三合一檢知器62、72，則是在缺水或缺栽培液時，可即時提供缺補的警示功能，同時還能顯示清水和栽培液的當下濃度資訊。

如第九圖所示，為本創作控制器4的外觀面板示意圖，如上所述，本創作係可將控制器4設於栽培架的居中高度位置，除了便於吾人操作外，同時匹配控制各層馬達、三合一檢知器所需的配線距離也是最短，最能節省材料。

控制器4的外觀面板係設有數個控制按鍵，包括：栽培槽選擇鍵41，於本創作實施例中係設有獨立的二個雙槽式栽培盒2及一育苗栽培槽9，故分別設有一育苗區及二個育成區的栽培槽選擇鍵41，若搭配一栽培液濃度鍵42，便可查看各雙槽式栽培盒2或育苗栽培槽9當下的濃度(即清水和栽培液的調節比例)，若必須改變設定的話，則可旋轉設定值控制旋鈕43及按下儲存變更/啟用鍵44，便載入重新設定的濃度設定值。若設定值被改變後，控制器4便會在下一次補充清水或栽培液時，逐步調節到新設定的濃度要求，另面板上並具有一可顯示清水槽及栽培槽之當下濃度資訊的指示鍵45，該指示鍵45則並無調節功能。

此外，控制器4的外觀面板並設有一可顯示清水槽和栽培槽的水位下限警示燈號46，以便主動告知使用者缺水訊息，需再進行人工補充。另，面板係設有一可顯示植物已種天數/預計總天數的按鍵47，因本創作於每一個雙槽式栽培盒2或育苗栽培槽9均已獨立裝設一具三合一檢知器5、62、72，各三合一檢知器係具有三段水位檢知功能，隨著雙槽式栽培盒2或育苗栽培槽9作物已種天數的增加，而逐漸降低栽培槽的水位，其做法是「已種天數」如少於「預計總天數」之1/3時，栽培槽的水位係被控制在高水位處，當「已種天數」達「預計總天數」之1/3以上、2/3以下時，則栽培槽的水位係被控制在中水位處，當「已種天數」超過「預計總天數」2/3以上時，則栽培槽的水位係被控制在低水位處，最後接近收成時，即「已種天數」和 「預計總天數」只相差4天以下時，則停止供給栽培液，並加強照明，若此時濃度(EC)開始大幅度變小時，代表栽培液即將被吸收完了，故此時只需提供清水，讓栽培液持續變淡，變成清水，而達到本創作所謂提供植物所需要剛好的量，故在採收時，栽培液幾乎已回歸至清水狀態。

若欲提前或延後採收，可按下可顯示植物已種天數/預計總天數的按鍵47，然後旋轉設定值控制旋鈕43及按下儲存變更/啟用鍵44，便可調整提前或延後採收的時間，同樣可以達到上述剛好吸收完栽培液之目的。

上述控制器4的面板並依需求可分別設置複數個調光功能按鍵481、482、483、484、485、486等，及催芽室顯示按鍵491、催芽區溫度顯示按鍵492、栽種範例選項按鍵493、運轉狀態顯示按鍵494、現在時間顯示按鍵495、生長速率控制按鍵496、自我診斷按鍵497及一主開關按鍵498等。

