CN219305070U - 一种分通道控制的led植物照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分通道控制的LED植物照明装置，包括：至少一红蓝光LED发光组件，安装在植物机上，沿着种植区域延伸或均匀布置，用于发出红光和/或蓝光对植物进行补光；微处理器，生成所述红蓝光LED发光组件的工作电流的脉冲宽度调制控制信号；至少一恒流驱动器，所述恒流驱动器与所述红蓝光发光组件一一对应，且所述恒流驱动器与所述微处理和对应的红蓝光发光组件连接，用于根据所述脉冲宽度调制控制信号，提供恒定的工作电流以控制对应的LED发光组件的开关和功率；本实用新型可以随时控制和调节每个通道的红蓝光LED发光组件的开关、亮度和发光时间，实现对光照精确控制，防止能耗的浪费，节约了能源，促进了植物生长，提高了生产效益。

Description

一种分通道控制的LED植物照明装置

技术领域

本专利涉及植物机光源控制领域，具体而言涉及一种分通道控制的LED植物照明装置。

背景技术

根据绿色植物吸收光谱的特点，叶绿素吸收可见光，不同波长的光线对植物光合作用的影响不同，经过研究表明，波长在400～500纳米之间的蓝光以及波长在610～720纳米之间的红光对于光合作用的贡献最大。由于传统日光灯管或白炽灯发出的白色光谱中只有很少量的红光和蓝光对促进植物光合作用有贡献，光线的利用率较低，能耗浪费严重。

现有技术中通常采用整体控制红蓝光LED灯提高植物光合作用的利用率，但是整体控制LED灯开关和光照时间的方法，当植物机上种植两种或两种以上的植物时，由于不同植物种类所需的光照强度和时间不同，使得其中一种的植物光照时间过长或过短，影响植物的生长，并且LED的光源未充分得到利用，造成了资源浪费。

实用新型内容

本专利正是基于现有技术的上述需求而提出的，本专利要解决的技术问题是提供一种分通道控制的LED植物照明装置。

为了解决上述问题，本专利提供的技术方案包括：

提供了一种分通道控制的LED植物照明装置，包括：

至少一红蓝光LED发光组件，安装在植物机上，沿着种植区域延伸或均匀布置，用于发出红光和/或蓝光对植物进行补光；

微处理器，生成所述红蓝光LED发光组件的工作电流的脉冲宽度调制控制信号；

至少一恒流驱动器，所述恒流驱动器与所述红蓝光发光组件一一对应，且所述恒流驱动器与所述微处理和对应的红蓝光发光组件连接，用于根据所述脉冲宽度调制控制信号，提供恒定的工作电流以控制对应的LED发光组件的开关和功率。

以此设置，可以随时控制和调节每个通道的红蓝光LED发光组件的开关、亮度和发光时间，实现对光照精确控制，防止能耗的浪费，节约了能源，促进了植物生长，提高了生产效益。

可选地，还包括：

通信装置，与所述微处理器连接，用于获取终端设备发送的所述红蓝光LED发光组件的工作状态信息，并将所述工作状态信息发送给所述微处理器，用于生成对应的脉冲宽度调制控制信号。

可选地，包括：

所述通信装置包括WIFI模组，通过无线通信技术接收工作状态信息。

以此设置，可以实现远程控制植物照明装置。

可选地，还包括：

显示单元，与所述微处理器连接，被配置为显示所述LED发光组件的工作状态信息；

所述显示单元安装有功能性按键，用户通过操作功能性按键，调节工作状态信息。

以此设置，可以实时查看和调节LED发光组件的工作状态。

可选地，还包括降压电路，用于将电源电压转换为安全电压值发送给所述微处理器，保护通讯装置的接口。

可选地，所述恒流驱动器包括：

H5112A芯片的第一接口通过电阻R1连接脉冲宽度调节；

所述H5112A芯片的第三接口和第四接口并联，通过电阻R2与电容的一端连接后接地；所述电容的另一端并接所述H5112A芯片的第二接口和电阻R3的一端；所述电阻R3的另一端与有极性电容的正极连接，以及并接稳压管的负极连接后连接24V电压；所述有极性电容的负极接地；所述稳压管的负极串联对应的红蓝光LED发光组件的正极，所述稳压管的正极与线圈的一端连接，所述线圈的另一端并接所述H5112A芯片的第五接口和第六接口，以及串联对应的红蓝光LED发光组件的负极；所述H5112A芯片的第七接口和第八接口并接后接地。

