[發明專利]一種植物培養箱的多色光照裝置

有效

• 申請號: 201610815299.5
• 申請日: 2016-09-12
• 公開（公告）號: CN106332358B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 李金;鄧麗輝;梁洪;欒寬;王磊;馬興成
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是在生物培養箱內實現LED多色光照功能的一種植物培養箱的多色光照裝置。

背景技術

地球上一切具有生命特征的物體都是以植物(或微生物)的光合作用為基礎而存在的。植物的光合作用需要有光進行照射，光提供植物進行光合作用所需要的能量，同時光質、光譜也對植物的光合作用產生重要影響。在自然光逐漸無法滿足人類的生產和生活需求時，光照培養箱被發明并加以利用。光照培養箱是已經成為農業、林業、醫學等部門所必須的實驗設備。

光質，即光的顏色，對植物的生長和發育產生重要作用。同時光質也影響植物進行光合作用的效率。光信號被植物體內不同的光受體所感知，每一種光受體被其所對應的光質所觸發，因此對植物的光合作用、生長等產生影響。可見光一般劃分為：紅光(650～700nm)、橙光(650～650nm)、黃光(560～600nm)、青光(470～500nm)、藍光(430～470nm)、紫光(390nm以下)。植物有選擇性地吸收光，不同植物吸收光的光譜也是各不相同，但是基本上對紅橙光和藍紫光吸收量最大。研究也表明，植物在紅橙光和藍紫光下的光合效率比較高。所以在此要實現多色光照控制，來讓植物更好更高效地進行光合作用。光照培養箱內培養植物的種類不同，工作人員可以參照植物的各個階段所需的光色要求來進行控制，從而提高植物培養箱的經濟效益。

目前絕大多數的光照培養箱采用普通的人工光源進行光照，不具備多色光照的功能，不能滿足科研工作人員對光譜、光色對植物進行光合作用的影響，更無法提高培養箱培養植物的效率。在查閱的文獻資料后，未見關于多色光照技術在植物培養箱上的具體應用及具體實現方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種植物培養箱的多色光照裝置。

本發明的目的是這樣實現的：

一種植物培養箱的多色光照裝置，包括LED驅動電路、光強度檢測電路、控制模塊，其中控制模塊是采用MSP430F5529單片機最小系統進行控制的，LED驅動電路采用LM3404恒流驅動器實現LED恒流工作，光強度檢測電路采用GY-30光照強度傳感器模塊來檢測的，單片機控制系統調節LED恒流驅動電路來改變LED燈的光照強度，GY-30光照強度傳感器實時檢測植物培養箱內的光照強度，并輸出一個數字信號與所設定的光照強度信號進行對比，形成一個閉環控制電路來控制光照強度信號；

GY-30光照強度傳感器模塊是一款光照強度數字轉換器，通過I2C總線與單片機連接。GY-30能分辨出1-65535勒克斯的光照強度，GY-30有5個引腳，其中VCC引腳接3.3V電壓，GND引腳和ADDR引腳均接地，SCL引腳接MSP430F5529單片機的P6.1管腳，SDL接MSP430F5529單片機的P6.2管腳，SCL和SDL均需要加上拉電阻R45、R46；

MSP430F5529具有4個能輸出PWM的I/O口，其中一路白光調光光路接MSP430F5529的PWM輸出引腳P2.5上，一路藍光調光光路接MSP430F5529的PWM輸出引腳P2.4上，一路紅光調光光路接MSP430F5529PWM輸出引腳P1.5上；每一路的6個LED燈以串聯的方式接在電路中，串聯電路能夠保證在每一路上的每一個LED燈流過的電流都是相等的，從而達到每一路的同顏色的LED燈亮度一樣；不同顏色的LED燈有不同的額定工作電壓，其中，白色LED燈的額定工作電壓為3.0V～3.3V，紅色LED燈的額定工作電壓為2.0V～2.3V，藍色LED燈的額定工作電壓為3.0V～3.4V。

本發明的有益效果在于：為了提供光照培養箱內培養植物光合作用的效率，實現培養箱經濟效益最大化，設計了一種多色光照培養箱。該多色光照培養箱比普通的光照培養箱可以極大地提高植物光合作用效率。

附圖說明

圖1總體硬件框圖。

圖2 LED電路控制系統框圖。

圖3 GY-30接線原理圖。

圖4 MSP430F5529單片機最小系統原理圖。

圖5 LED驅動電路的原理圖。

圖6增量式PID控制LED的流程。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步描述。