第十圖為本創作之三合一檢知量測電路圖，圖中U5為一個比較器型的RC振盪電路，其中影響頻率的R和C分別：R為待測之各三合一檢知器之其中二個探頭之間的阻抗，C則為圖中C1之電容值，在圖中R5及R6為相同的電阻值，故U5之正端輸入(PIN-3)為當下輸出電壓(PIN-6)的1/2，因U5接+5V及-5V之電源，且為比較器電路，其輸出(PIN-6)就只有+5V及-5V兩種電壓輸出，換言之，其正端輸入(PIN-3)也只有+2.5V及-2.5V電壓輸入，先假設當輸出PIN-6由-5V剛轉態為+5V開始，這時PIN-3也由-2.5V瞬間變成+2.5V，這時 PIN-6之電壓會經由當下所欲量測的某一三合一檢知器之其中二個探頭之間的電阻，向電容C1充電，讓電容C1上的電壓上升，若電阻大，則C1電壓上升慢，反之，若電阻小，便快速上升，當C1之電壓，即U5之負端輸入電壓(PIN-2)大於PIN-3的2.5V後，便使U5之PIN-6由+5V迅速變成-5V，這時PIN-3也降到-2.5V，這時C1由+2.5V，便再經由待測的二個探頭之間的阻抗反向放電，當C1逐漸降到-2.5V以下時，即U5之負端輸入電壓(PIN-2)小於PIN-3的-2.5V後，便再次使PIN-6由-5V迅速變成+5V，回到我們前面所假設的起始狀態，如此便形成振盪，其頻率決定在當下，某個三合一檢知器的二個探頭當下的阻抗，因此我們只要測量當下的頻率，經由程式換算，便能計算出當下待測探頭間的阻抗，在圖中U4A，經由R3及D1，將U5之PIN-6之輸出+5V及-5V的方波轉變成0V及5V的方波，由U4A之PIN-3提供給微處理器來測量和計算。另外，微處理器透過串列輸出IC，即圖中U11、U12、U13、U14等，共可選擇SW1~SW32之間任何兩個SW信號，來控制線性開關IC，即圖中U1、U2、U3、U6、U7、U8、U9、U10等之內部切換開關中之其中兩個開關為ON，其於為OFF，換言之，本創作三合一檢知電路只有一個，但經由線性開關的選擇，可多工測量5組三合一檢知器(圖中J1-J5)之內部探頭所提供的測量阻抗，包括濃度(EC)、及高、中、低水位測量及液溫測量(即使用熱敏電阻置於三合一檢知器探棒內，一樣量電阻值，再換算成溫度)。而水位則測量水中之阻抗，當低水位探棒為高阻抗，則代表水 未及低水位探棒處，若低水位探頭為低阻抗，則代表水已及低水位高度，中水位探頭及高水位探頭，都與低水位探頭一樣，若所代表之探頭為低阻抗，代表水位已達其所代表之水位；反之，若為高阻抗，則水未及所代表之水位。

如第十一圖a~c所示，為本創作之栽培供應系統相關控制電路圖，其中包括：第十一圖a係微處理控制電路；第十一圖b係微型植物工廠顯示電路；第十一圖c係沉水馬達控制電路。

如第十一圖a所示，本創作採用一只具有很多控制腳的微處理器U26當作控制中心，可提供充足的控制輸出及信號輸入接腳，另為求系統穩定度，外加一U27外部看門狗IC，隨時監督程式執行和電源供應狀況，若有異常便重啟動U26微處理器，確保本創作運轉之信賴性。

如第十一圖b所示，為本創作之微型植物工廠顯示電路，其包括操作面板所有之指示燈號之外，尚還具有面板操作按鍵輸入處裡，圖中U1、U4、U7及U10，提供LD1、LD2、LD3、LD4，4位數顯示器所需之控制信號，另外D1~D33為指示LED燈，由U2、U5、U8及U11所控制點亮，而輸入部分即操作面板之按鍵信號SW1~SW21，則經由U3、U5及U9讀取，傳輸到微處理器U29。

如第十一圖c所示，為本創作之沉水馬達控制電路，在本創作中共提供三個栽培槽之供應系統，每個栽培槽又分兩個相同容積之A、B槽，每槽內各置一具沉水馬 達，共6具，另外，清水槽和栽培槽內又各放3具沉水馬達，合共6具，補充水份或養份給三個栽培槽，以上共12具沉水馬達，分別由圖中LS1~LS12等12個繼電器所控制，微處理器係經由U6和U7以及U4和U5的推動LS1~LS12繼電器電路來完成控制。

如第十二圖所示，為本創作中關於雙槽式栽培盒2、光照裝置3、控制器4、清水供應槽6與栽培液供應槽7的配置示意圖；而第十三圖所示，則顯示本創作於栽培完成的狀態示意圖，其中，本創作並可於雙槽式栽培盒2與光照裝置3之間裝設一氣流循環風扇10，用以配合光合作用換氣需求而提供空氣循環功能。

綜上所述，可見本創作所為自動化控制的植物栽培架，其整體組合應用確為新穎首創，且操作使用方便實用，並具有進步功效，為此依法申請專利，敬祈 依法賜准本案新型專利之核准審定，實感德便。

