用於肉雞養殖的綠藍紫外三色led組合燈的製作方法

2023-07-15 04:23:06

專利名稱：用於肉雞養殖的綠藍紫外三色led組合燈的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種肉雞養殖的人工光源，具體是一種用於肉雞養殖的綠藍紫外三色LED組合燈。
背景技術：
光環境是影響肉雞生產力表現的重要因素之一，對肉雞的生理機能有著重要的調節作用，對肉雞的健康和生產能力有較大的影響。現代化養雞場普遍採用人工光源來提高肉雞的生產性能，並根據雞場環境、設備以及光源的技術特點來制定光照管理程序。目前養雞場使用的人工光源主要是白熾燈和螢光燈，其缺點是能耗高、效率低、產熱多、生產性能提高不明顯。上述缺點可用LED光源來解決。CN202160516公告了「一種用於火雞養殖的LED光源控制系統」專利技術，對這一方面作了有益的嘗試。但該技術重點在於對光照強度和光照時間的智能化控制，用於肉用火雞的人工光源無論是育雛期還是育肥期都使用的是單色LED即綠光LED。自始至終使用單一綠光LED飼養肉雞，不能滿足肉雞不同生長階段對光的不同需求，從而不能最大程度上促進肉雞的生長。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種用於肉雞養殖的綠藍紫外三色LED組合燈。解決上述技術問題採用的技術方案是:本用於肉雞養殖的綠藍紫外三色LED組合燈，由電路和硬體兩部分組成，電路部分包括降壓穩壓電路1、降壓穩壓電路2、復位電路、計時控制電路、程序下載電路、LED控制與顯示電路、LED驅動電路和LED陣列電路；硬體部分的開關電源通過電源連接線接至LED光源控制器，其輸出信號通過導線接至LED電路板，綠光LED、藍光LED和紫外光LED均安裝在LED電路板下側，呈四行等間距均勻排列，綠光LED和藍光LED —一間隔等間距排列成第一行，藍光LED和綠光LED —一間隔等間距排列成第三行，第二行和第四行均為紫外光LED。各行中LED的顆數相等且相鄰LED之間的中心距相同，一行中LED的具體顆數可根據養雞槽的長度確定。散熱片安裝在LED電路板背面，LED電路板和散熱片卡裝在殼體內，共同構成條式燈管，燈管一端安裝有燈頭端蓋，另一端通過導線連接至LED光源控制器；所述的降壓穩壓電路I和降壓穩壓電路2輸入端均為24V直流電源，輸出端分別提供5V和3.3V直流電壓；其中降壓穩壓電路I輸出端連接復位電路、程序下載電路和LED控制與顯示電路。所說的綠光LED為視角18°、直徑5mm、波長520nm、標準工作電流20mA、標準發光強度20坎德拉，呈圓形狀；藍光LED為視角18°、直徑5mm、波長470nm、標準工作電流20mA、標準發光強度9坎德拉，呈圓形狀；紫外光LED為視角18°、直徑5mm、波長320nm、標準工作電流20mA、標準發光強度0.1坎德拉，呈圓形狀。水平方向上相鄰LED之間的中心距可在1-1.5cm範圍內取值。[0007]所說的開關電源為隔離式直流開關電源，輸入電壓為220V交流，輸出電壓為24V直流，輸出電流為O 3A。所說的LED光源控制器包括以STC89C52單片機晶片為核心的LED控制電路、IXD
液晶顯示面板和按鍵陣列。本實用新型的有益效果是:在肉雞育雛期提供綠光，在肉雞育成期提供藍光，無論育雛期還是育成期每天均提供適量的紫外光，從而最大程度上滿足肉雞對光的生理需求，提高肉雞的生產性能。綠藍紫外三色LED組合在一起僅為一個燈具，相比綠光LED、藍光LED與紫外光LED分離單獨組成燈具，節省了成本。此外，本組合燈在橫向上可根據養雞槽的寬度加以擴展。

