WO2017173871A1 - 一种发光装置及其调节植物生长的方法 - Google Patents

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Abstract

一种发光装置及其调节植物生长的方法，属于发光装置技术领域，其可解决现有的光源不能完全模拟自然光的问题。该发光装置中，驱动模块连接光源和调光控制模块，调光控制模块向驱动模块输出控制信号，驱动模块根据控制信号调整光源的亮度。进一步的，通过控制信号调整光源的亮度，实现光源自动的定时点灯灭灯，同时，在点灭灯中间插入自然的亮度变化过渡过程，模拟黄昏、黎明，当其照射植物时，可完全模拟日光，为植物生长提供一个合适的生长环境，利于植物的生长。该发光装置适用于各种场合照明，尤其适用于调节植物生长。

Description

一种发光装置及其调节植物生长的方法 技术领域
本发明属于发光装置技术领域，具体涉及一种发光装置及其调节植物生长的方法。
背景技术
近年来，LED光源作为新一代绿色节能光源得到了广泛的应用。其中，LED光源由于体积小巧并且节能的特点能够作为植物生长用的光源。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：目前市场上大多数该类型光源只能提供光照，不能自动实现定时进行点灯灭灯控制，而且目前市场上的LED光源没有点灯到灭灯，以及灭灯到点灯这个亮度变化的过渡过程，与实际自然光照不相符，不能完全模拟自然光。
发明内容
本发明针对现有的光源不能完全模拟自然光的问题，提供一种发光装置及其调节植物生长的方法。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
一种发光装置，包括光源、驱动模块以及调光控制模块；其中，
所述驱动模块连接光源和调光控制模块，所述调光控制模块用于向驱动模块输出控制信号，所述驱动模块用于根据所述控制信号调整光源的亮度；
所述发光装置的特征在于，所述调光控制模块包括用于进行脉冲宽度调制的第一控制器。
优选的，
所述第一控制器通过脉冲宽度调制依次输出：
时长为h1的高电平控制信号；
时长为h2的从高电平向低电平过渡的控制信号；
时长为h3的低电平控制信号；
时长为h4时长的从低电平向高电平过渡的控制信号。
优选的，所述第一控制器循环输出时长为h1、h2、h3、h4的控制信号，且h1+h2+h3+h4＝24小时。
优选的，所述调光控制模块还包括第二控制器，所述第二控制器在开启时控制第一控制器复位并输出h1时长的高电平控制信号。
优选的，所述驱动模块包括直流-直流控制器，所述调光控制模块还包括第三控制器，所述第三控制器在开启时控制所述直流-直流控制器关闭，并且控制第一控制器输出h3时长的低电平控制信号。
优选的，所述第一控制器包括微控制器(Microcontroller Unit，MCU控制器)。
优选的，所述微控制器包括控制芯片，稳压器，第六电容，第七电容；其中，所述控制芯片的第六接口连接稳压器的输出端口Vo，所述控制芯片的第七接口接地；所述第六电容、第七电容的一端接地，所述第六电容、第七电容另一端分别连接的控制芯片的第五接口、第四接口。
优选的，所述光源包括LED灯。
优选的，所述驱动模块包括：
信号接收端，用于接收控制信号；
电流调整单元，用于根据所述控制信号调整输入光源的电流大小。
优选的，所述直流-直流控制器包括电源输入端口，栅极，接地端口，电流取样端口，脉冲宽度调制接收端，输出过压保护端口，模拟比较器端口，电压反馈端口。
本发明还提供一种利用上述发光装置调节植物生长的方法， 所述发光装置按以下步骤照射植物：
发光装置向植物照射时长h1，其中控制信号为高电平；
发光装置向植物照射时长h2，其中控制信号从高电平向低电平过渡；
发光装置向植物照射时长h3，其中控制信号为低电平；
发光装置向植物照射时长h4，其中控制信号从低电平向高电平过渡，，其中h1+h2+h3+h4＝24。
优选的，所述h1为13小时，h2为1小时，h3为9小时，h4为1小时。
本发明的发光装置中，驱动模块连接光源和调光控制模块，调光控制模块向驱动模块输出控制信号，驱动模块根据控制信号调整光源的亮度。该发光装置实现自动调整光源的亮度，且简单方便，不易出错。进一步的，通过控制信号调整光源的亮度，实现光源自动的定时点灯灭灯，同时，可在点灭灯中间插入自然的亮度变化过渡过程，模拟黄昏、黎明，自然柔和，当其照射植物时，可完全模拟日光，与自然界昼夜变化相一致，从而为植物生长提供一个合适的生长环境，提高植物生长质量。本发明的发光装置适用于各种场合照明，尤其适用于调节植物生长。
附图说明
图1为本发明的实施例1的发光装置的结构示意图；
图2为本发明的实施例2的调光控制模块电路示意图；
图3为本发明的实施例3的调光控制模块输出控制信号时序图；
图4为本发明的实施例2的驱动电路示意图。
图5为本发明的实施例3的发光装置电路示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种发光装置，如图1所示，包括光源、驱动模块以及调光控制模块；其中，
所述驱动模块连接光源和调光控制模块，所述调光控制模块用于向驱动模块输出控制信号，所述驱动模块用于根据所述控制信号调整光源的亮度，其中所述调光控制模块包括用于进行脉冲宽度调制的第一控制器。
