KR20170096244A - 식물성장 led조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템에 관한 것으로, 식물성장 보조광원으로 사용되는 백색광(White Light)의 W 파장과 식물의 광합성을 위한 Red 660nm의 A 파장 및 Blue 460nm의 B 파장을 내는 혼합 광으로 이루어지는 LED Bar 타입의 조명등기구와; 상기 LED Bar 타입의 조명등기구의 파장과 광량을 조절하기 위한 White 파장 조절 가변저항과, A 파장 조절 가변저항 및 B 파장 조절 가변저항을 갖는 파장 및 광량 조절 장치와; 상기 LED Bar 타입의 조명등기구에 안정된 직류 전원을 공급하기 위해 파동과 노이즈 발생을 방지하는 정전압회로를 갖는 LED SMPS와; 상기 LED Bar 타입의 조명등기구의 파장과 광량을 가변적으로 조절하여 제어하되, 상기 LED SMPS의 ON/OFF 스위치를 단속하고, 상기 파장 및 광량 조절 장치를 타이머와 식물성장 프로그램에 의해 상기 White 파장 조절 가변저항과 A 파장 조절 가변저항 및 B 파장 조절 가변저항을 동시 또는 개별적으로 자동 제어하기 위한 U컨트롤러와; 상기 U컨트롤러의 제어 명령을 받아 구동되며, 상기 LED Bar 타입의 조명등기구에 대한 파장 그래프와 광량 값을 표시하기 위한 모니터를 구성함으로써, LED Bar 타입의 조명등기구에 대한 파장과 광량을 가변적으로 조절 및 확인이 가능하기 때문에 특정 식물성장에 국한되지 않고 광합성 작용이 가능하며, LED조명등기구를 이용한 다양한 식물성장 광합성 연구용 기자재로 활용 가능한 독특한 효과가 있다.
Description
본 발명은 식물성장용 LED조명등 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 식물성장 LED등의 파장의 세기와 광량(PPFD) 레벨을 1 ~ 100%까지 가변적으로 조절 가능함으로써, 식물성장 광합성 작용에 따른 파장과 광량 조절은 물론, LED조명등을 이용한 식물성장 연구기자재로 활용하도록 한 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템에 관한 것이다.
최근에 들어서 비닐하우스 내부에 식물의 성장을 촉진하기 위하여 일반전구나 백열등을 대체하는 LED 전구 타입과 LED Bar 타입의 조명등기구의 수요가 크게 증가하고 있는 추세이다.
특히, LED Bar 타입의 조명등기구는 LED 전구 타입보다 작물과 더 가까운 거리에서 많은 면적에 일정한 광량을 제공할 수 있는 장점이 있으며, 밀폐형과 수직적 식물 공장 및 식물 재배용 선반 등에 주로 사용되고 있다.
LED Bar 타입의 조명등기구는 식물 광합성 효과에 최적화된 Blue 460nm와 Red 660nm의 혼합광을 이용한다. 엽채류에 가장 효과적인 파장은 Red 70%와 Blue 30%이며, 묘종이나 과채류 및 일반 작물에 효과적인 파장은 Red 60%와 Blue 40%의 비율로 혼합되는 것으로 연구기관 등에서 알려져 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실제 LED조명등을 이용한 식물성장에 있어 식물성장을 위한 460nm와 660nm 광합성파장대에 대한 몇 가지 의문점을 배제할 수 없다. 그 이유는 단순 엽채류는 빠른 성장속도에 대해선 이미 검증이 된바 있지만, 잎이 너무 얇다든지 색 발현이 되지 않는다든지 하는 부분에 대해서 많은 식물학자와 연구자들은 의구심을 가지고 있다. 물론 광량이 충분하지 않은 경우 위와 같은 현상이 당연히 발생을 하지만, 파장대의 특이성에 대해서 자연계에 존재하는 가시광선 파장대에서 아주 협소한 단지 두 범위(A와 B)의 파장대로 한정지을 수 있는지에 대해 상식적인 선에서 의문이 제기된다.
도 2의 그래프를 살펴보면, 전반적인 파장대를 요구하고 특정영역의 파장대에서는 최대치의 광량을 필요로 하고, 그 외 영역대는 최소한의 파장대만 필요로 한다는 것으로 보여 지는 것을 광합성과 엽록소 최대치 파장대만 충족을 시키면 된다고 판단해서는 아니 된다는 것이다.