微处理器可以产生与LED发光组件数量对应的通道数量，每个通道会输出一个PWM方波，以此进行分通道管理对应的LED发光组件。

可选地，所述装置包括两个红蓝光LED发光组件和两个恒流驱动器；一个恒流驱动器控制一个红蓝光LED发光组件，其中，每个红蓝光LED发光组件由8个LED串联组成。

以此设置，在满足植物机光照强度下，能够降低成本。

可选地，包括每个LED灯对应一个由所述微处理器控制的通道。

以此设置，可以随时独立控制每个LED灯，实现分段控制红蓝光LED发光组件中每个LED光源的开关和功率。

可选地，还包括：

光照传感器，设置于所述植物机或者种植区域上；

所述微处理器与所述光照传感器通信连接，被配置为根据光强阈值调控所述红蓝光LED发光组件的照明。

以此设置，可以通过光照传感器实时监测光强，调整红蓝光LED发光组件的照明强度，使得植物可以正常生长。

可选地，还包括：

监测器，与所述微处理器可通信连接，用于获取所述植物种类信息。

由于不同种类的植物，对光照的需求不一致；由此设置，可以根据获取的植物种类信息，确定调控红蓝光LED发光组件的策略，分通道控制LED发光组件，使得植物可以更好地生长。

与现有技术相比，本实用新型通过采用可直接发出红光和蓝光的红蓝LED发光组件，能够基本均能对促进植物光合作用有功能，LED植物照明灯的光线利用率高，大大减少了能耗的浪费；通过设置WIFI模组，能够远程控制植物照明装置；通过设置降压电路，保护通讯装置的接口；通过仅设置限制LED发光组件的个数和每组的LED数量，实现在满足植物机光照强度下，能够降低成本；通过每个LED灯对应一个由所述微处理器控制的通道，实现分段控制红蓝光LED发光组件中每个LED光源的开关和功率；利用光照传感器和监测器，调控红蓝光LED发光组件的照明强度，使得植物可以正常生长。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种分通道控制的LED植物照明装置的电子电路结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的一种分通道控制的LED植物照明装置中恒流驱动器的电子电路结构框图；

图3是本实用新型实施例提供的一种分通道控制的LED植物照明装置中红蓝光LED发光组件的电子电路结构框图。

附图标记：

1-供电电源；2-红蓝光LED组件一；3-恒流驱动器一；4-降压电路；5-恒流驱动器二；6-红蓝光LED组件二；7-微处理器；8-通讯接口；9-WIFI模组。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

为便于对本申请实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本申请实施例的限定。

实施例1

本实施例提供了一种分通道控制的LED植物照明装置，如图1所示，具体包括：

至少一红蓝光LED发光组件，安装在植物机上，沿着种植区域延伸或均匀布置，用于发出红光和/或蓝光对植物进行补光；

微处理器，生成所述红蓝光LED发光组件的工作电流的脉冲宽度调制控制信号；

至少一恒流驱动器，所述恒流驱动器与所述红蓝光发光组件一一对应，且所述恒流驱动器与所述微处理和对应的红蓝光发光组件连接，用于根据所述脉冲宽度调制控制信号，提供恒定的工作电流以控制对应的LED发光组件的开关和功率。

在本实用新型实施例中，微处理器与通信装置之间可以通过HPI并行接口进行数据交换，微处理器基于HPI协议向通信装置发送命令，驱动恒流驱动器，根据编写的程序控制每组红蓝光LED发光组件的开关和功率。