本实施例的驱动模块根据控制信号调整光源的亮度，实现光源自动的定时点灯灭灯，同时通过PWM控制，可在点灭灯中间插入自然的亮度变化过渡过程，模拟黄昏、黎明，当其照射植物时，该发光装置可完全模拟日光，从而为植物生长提供一个合适的生长环境，利于植物的生长。本发明的发光装置适用于各种场合照明，尤其适用于调节植物生长。
实施例2：
本实施例提供一种发光装置，包括光源、驱动模块以及调光控制模块；其中，
所述驱动模块连接光源和调光控制模块，所述调光控制模块用于向驱动模块输出控制信号，所述驱动模块用于根据所述控制信号调整光源的亮度，其中所述调光控制模块包括用于进行脉冲宽度调制的第一控制器。
优选的，所述光源包括LED灯。
具体的，本发明的发光装置中所使用的光源优先选用LED灯。
优选的，所述调光控制模块包括第一控制器，所述第一控制器通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PMW)依次输出h1时长的高电平控制信号，h2时长的高电平逐步向低电平过渡的控制信号，h3时长的低电平控制信号，h4时长的低电平逐步向高电平过渡的控制信号。
优选的，所述h1时长、h2时长、h3时长、h4时长的控制信号 循环输出，且h1+h2+h3+h4＝24小时。
也就是说，如图2的调光控制模块电路示意图所示，第一控制器选用MCU控制器，MCU控制器包括控制芯片U3，低压差线性稳压器(low dropout regulator，LDO)，第六电容C6、第七电容C7，控制芯片U3的接口VDD连接稳压器LDO的输出端口Vo，控制芯片U3的接口VSS接地；第六电容C6、第七电容C7的左端接地，第六电容C6、第七电容C7右端分别连接U3的接口PB5、PB4。
该MCU控制器引脚PB2循环输出h1时长的高电平信号，h2时长的占空比由100％逐步变为0％的PWM信号，h3时长的低电平信号，h4时长的占空比由0％逐步变为100％的PWM信号，这样h1+h2+h3+h4＝24小时，一个周期刚好是24小时，不断循环，基本模拟自然日光的变化。
优选的，所述调光控制模块还包括第二控制器，所述第二控制器在开启时控制第一控制器复位并输出h1时长的高电平控制信号。
优选的，所述驱动模块包括直流-直流控制器，所述调光控制模块还包括第三控制器，所述第三控制器在开启时控制所述直流-直流控制器关闭，并且控制第一控制器输出h3时长的低电平控制信号。
也就是说，MCU控制器外部设有第二控制器和第三控制器，第二控制器用作复位按钮，当按下该按钮时，不管PB2此时处于什么状态，立即被复位，重新开始输出h1时长的高电平控制信号。第三控制器是用作开关按钮，当按下该按钮时，不管PB2处于什么转态，都将输出h3时长的低电平控制信号，关闭DCDC控制器。如图2的调光控制模块电路示意图所示，第二控制器的复位按钮S1一端连接U3的接口PB3，另一端接地。第三控制器的开关按钮一端连接U3的接口PB1，另一端电源输入端口Vin。
优选的，所述驱动模块包括：
信号接收端，用于接收控制信号；
电流调整单元，用于根据所述控制信号调整输入光源的电流大小。
也就是说，如图4所示，DCDC控制器包括电源输入端口Vin，栅极GATE，接地端口GND，电流取样端口CS，信号接收端PMW，即PWM使能端，输出过压保护端OVP，模拟比较器端口COMP，电压反馈端口FB。其中，MCU控制器的端口PB2用于与PWM使能端连接。
DCDC控制器将输入的直流电压转变为恒定直流电流点亮LED灯。PWM使能端能够接收调光控制模块输入的控制信号，当调光控制模块输入为高电平信号时，DCDC控制器工作，当调光控制模块输入为低电平信号时，DCDC控制器停止工作，通过调光控制模块信号高低电平信号的变化即实现了点灯与灭灯的控制。
具体的，DCDC控制器PWM使能端通过接收不同占空比变化的PWM信号实现调光。当PWM信号的占空比为100％时，DCDC控制器输出电流为100％，即满电流输出；当PWM的占空比在100％-0％之间变化，即输出电流在100％-0％变化；当PWM信号占空比为0％时，DCDC控制器输出电流为0％，即无电流输出；PWM的占空比在0％-100％之间变化，即输出电流在0％-100％变化，这样就实现了调光控制。
实施例3：
本实施例提供一种发光装置，其具有与实施例2的发光装置类似的结构。如图5所示，该发光装置的电路主要包括两部分，一部分为光源LED灯的驱动电路，将电源输入的15V的直流电压转变为0.4A的恒定直流电流，向LED灯提供恒定的直流电流。另一部分为定时调光控制电路，该电路通过输出引脚PB2接入驱动电路的使能控制引脚PMW，按照输出13小时的高电平控制信号，1小时的高电平逐步向低电平过渡的控制信号，9小时的低电平控制信号，1小时的低电平逐步向高电平过渡的控制信号控制驱 动电路的工作状态，从而实现定时与调光控制。其中，MCU控制器输出控制信号时序图如图3所示。
实施例4：
本实施例提供一种利用上述实施例的发光装置调节植物生长的方法，
具体的，发光装置按以下步骤依次循环照射植物：
发光装置在高电平控制信号下向植物照射h1小时；
发光装置在高电平逐步向低电平过渡的控制信号下向植物照射h2小时；
发光装置在低电平控制信号下向植物照射h3小时；
发光装置在低电平逐步向高电平过渡的控制信号下向植物照射h4小时，其中h1+h2+h3+h4＝24。
显然，上述各实施例的具体实施方式还可进行许多变化；例如：低电平变为高电平的过渡时间长短、高电平变为低电平的过渡时间长短等可以根据具体使用情况进行调节。用于照射不同的植物时，高电平的具体数值可以根据情况进行调节。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