다시 말해서, 도 1의 도표에서 보는 바와 같이, UV-A 또는 near UV 영역대와 자외선영역대가 필요하다. 적외선 영역대에서는 도 1의 도표에서는 특별한 성장이라고 표현할 수 있지만, 개화조절과 발색 그리고 당도조절에 상당한 영향력을 미치고 UV대에서는 잎을 두껍게 하는 것과 UV-B 근접영역대에서 면역력작용을 하는 것으로 보고되어 있다는 점이다. 더불어 광합성과 엽록소관련 그래프를보면 near UV쪽 이하 파장대를 넘어서 가시광선이 아닌 자외선파장대에서도 광합성과 엽록소 활동이 있다는 것을 알 수 있다.
이렇게 되면, 현재 시중에 판매되고 있는 식물성장용 LED조명등기구에 대해서는 인공광원으로써 자연광을 보조하는 역할 수단으로는 가능하지만, 직접광원으로 부적격하다는 문제점이 대두된다.
한편, 대한민국 특허공보 제10-1414473호(2014.06.26)의 상하부 성장 촉진램프를 이용한 식물 재배장치에는 잎 또는 줄기와 뿌리에 각기 다른 성질의 성장 촉진광을 조사함으로써 다양한 작물을 효과적으로 재배할 수 있는 기술이 제안된 바 있고, 또한, 제10-1229389호(2013.01.29.)의 식물생장조절을 위한 ＬＥＤ 펄스조명 시스템에는 LED 전등을 이용한 펄스전등조명 장치를 개발하여 농작물 생장상의 조절용으로 이용함으로서 농업분야 전조용 전력소비를 획기적으로 감소시킬 수 있는 시스템이 개발된 바 있으며, 그리고 제10-1019736호(2011.02.25.)의 식물공장용 ＬＥＤ 광원장치에는 다수개의 적색 LED가 PCB 일면의 양 외측열에 일정 간격으로 배치되고, 적색 LED, 청색 LED 및 백색 LED가 PCB 일면의 중심열에 일정 간격으로 배치되어 식물에 기 설정된 비율의 광원을 조도시키는 하나 이상의 단위 광원부; 및 상기 단위 광원부에 전원을 공급하는 전원부를 포함하여, 다색 LED로부터 조사되는 빛을 일정한 비율로 재배식물에게 균조도 가능한 기술이 제안된 바 있다.
그러나, 상기 특허기술들은 모두가 식물성장에 따른 파장의 세기와 광량(PPFD)을 가변적으로 조절하지 못하고 고정되어 있기 때문에 자연광을 보조하는 인공광원에 불과하여 위에서 언급된 문제점을 여전히 해소하지 못하고 있다.
따라서, 본 발명에서는 식물성장용 LED조명등기구에 있어서 파장의 세기와 광량(PPFD)은 아주 중요한 파라미터이라는 점에 착안하여, 파장과 광량을 고정시켜 출하하는 시중 제품을 개선시켜 사용자가 식물의 성장에 따라 가변적으로 조절 가능한 전혀 새로운 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템을 제안하고자 한다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 보다 상세하게는, LED Bar 타입의 조명등기구에 대한 파장과 광량을 가변적으로 조절 제어할 수 있는 파장의 세기 및 광량 조절 장치와 U컨트롤러 및 모니터를 구성함으로써, 사용자가 식물성장에 따른 광합성 작용에 필요한 파장(nm)과 광량(PPFD)을 확인하면서 조절 가능하여 특정식물에 국한되지 않고 다양한 식물에 적용 가능하며, LED조명등을 이용한 식물성장 연구기자재로 활용 가능하도록 한 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템을 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 식물성장 보조광원으로 사용되는 백색광(White Light)의 W 파장과 식물의 광합성을 위한 Red 660nm의 A 파장 및 Blue 460nm의 B 파장을 내는 혼합 광으로 이루어지는 LED Bar 타입의 조명등기구(100)와; 상기 LED Bar 타입의 조명등기구의 파장(nm)과 광량(PPFD)을 조절하기 위한 White 파장 조절 가변저항(210)과, A 파장 조절 가변저항(220) 및 B 파장 조절 가변저항(230)을 갖는 파장 및 광량 조절 장치(200)와; 상기 LED Bar 타입의 조명등기구에 안정된 직류(DC) 전원을 공급하기 위해 파동(Surge)과 노이즈(Noise) 발생을 방지하는 정전압회로를 갖는 LED SMPS(300)와; 상기 LED Bar 타입의 조명등기구의 파장(nm)과 광량(PPFD)을 가변적으로 조절하여 제어하되, 상기 LED SMPS의 ON/OFF 스위치를 단속하고, 상기 파장 및 광량 조절 장치를 타이머와 식물성장 프로그램에 의해 상기 White 파장 조절 가변저항과 A 파장 조절 가변저항 및 B 파장 조절 가변저항을 동시 또는 개별적으로 자동 제어하기 위한 U컨트롤러(400)와; 상기 U컨트롤러의 제어 명령을 받아 구동되며, 상기 LED Bar 타입의 조명등기구에 대한 파장(nm) 그래프와 광량(PPFD) 값을 표시하기 위한 모니터(500)가 구성되는 것을 특징으로 하는 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템을 제안한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 파장 및 광량 조절 장치(200)는, 식물성장 보조광원으로 사용되는 