通过恒流驱动器可以避免LED因为电压值突然变大发生烧坏，本实施例中，可以通过恒流驱动器将电路的电流控制在800mA或1A。

以此设置，可以随时控制和调节每个通道的红蓝光LED发光组件的开关、亮度和发光时间，实现对光照精确控制，防止能耗的浪费，节约了能源，促进了植物生长，提高了生产效益。

所述照明装置还包括：

通信装置，与所述微处理器连接，用于获取终端设备发送的所述红蓝光LED发光组件的工作状态信息，并将所述工作状态信息发送给所述微处理器，用于生成对应的脉冲宽度调制控制信号。

所述工作状态信息包括红蓝光LED灯源的发光功率和开关。

优选地，所述通信装置包括WIFI模组，通过无线通信技术接收工作状态信息。

以此设置，可以实现远程控制植物照明装置。

优选地，所述照明装置还包括降压电路，用于将电源电压转换为安全电压值发送给所述微处理器，保护通讯装置的接口。

在本实用新型实例中，可以将220V交流电通过降压电路转化为手机安全电压5V。

优选地，所述照明装置还包括：

显示单元，与所述微处理器连接，被配置为显示所述LED发光组件的工作状态信息；

所述显示单元安装有功能性按键，用户通过操作功能性按键，调节工作状态信息。

以此设置，可以实时查看和调节LED发光组件的工作状态。

优选地，所述恒流驱动器如图2所示，具体包括：

H5112A芯片的第一接口通过电阻R1连接脉冲宽度调节；

所述H5112A芯片的第三接口和第四接口并联，通过电阻R2与电容的一端连接后接地；所述电容的另一端并接所述H5112A芯片的第二接口和电阻R3的一端；所述电阻R3的另一端与有极性电容的正极连接，以及并接稳压管的负极连接后连接24V电压；所述有极性电容的负极接地；所述稳压管的负极串联对应的红蓝光LED发光组件的正极，所述稳压管的正极与线圈的一端连接，所述线圈的另一端并接所述H5112A芯片的第五接口和第六接口，以及串联对应的红蓝光LED发光组件的负极；所述H5112A芯片的第七接口和第八接口并接后接地。

在本实用新型实施例中，可以根据脉冲宽度调制(Pulse-width modulation，PWM)控制信号，调制MOS管栅极的偏置，改变MOS管导通时间，实现开关稳压电源输出的改变。

微处理器可以产生与LED发光组件数量对应的通道数量，每个通道会输出一个PWM方波，以此进行分通道管理对应的LED发光组件。

所述植物照明装置调节LED发光组件的工作原理包括：降压电路将电源电压进行降压，并传递给微处理器，所述微处理器通过I/O接口根据256个等级对PWM占空比进行调整，并将调整后的PWM占空比发送给恒流驱动器，所述恒流驱动器的H5112A芯片中含有MOS管，所述MOS管通过PWM占空比控制所述H5112A芯片的电压阈值，其中，电压阈值的范围为0-3.3V；当PWM信号为0时，所述H5112A芯片会自动关断；当PWM信号为1V-3.3V时，此时，PWM的占空比越大，红蓝光LED灯越亮。

在本实施例中，恒流驱动器采用的是H5112A芯片，所述H5112A芯片内部集成了环路补偿，***电路简洁可靠；内置100V高压MOS管，宽压在5V-90V输入范围内。

所述H5112A芯片的PWM端口支持超小占空比的PWM调光，可以响应小于60纳秒的PWM脉宽波形，当PWM信号为低电平时，输出关闭，当PWM信号为高电平时，输出开启，悬空的时候默认该端口为高电平输出。

优选地，如图3所示，所述植物照明装置包括两个红蓝光LED发光组件和两个恒流驱动器；一个恒流驱动器控制一个红蓝光LED发光组件，其中，每个红蓝光LED发光组件由8个LED串联组成。

以此设置，在满足植物机光照强度下，能够降低成本。

优选地，所述植物照明装置中每个LED灯对应一个由所述微处理器控制的通道。

在本实用新型实施例中，每个LED灯对应一个通道，两个红蓝光LED发光组件共定义16个通道，每个通道通过接收微处理器由二进制编写的命令控制对应的红蓝光LED灯的开关和亮度。