  1. 一种发光装置，包括光源、驱动模块以及调光控制模块；
    其中，
    所述驱动模块连接所述光源和所述调光控制模块，所述调光控制模块用于向所述驱动模块输出控制信号，所述驱动模块根据所述控制信号调整所述光源的亮度，
    所述发光装置的特征在于，所述调光控制模块包括用于进行脉冲宽度调制的第一控制器。
  2. 根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
    所述第一控制器通过脉冲宽度调制依次输出：
    时长为h1的高电平控制信号；
    时长为h2的从高电平向低电平过渡的控制信号；
    时长为h3的低电平控制信号；
    时长为h4的从低电平向高电平过渡的控制信号。
  3. 根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于，所述第一控制器循环输出时长为h1、h2、h3、h4的控制信号，且h1+h2+h3+h4＝24小时。
  4. 根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于，所述调光控制模块还包括第二控制器，所述第二控制器在开启时控制第一控制器复位并输出h1时长的高电平控制信号。
  5. 根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于，所述驱动模块包括直流-直流控制器，所述调光控制模块还包括第三控制器，所述第三控制器在开启时控制所述直流-直流控制器关闭，并且控制第一控制器输出h3时长的低电平控制信号。
  6. 根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于，所述第一控制器包括微控制器。
  7. 根据权利要求6所述的发光装置，其特征在于，所述微控制器包括控制芯片，稳压器，第六电容，第七电容；其中，所述控制芯片的第六接口连接稳压器的输出端口，所述控制芯片的第七接口接地；所述第六电容、第七电容的一端接地，所述第六电容、第七电容另一端分别连接的控制芯片的第五接口、第四接口。
  8. 根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述光源包括LED灯。
  9. 根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述驱动模块包括：
    信号接收端，用于接收控制信号；
    电流调整单元，用于根据所述控制信号调整输入光源的电流大小。
  10. 根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于，所述直流-直流控制器包括电源输入端口，栅极，接地端口，电流取样端口，脉冲宽度调制接收端，输出过压保护端口，模拟比较器端口，电压反馈端口。
  11. 一种利用权利要求1-10任一项所述的发光装置调节植物生长的方法，其特征在于，所述发光装置按以下步骤照射植物：
    发光装置向植物照射时长h1，其中控制信号为高电平；
    发光装置向植物照射时长h2，其中控制信号从高电平向低电平过渡；
    发光装置向植物照射时长h3，其中控制信号为低电平；
    发光装置向植物照射时长h4，其中控制信号从低电平向高电平过渡，其中h1+h2+h3+h4＝24。
  12. 根据权利要求11所述的调节植物生长的方法，其特征在于所述h1为13小时，h2为1小时，h3为9小时，h4为1小时。
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