如何自制植物生长灯_自制植物生长灯步骤

2020-05-29 20:39:39

在日常生活中,不少人喜欢养植物,甚至想让植物快速成长、开花。我们都听过拔苗助长的故事,讲述的是一位古代宋人为了使自己田地里的禾苗长得更快,便将禾苗往上拔,结果禾苗反而快速地枯萎了。放下目前生物化学中常用的助长方式不说,实际上,我们可以用另一种方式帮助植物快速生长。笔者制作了一个可以帮助植物生长的LED 灯,并做了个小实验,我们一起看看过程吧。

植物生长灯是种特殊的灯具,依照植物生长规律必须需要太阳光,而植物生长灯就是利用太阳光的原理,灯光代替太阳光给植物生长发育环境的一种灯具。   经过应用测试,植物灯的波长非常适合植物的生长,开花,结果。一般室内植物花卉,会随着时间而长势越来越差,主要原因就是缺少光的照射,通过适合植物所需光谱的LED灯照射,不仅可以促进其生长,而且还可以延长花期,提高花的品质。而把这种高效光源系统应用到大棚、温室等设施等农业生产上,一方面可以解决日照不足导致番茄、黄瓜等大棚蔬菜口感下降的弊端,另一方面还可以使冬季大棚茄果类蔬菜提前到春节前后上市,从而达到反季节培植的目的。

1,作为补充光照,在一天的任何时间都可以增强光照,可以延长有效照明时间。

2,无论在黄昏或是夜晚,可以有效延长和科学控制植物所需要的光照。

3,在温室或植物实验室,可完全替代自然光,促进植物生长。

4,彻底解决育苗阶段看天吃饭的情况,完全根据苗株交货期来合理安排时间。

自制植物生长灯的步骤:

1. 高效率的把电能转换成辐射能

2. 在光合作用的有效范围内达到高辐射强度,尤其是低红外线辐射(热辐射)

3. 灯泡的放射光谱符合植物的生理要求,尤其是处于光合作用的有效光谱区。

比较强度处于光合作用有效区,水平放射的各种人造光源中,钠灯的能量转化效果是水银灯的两倍高。钠灯是温室里影响植物光合作用,正确的生长的最有效的光源。管状钠灯能达到150lm/w的高光效辐射,是目前对各种农作物的生长最有利的选择。增加在陶瓷弧光管中的钠蒸汽压力能扩大蓝光和红光的光谱,这正是所追求的高范围波长。

在应用与园艺产品的高压钠灯中,我们推荐PLANTASTAR(OSRAM), SON-T AGRO (PHILIPS), LUCALOX XO(GE)。他们的区别在于提高更高的0-40%蓝光范围,激活植物的叶绿素。为了取得最高的放射能,所有的钠灯在灯罩里侧装上反射层。

而目前国内多数工厂普遍把作为路灯的钠灯当场植物用钠灯使用,出口,给广大用户造成了不少的损失。 光环境是植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素之一,通过光质调节,控制植株形态建成是设施栽培领域的一项重要技术。

“拔”苗助长:自制植物生长灯

我们知道,植物的生长离不开阳光、空气、温度、水分,尤其是阳光条件。它中细分起来,又有很多要求,比如光照强度、光周期、光质其中光周期指的是一天中光照和黑暗的交替规律。光周期除了能诱导植物开花外,还影响植物花茎的伸长、块根和块茎的形成、芽的休眠和叶片的脱落等。光质指的是不同波长的光对植物生长有不同的影响。比如,短波的蓝紫光有抑制植物生长的作用,紫外光的抑制作用更显著,它可以使植物矮化。所以,在育苗时我们常采用浅蓝色的塑料薄膜覆盖,它能透过紫外光,抑制植物徒长,与无色薄膜相比,浅蓝色的薄膜可以让幼苗生长得更健壮。

那么,用光质适合植物生长的光来增加光周期,就会促进植物的生长。图1所示的这种LED灯珠的波长为400~840nm.是一种能满足植物光合作用所需光照条件的人造光源。笔者查资料发现: 其中420~ 500nm的光波,叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大,对光合作用的影响也最大,620~ 750nm光波,叶绿素的吸收率“高”对光合作用与光周期效应有显著影响。笔者想用这种LED增加植物的光周期,来促进植物的生长。

如何自制植物生长灯_自制植物生长灯步骤

硬件设计

笔者设计的电路如图2所示,电路分为4 个部分。

如何自制植物生长灯

第一部分是电源部分。电源模块1C3如图3所示,输入电压为100-240V,输出电压为5V,输出电流为500mA,220V的电源通过IC3转换为5V 的直流电压给555 电路和单片机电路供电。

第二部分是单片机电路。笔者采用的是单时钟/机器周期(1T) 的单片机STC15F104.它仅有4个引脚,可省掉外部晶体振荡器电路和复位电路,有两个定时器,可以完成植物生长灯的控制任务。他它通过P3.4引脚读取环境状态P3.3口通过三极管VT1驱动继电器K1来控制植物生长灯的亮灭

第三部分是光检测电路。由于STC15F104未带ADC采集功能,所以利用光敏电阻R2 采集的信号,通过NE555芯片构成的双稳态电路处理后,再输入单片机进行处理。电路中,NE555接成双稳态电路,光敏电阻R2和电位器R6组成一个简单的分压器,NE555的2脚、6脚接在分压点上。

如何自制植物生长灯_自制植物生长灯步骤

白天,光线较亮,光敏电阻R2 呈低阻状态,为此分压点为高电位。当6 脚电压在2/3电源电压以上时。双稳态电路复位,NF555的输出端3脚为低电位,VD6不亮。

当夜幕降临时,光敏电阻R2因无光照射而呈现高电阻,此时分压点为低电位。当NE555的2脚电位在1/3电源电压以下时,双稳态电路被置位,NE555的3脚输出高电位,VD6发光,三极管VT2 导通,向单片机输出低电平。

第四部分是LED及驱动电路,笔者采用的是3颗1W的大功率LED,其工作电压为3.2~3.4V,工作电流为350mA.通过恒流电源模块(见图4) 给3颗串联的LED 供电,其输入电压为85~265V,最大输出电流在300mA左右,输出电压10V左右,适合驱动LED灯珠。

当环境光线暗到设定值时,NE555电路输出高电平,通过三极管给单片机,当单片机检测到低电平输入时,开启植物生长灯,并开始计时,1小时后将植物生长灯关闭。当光线变亮时,单片机计时复位,等光线变暗时再次开启植物生长灯并重新计时。

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