1‧‧‧立架

2‧‧‧雙槽式栽培盒

3‧‧‧光照裝置

4‧‧‧控制器

21、21’‧‧‧栽培槽

6‧‧‧清水供應槽

7‧‧‧栽培液供應槽

8‧‧‧催芽室

9‧‧‧育苗栽培槽

10‧‧‧氣流循環風扇

Claims (10)

1. 一種自動化控制的植物栽培架，其係包括：一具有多層床架的立架、一組以上的雙槽式栽培盒、一組以上的光照裝置及一控制器，其中：立架，係具有多層的床架，分別將雙槽式栽培盒、光照裝置及控制器設於立架的各層床架；一組以上的雙槽式栽培盒，為間隔設於立架的各層床架，各雙槽式栽培盒係包含：兩個栽培槽、一蓋板及兩組沉水馬達，所述兩個栽培槽係呈並排相鄰，為注入定量的栽培液；蓋板係供蓋合於兩個栽培槽，並設有多數個可供容納栽植容器的開孔；所述兩組沉水馬達係分別設於兩個栽培槽，兩組沉水馬達係採交錯引水方式，並控制時間將栽培液循環交錯抽引至彼此相對的栽培槽，使栽培液相互交換而產生潮汐水位變化，以誘發植物根系生長，達到溶氧換氣及栽培液均勻混合，且每一層床架的雙槽式栽培盒，每一層床架都是獨立封閉的栽培栽培液供應；一組以上的光照裝置，為間隔設於立架的各層床架，並相對設於雙槽式栽培盒的上方床架，適時提供照明光源，用以製造植物成長所需的光合作用；一控制器，係掌控植物的動態成長資訊，控制雙槽栽培盒適時啟動兩組沉水馬達產生交錯抽水供應，且自動調節控制栽培液的供應濃度，並控制光照裝置適時啟動以提供植物所需照明光源。
2. 如申請專利範圍第1項所述自動化控制的植物栽培架，所述的雙槽式栽培盒係選定其中一栽培槽設置一三合一檢知器，該三合一檢知器係將測量的栽培液濃度(EC值)、液溫、水位等植物的動態成長資訊回饋控制器。
3. 如申請專利範圍第1項所述自動化控制的植物栽培架，該雙槽式栽培盒呈並排相鄰的兩個栽培槽係相鄰等高且為相等容積。
4. 如申請專利範圍第2項所述自動化控制的植物栽培架，該三合一檢知器係包含：一本體裝置、一上限水位檢知探棒、一中間水位檢知探棒、一下限水位檢知探棒、一溫度檢知探棒、一栽培液濃度檢知探棒、一防水接線口及一防水蓋，而其中：本體裝置，為全天候的放入所欲監測的栽培槽內；上限水位檢知探棒，係置於最上面，以供檢知上限水位；中間水位檢知探棒，係置於中間處，以供檢知栽培液之中間水位；下限水位檢知探棒，係置於下端處，以供檢知栽培液之最低水位；一溫度檢知探棒，係置於栽培液內，以供檢知栽培液之溫度；栽培液濃度檢知探棒，係置於栽培液內，以供檢 知栽培液之濃度；防水接線口，係便於配合控制器通過而連結各個上述各探棒；防水蓋，係供防水蓋合於防水接線口。
5. 如申請專利範圍第1項所述自動化控制的植物栽培架，該立架係於選定的床架上分別附設一清水供應槽與一栽培液供應槽，以供各自儲存清水與栽培液，並通過控制器的調節控制將適量的清水與栽培液分別供應雙槽式栽培盒。
6. 如申請專利範圍第5項所述自動化控制的植物栽培架，該清水供應槽與栽培液供應槽係設於立架的中間高度。
7. 如申請專利範圍第5項所述自動化控制的植物栽培架，該清水供應槽與栽培液供應槽，係分別設有一組以上的沉水馬達和一具三合一檢知器。
8. 如申請專利範圍第1項所述自動化控制的植物栽培架，該立架係於選定的床架上分別附設一催芽室及一育苗栽培槽。
9. 如申請專利範圍第1項所述自動化控制的植物栽培架，該光照裝置係選用三波長LED燈板作為照明光源。
10. 如申請專利範圍第1項所述自動化控制的植物栽培架，該雙槽式栽培盒與光照裝置之間係裝設一氣流循環風扇。