백색광(White Light)의 파장을 가변적으로 조정하는 White 파장 조절 가변저항(210)과 식물성장의 광합성 작용 을 담당하기 위한 Red 660nm의 파장의 세기를 가변적으로 조절하기 위한 A 파장 조절 가변저항(220) 및 식물성장의 광합성 작용을 담당하기 위한 Blue 460nm 파장의 세기를 가변적으로 조절하기 위한 B 파장 조절 가변저항(230)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 파장 및 광량 조절 장치(200)의 가변저항(210,220,230)은, 슬라이드 방식 또는 로터리 방식 중에서 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 U컨트롤러(400)는, 상기 U컨트롤러의 내부에 구비된 RAM에 저장된 프로그램화된 식물성장 광합성 작용 파라미터에 의해 상기 LED Bar 타입의 조명등기구에 공급되는 직류(DC) 전원을 단속하여 Blue 조명과 Red 조명을 비율별로 제어 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 모니터(500)는, 상기 파장 및 광량 조절 장치와 U컨트롤러에 의해 조절 제어된 Blue 조명등 1 : Red 조명등 3 비율과 Blue 조명등 3 : Red 조명등 5 비율, All Red 조명등, All Blue 조명등의 온(ON) 스위칭에 따른 파장(nm) 그래프와 광량(PPFD) 값을 표시해 주는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템은 LED Bar 타입의 조명등에 대한 파장의 세기와 광량을 가변적으로 조절 제어할 수 있는 파장 및 광량 조절 장치와 U컨트롤러 및 모니터를 구성함으로써,
(1) 사용자가 식물성장에 따른 광합성 작용에 필요한 파장(nm)과 광량(PPFD)을 확인하면서 조절 가능하여 특정식물에 국한되지 않고 다양한 식물에 적용 가능하며, LED조명등을 이용한 식물성장 연구기자재로 활용 가능하다.
(2) 종래 기술에서는 LED Bar 타입의 조명등에 대한 파장(nm)의 세기와 광량(PPFD)을 가변적으로 조절할 수 없을 뿐만 아니라, 제품출하 시에 파장(nm)의 세기 및 광량(PPFD) 값이 이미 고정되어 있기 때문에 특정 식물성장에 국한되거나 연구용으로 전혀 사용할 수 없는 문제점을 개선시킴으로써, 식물의 발육기에서 성장기, 개화기 등의 식물성장 촉진에 크게 기여하여, 향후 시장 창출이 크게 확대될 것으로 예측되는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 식물성장 광합성에 따른 파장 및 작용효과를 나타낸 도표와 그래프
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템에 대한 기술적인 구성 블록도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템에 대한 난(식물) 성장 촉진을 위한 460, 660nm 파장 LED조명 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면 및 실물사진
도 5 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템에 대한 Red와 Blue 파장(nm) 비율별 실험 결과를 나타낸 파장 그래프
도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템에 대한 Red와 Blue 파장(nm) 비율별 광량(PPFD)값을 검출한 결과를 나타낸 실물사진
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템에 대한 기술적인 구성 블록도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템에 대한 난(식물) 성장 촉진을 위한 460, 660nm 파장 LED조명 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면 및 실물사진
도 5 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템에 대한 Red와 Blue 파장(nm) 비율별 실험 결과를 나타낸 파장 그래프
도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템에 대한 Red와 Blue 파장(nm) 비율별 광량(PPFD)값을 검출한 결과를 나타낸 실물사진
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템을 상세하게 설명한다.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시하더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템의 기술적 해결수단은 크게 LED Bar 타입의 조명등기구(100), 파장 및 광량 조절 장치(200), LED SMPS(LED Switching Mode Power Supply,300), U컨트롤러(400) 및 모니터(500)로 구성된다.