以此设置，可以随时独立控制每个LED灯，实现分段控制红蓝光LED发光组件中每个LED光源的开关和功率。

优选地，所述照明装置还包括：

光照传感器，设置于所述植物机或者种植区域上；

所述微处理器与所述光照传感器通信连接，被配置为根据光强阈值调控所述红蓝光LED发光组件的照明。

以此设置，可以通过光照传感器实时监测光强，调整红蓝光LED发光组件的照明强度，使得植物可以正常生长。

优选地，所述照明装置还包括：

监测器，与所述微处理器可通信连接，用于获取所述植物种类信息。

由于不同种类的植物，对光照的需求不一致；由此设置，可以根据获取的植物种类信息，确定调控红蓝光LED发光组件的策略，分通道控制LED发光组件，使得植物可以更好地生长。

与现有技术相比，本实用新型实施例通过采用可直接发出红光和蓝光的红蓝LED发光组件，能够基本均能对促进植物光合作用有功能，LED植物照明灯的光线利用率高，大大减少了能耗的浪费；通过设置WIFI模组，能够远程控制植物照明装置；通过设置降压电路，保护通讯装置的接口；通过仅设置限制LED发光组件的个数和每组的LED数量，实现在满足植物机光照强度下，能够降低成本；通过每个LED灯对应一个由所述微处理器控制的通道，实现分段控制红蓝光LED发光组件中每个LED光源的开关和功率；利用光照传感器和监测器，调控红蓝光LED发光组件的照明强度，使得植物可以正常生长。

以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分通道控制的LED植物照明装置，其特征在于，包括：

至少一红蓝光LED发光组件，安装在植物机上，沿着种植区域延伸或均匀布置，用于发出红光和/或蓝光对植物进行补光；

微处理器，生成所述红蓝光LED发光组件的工作电流的脉冲宽度调制控制信号；

至少一恒流驱动器，所述恒流驱动器与所述红蓝光LED发光组件一一对应，且所述恒流驱动器与所述微处理和对应的红蓝光LED发光组件连接，用于根据所述脉冲宽度调制控制信号，提供恒定的工作电流以控制对应的LED发光组件的开关和功率。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

通信装置，与所述微处理器连接，用于获取终端设备发送的所述红蓝光LED发光组件的工作状态信息，并将所述工作状态信息发送给所述微处理器，用于生成对应的脉冲宽度调制控制信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，包括：

所述通信装置包括WIFI模组，通过无线通信技术接收工作状态信息。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

显示单元，与所述微处理器连接，被配置为显示所述LED发光组件的工作状态信息；

所述显示单元安装有功能性按键，用户通过操作功能性按键，调节工作状态信息。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括降压电路，用于将电源电压转换为安全电压值发送给所述微处理器，保护通讯装置的接口。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述恒流驱动器包括：

H5112A芯片的第一接口通过电阻R1连接脉冲宽度调节；

所述H5112A芯片的第三接口和第四接口并联，通过电阻R2与电容的一端连接后接地；所述电容的另一端并接所述H5112A芯片的第二接口和电阻R3的一端；所述电阻R3的另一端与有极性电容的正极连接，以及并接稳压管的负极连接后连接24V电压；所述有极性电容的负极接地；所述稳压管的负极串联对应的红蓝光LED发光组件的正极，所述稳压管的正极与线圈的一端连接，所述线圈的另一端并接所述H5112A芯片的第五接口和第六接口，以及串联对应的红蓝光LED发光组件的负极；所述H5112A芯片的第七接口和第八接口并接后接地。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括两个红蓝光LED发光组件和两个恒流驱动器；一个恒流驱动器控制一个红蓝光LED发光组件，其中，每个红蓝光LED发光组件由8个LED串联组成。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括每个LED灯对应一个由所述微处理器控制的通道。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

光照传感器，设置于所述植物机或者种植区域上；

所述微处理器与所述光照传感器通信连接，被配置为根据光强阈值调控所述红蓝光LED发光组件的照明。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

监测器，与所述微处理器可通信连接，用于获取所述植物种类信息。

Images