먼저 도 3을 참조하여, 상기 LED Bar 타입의 조명등기구(100)는, 식물과 가까운 거리에서 많은 면적에 일정한 광량을 제공하기 위한 LED조명 수단으로, 식물성장 보조광원으로 사용되는 백색광(White Light)의 W 파장과 난(식물) 광합성 효과에 최적화된 Red 660nm의 A 파장과 Blue 460nm의 B 파장을 내는 혼합 광으로 이루어진다.
여기서, 본 발명의 실시 예에서는 식물의 대상을 난으로 하여 A 파장 Red 660nm와 B 파장 Blue 460nm로 한정하였으나, 본 발명은 후술되는 파장 및 광량 조절 장치(200)와 U컨트롤러(400) 등을 통해 파장과 광량을 가변적으로 조절 가능함으로써, 식물의 성장 특성에 따라 다양하게 A와 B 파장의 세기(nm) 및 광량(PPFD)을 조절할 수 있는 특징이 있다고 할 것이다.
또한, 도 3을 참조하여, 상기 파장 및 광량 조절 장치(200)는, 상기 LED Bar 타입의 조명등기구(100)의 파장과 광량을 조절하기 위한 수단으로, White 파장 조절 가변저항(210)과, A 파장 조절 가변저항(220) 및 B 파장 조절 가변저항(230)으로 구비된다.
상기 White 파장 조절 가변저항(210)은, 식물성장 보조광원으로 사용되는 백색광(White Light)의 파장과 광량을 제어하기 위한 수단이고, A 파장 조절 가변저항(220) 및 B 파장 조절 가변저항(230)은 엽채류, 즉 난(식물)의 광합성 작용에 가장 효과적인 Red 660nm와 Blue 460nm 파장을 가변저항을 통해 조절하기 위한 수단이다.
다시 말해서, White 파장 조절 가변저항(210)은 난(식물)성장 보조광원으로 사용되는 백색광(White Light)의 파장의 세기를 가변적으로 조절하고, A 파장 조절 가변저항(220)은 난(식물)의 광합성 작용 70%를 담당하기 위해 Red 660nm의 파장의 세기를 가변적으로 조절하며, B 파장 조절 가변저항(230)은 난(식물)의 광합성 작용 30%를 담당하기 위해 Blue 460nm 파장의 세기를 가변적으로 조절하게 된다.
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 저항소자들은 사용자가 수동으로 가변 조절이 가능하고 U컨트롤러(400)에 의해 자동으로 가변 조절이 가능하다. 상기 U컨트롤러(400)에 의해 자동으로 조절하는 방법은 식물성장 프로그램에 의해 조절이 가능함을 의미하며 후술되는 U컨트롤러에서 상세하게 설명한다.
여기서, 상기 파장 및 광량 조절 장치(200)의 가변저항(210,220,230)은 슬라이드 방식, 로터리 방식 등을 사용할 수 있는데 사용자(혹은 소비자)나 연구자의 성향에 맞도록 적용 가능하다.
또한, 도 3을 참조하여, 상기 LED SMPS(300)는, 상기 LED Bar 타입의 조명등기구(100)에 깨끗하고 안정된 직류(DC) 전원을 공급하기 위한 직류 안정화 전원공급 장치로서, 상기 LED SMPS(300) 내부에는 파동(Surge)과 노이즈(Noise)가 발생하지 못하도록 정전압회로 등을 갖는다.
여기서, 상기 SMPS는 빠른 주기를 갖는 ON/OFF 스위칭 주파수를 높여 효율을 극대화하고 소형, 경량으로 대용량의 파워 서플라이를 만들 수 있으며, 입력전압의 범위가 큰 반면에, 고속 스위칭에 따른 열로 인해 파동(Surge) 및 노이즈(Noise) 발생이 있으므로 출력되는 DC전압의 ON/OFF 시간을 적절하게 설정해야 한다. 이러한 파동이나 노이즈의 발생은 식물의 성장에 나쁜 영향을 미치고 LED 소자의 수명을 단축시킬 수 있다.
또한, 도 3을 참조하여, 상기 U컨트롤러(400)는, 시스템 전체를 제어하되, 상기 LED Bar 타입의 조명등기구(100)의 파장(nm)과 광량(PPFD)을 가변적으로 조절하기 위한 제어수단으로, 상기 LED SMPS(300)의 ON/OFF 스위치를 단속하고, 상기 파장 및 광량 조절 장치(200)를 타이머와 식물성장 프로그램에 의해 White 파장 조절 가변저항(210)과 A 파장 조절 가변저항(220) 및 B 파장 조절 가변저항(230)을 동시 또는 개별적으로 자동 제어하기 위한 수단이다.
여기서, 상기 U컨트롤러(400)는, 도 1 및 도 2를 참조하여 난(식물)성장에 따른 자외선과 가시광선의 파장(nm)별 광합성 작용효과를 고려하여 프로그램화된 파라미터를 사전에 설정 저장할 수 있다. 상기 파라미터가 저장되는 곳은 상기 U컨트롤러(400)의 내부에 구비되는 ROM(미도시)이나 RAM(미도시)이며, 본 발명의 실시 예에서는 식물의 성장 특성이나 재배지의 환경 등의 제반 여건을 고려하여 가변적으로 제어 가능하도록 상기 RAM에 저장하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 U컨트롤러(400)는, 상기 U컨트롤러 내부에 구비된 타이머(미도시)를 통해 상기 LED SMPS(300)를 제어하여 상기 LED Bar 타입의 조명등기구(100)에 공급되는 직류(DC) 전원을 단속할 수 있다.
또한, 상기 U컨트롤러(400)는, RAM에 저장된 프로그램화된 파라미터에 의해 상기 LED Bar 타입의 조명등기구(100)에 공급되는 직류(DC) 전원을 단속할 수 있다.
또한, 상기 U컨트롤러(400)는, 상기 U컨트롤러 내부에 구비된 RAM에 저장된 프로그램화된 식물성장 광합성 작용 파라미터(파장 및 광량)에 의해 상기 LED Bar 타입의 조명등기구(100)에 공급되는 직류(DC) 전원을 단속하여 Blue 조명과 Red 조명을 비율별로 제어할 수 있다.
여기서, 도 3과 도 5 내지 도 11을 참조하면, 상기 U컨트롤러(400)는, Blue 조명등 1 : Red 조명등 3 비율과 Blue 조명등 3 : Red 조명등 5 비율, All Red 조명등, All Blue 조명등의 온(ON) 스위칭에 따른 파장(nm) 및 광량(PPFD) 조절이 가능하도록 제어됨을 확인할 수 있다.
도 5는 Blue 조명등 1 : Red 조명등 3 비율에 따른 실험 파장(nm) 그래프를 나타내고, 도 6은 Blue 조명등 3 : Red 조명등 5 비율, 도 7은 BR 1:3 + BR 3:5 비율에 따른 실험 파장(nm) 그래프를 나타낸다.
또한, 도 8은 All Red 조명등, 도 9는 All Blue 조명등 및 도 10은 All Blue + All Red 조명등의 온(ON) 스위칭에 따른 실험 파장(nm) 그래프를 각각 나타낸다.
그리고 도 11은 상기 파장(nm)에 대한 Blue 조명등 1 : Red 조명등 3 비율과 Blue 조명등 3 : Red 조명등 5 비율, BR 1:3 + BR 3:5 조명등, All Red 조명등, All Blue 조명등 및 All Blue + All Red 조명등의 온(ON) 스위칭에 따른 각각의 광량(PPFD) 값을 모니터링 한 실물사진을 나타낸다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템은 실험 파형과 광량 검출 테스트를 통해 상기 LED Bar 타입의 조명등기구(100)에 대한 파장(nm)과 광량(PPFD)이 실질적으로 가변 조절됨을 확인할 수 있는 것이다.
도 3을 참조하여, 상기 모니터(500)는, 상기 LED Bar 타입의 조명등기구(100)에 대한 파장(nm) 및 광량(PPFD)을 모니터링 하기 위한 수단으로, 상기 파장 및 광량 조절 장치(200)와 U컨트롤러(400)에 의해 조절된 Blue 조명등 1 : Red 조명등 3 비율과 Blue 조명등 3 : Red 조명등 5 비율, All Red 조명등, All Blue 조명등의 온(ON) 스위칭에 따른 파장(nm) 그래프와 광량(PPFD) 값을 표시해 준다.
따라서, 사용자(혹은 소비자)나 연구자가 모니터(500) 상에 표시된 파장(nm) 그래프와 광량(PPFD) 값을 통해 식물의 광합성 작용에 가장 효과적인 값을 확인할 수 수 있게 되는 특징이 있다.
이러한 본 발명은 종래 기술에서는 LED Bar 타입의 조명등기구(100)에 대한 파장(nm)의 세기 및 광량(PPFD)을 가변적으로 조절할 수 없을 뿐만 아니라, 제품출하 시에 파장(nm)과 광량(PPFD) 값이 이미 고정되어 있기 때문에 특정 식물성장에 국한되거나 연구용으로 전혀 사용할 수 없는 문제점을 개선시킨 것에 그 특징이 있다고 할 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : LED Bar 타입의 조명등기구
200 : 파장 및 광량 조절 장치
210 : White 파장 조절 가변저항 220 : A 파장 조절 가변저항
230 : B 파장 조절 가변저항 300 : LED SMPS
400 : U컨트롤러 500 : 모니터
210 : White 파장 조절 가변저항 220 : A 파장 조절 가변저항
230 : B 파장 조절 가변저항 300 : LED SMPS
400 : U컨트롤러 500 : 모니터
Claims (5)
- 식물성장 보조광원으로 사용되는 백색광(White Light)의 W 파장과 식물의 광합성을 위한 Red 660nm의 A 파장 및 Blue 460nm의 B 파장을 내는 혼합 광으로 이루어지는 LED Bar 타입의 조명등기구(100)와;
상기 LED Bar 타입의 조명등기구의 파장(nm)의 세기 및 광량(PPFD)을 조절하기 위한 White 파장 조절 가변저항(210)과, A 파장 조절 가변저항(220) 및 B 파장 조절 가변저항(230)을 갖는 파장 및 광량 조절 장치(200)와;
상기 LED Bar 타입의 조명등기구에 안정된 직류(DC) 전원을 공급하기 위해 파동(Surge)과 노이즈(Noise) 발생을 방지하는 정전압회로를 갖는 LED SMPS(300)와;
상기 LED Bar 타입의 조명등기구의 파장(nm)과 광량(PPFD)을 가변적으로 조절하여 제어하되, 상기 LED SMPS의 ON/OFF 스위치를 단속하고, 상기 파장 및 광량 조절 장치를 타이머와 식물성장 프로그램에 의해 상기 White 파장 조절 가변저항과 A 파장 조절 가변저항 및 B 파장 조절 가변저항을 동시 또는 개별적으로 자동 제어하기 위한 U컨트롤러(400)와;
상기 U컨트롤러의 제어 명령을 받아 구동되며, 상기 LED Bar 타입의 조명등기구에 대한 파장(nm) 그래프와 광량(PPFD) 값을 표시하기 위한 모니터(500)가 구성되는 것을 특징으로 하는 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 파장 및 광량 조절 장치(200)는, 식물성장 보조광원으로 사용되는 백색광(White Light)의 파장의 세기를 가변적으로 조정하는 W 파장 조절 가변저항(210)과,
식물성장의 광합성 작용 70%를 담당하기 위한 Red 660nm의 파장의 세기를 가변적으로 조절하기 위한 A 파장 조절 가변저항(220) 및
식물성장의 광합성 작용 30%를 담당하기 위한 Blue 460nm 파장의 세기를 가변적으로 조절하기 위한 B 파장 조절 가변저항(230)이 구비되는 것을 특징으로 하는 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 파장 및 광량 조절 장치(200)의 가변저항(210,220,230)은, 슬라이드 방식 또는 로터리 방식 중에서 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 U컨트롤러(400)는, 상기 U컨트롤러의 내부에 구비된 RAM에 저장된 프로그램화된 식물성장 광합성 작용 파라미터에 의해 상기 LED Bar 타입의 조명등기구에 공급되는 직류(DC) 전원을 단속하여 Blue 조명과 Red 조명을 비율별로 제어 가능한 것을 특징으로 하는 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 모니터(500)는, 상기 파장 및 광량 조절 장치와 U컨트롤러에 의해 조절 제어된 Blue 조명등 1 : Red 조명등 3 비율과 Blue 조명등 3 : Red 조명등 5 비율, All Red 조명등, All Blue 조명등의 온(ON) 스위칭에 따른 파장(nm) 그래프와 광량(PPFD) 값을 표시해 주는 것을 특징으로 하는 식물성장 LED조명등의 파장의 세기 및 광량 제어 시스템.
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|---|---|---|---|---|
| WO2021023022A1 (zh) * | 2019-08-07 | 2021-02-11 | 潘皖瑜 | 高视觉安全性植物生长光照装置及其控制方法 |
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2016
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