圖1為本實用新型結構示意圖。圖2為本實用新型LED電路板下側LED分布示意圖。圖3為本實用新型LED控制與顯示電路、LED驅動電路和LED陣列電路的原理圖。圖4為本實用新型復位電路原理圖。圖5a和圖5b分別為本實用新型降壓穩壓電路I和降壓穩壓電路2的原理圖。圖6為本實用新型計時控制電路原理圖。圖7為本實用新型程序下載電路原理圖。
具體實施方式
本實用新型下面結合實施例並參照附圖作進一步詳述:參見圖1，開關電源(I)的輸入端使用導線與外部220V交流電源連接，開關電源(I)的輸出端通過電源連接線(2)與LED光源控制器(3)連接，LED光源控制器(3)的輸出端通過導線(4)連接到燈頭內的LED電路板(7)，綠光LED (9)、藍光LED (10)和紫外光LED (11)均安裝在LED電路板(7)下偵牝散熱片(6)安裝在LED電路板(7)背面，LED電路板(7)和散熱片(6)卡裝在殼體(5)內，共同構成條式燈管，燈管一端安裝有燈頭端蓋(8)，另一端通過導線(4)連接至LED光源控制器(3)。如圖2所示，在LED電路板(7)下側分布著4行LED，第一行為綠光LED(9)和藍光LED(IO) —一間隔等間距排列，第二行和第四行均為紫外光LED(Il)，第三行為藍光LED(IO)和綠光LED(9) —一間隔等間距排列。選用的綠光LED(9)為視角18°、直徑5mm、波長520nm、標準工作電流20mA、在標準工作電流下發光強度為20坎德拉的圓形LED，選用的藍光LED(IO)為視角18°、直徑5mm、波長470nm、標準工作電流20mA、在標準工作電流下發光強度為9坎德拉的圓形LED，選用的紫外光LED (11)為視角18°、直徑5mm、波長320nm、標準工作電流20mA、在標準工作電流下發光強度為0.1坎德拉的圓形LED。各行中LED的顆數相等。各行中相鄰LED之間的中心距相同，中心距可在1-1.5cm範圍內取值。光照強度和光波長等光信息通過雞眼球內的受光體、視網膜的神經節細胞傳遞至視覺中樞或者下丘腦內的相關光受體而被感知。這些光信息被轉化為生物信息，進而影響與刺激下丘腦釋放激素來調節雞的生長發育和行為活動。研究表明，綠光和藍光比其它單色光能更有效地刺激肉雞分泌睪酮，進而促進肉雞的生長發育，綠光在肉雞生長早期能顯著促進肉雞的生長，藍光在肉雞生長後期能顯著促進肉雞的生長。綠光能降低肉雞的啄癖，藍光能使肉雞變得興奮。綠、藍光下飼養的肉雞在更多的時間內不停地採食，從而導致綠、藍光下飼養的肉雞在體重、胸肌重、大腿重和小腿重等方面均顯著高於其它單色光下飼養的肉雞。波長為280-340nm的紫外線對肉雞的生產性能有促進作用，此波段紫外線稱為保健光。紫外線照射雞體的皮膚時，可使皮膚和羽毛中的7-羥脫氫膽固醇轉變為維生素D3,維生素D3促進機體的鈣磷代謝，提高肉雞對飼料中鈣和磷的吸收，從而保證機體健康和骨骼發育。另外，紫外線有強烈的殺菌作用，有利於肉雞的健康。利用紫外線照射肉雞，對肉雞的體重、體尺及骨骼生長有顯著的促進影響。因此，選用綠藍紫外三色LED組合燈作為肉雞養殖用的人工光源是有科學依據的。參見圖3、圖5a和圖5b，220V交流電壓經開關電源⑴後輸出24V直流電壓，一路接至LED驅動電路(12)，另一路接至降壓穩壓電路I (16)和降壓穩壓電路2(17)。LED驅動電路(12)由3個晶片PT4115將24V直流電壓提供給綠藍紫外三色LED正常工作，為保證晶片PT4115正常工作，引腳SW接二極體SSllO負極並與50 μ H電感相連，引腳VIN接二極體SSllO正極、0.5 Ω電阻、24V電壓，引腳GND接地，3個ΡΤ4115晶片的引腳DM分別與晶片STC89C52的引腳PlO 12相連，以控制LED的工作時間。LED陣列電路(13)包括綠光LED陣列、藍光LED陣列和紫外光LED陣列，為保證LED正常工作，每色LED先串聯再並聯，兩端分別接於晶片ΡΤ4115弓丨腳CSN和50 μ H電感。參見圖4、圖6和圖7，降壓穩壓電路I (16)中24V直流電壓經U8恆流降壓晶片ΙΜ2596穩壓輸出5V直流電壓為復位電路(15)、計時控制電路(18)、程序下載電路(19)、LED控制及顯示電路(14)提供穩定的工作電壓；同時，降壓穩壓電路2(17)中24V直流電壓經U7恆流降壓晶片ΙΜ2596穩壓輸出
3.3V直流電壓為計時控制電路(18)提供穩定的工作電壓。LED控制與顯示電路(14)由單片機晶片STC89C52實現對LED的工作狀態控制，並通過IXD液晶顯示屏顯示LED工作狀態，包括工作時間和LED光強信息，以及在工作狀態調節時的被調節信息，為保證液晶顯示屏正常顯示，需要與晶片STC89C52的引腳POO Ρ07相連。通過按鍵S2可以選擇調節對象，包括LED工作時間、LED燈顏色；通過按鍵S3可以增大光照時間或增大LED光強；通過按鍵S4可以減小光照時間或減弱LED光強；最終可實現綠光LED、藍光LED依照先後次序工作，紫外光LED根據需要而工作，三色LED的工作時間和光強根據需要調節。為保證晶片STC89C52正常工作，需要將引腳VCC接5V電壓，在引腳Xl和X2之間接12MHz晶體振蕩器Y1，晶體振蕩器Yl兩端分別接濾波電容正極，電容負極接地。復位電路(15)中，按下按鍵SI，則STC89C52晶片引腳RESET接收到5V電壓信號，使整個控制與顯示電路復位進入初始工作狀態。計時控制電路(18)由晶片DS1302對LED工作時間進行計時，計時單位包括天數、小時數。為保證DS1302正常工作，需要在引腳VCC2接5V電壓，在引腳VCCl接3.3V電壓，在引腳Xl與X2之間接32.768MHz晶體振蕩器Y2。程序下載電路(19)，採用PL2303晶片將STC89C52晶片與計算機USB接口相連，將LED控制程序由計算機下載至STC89C52晶片，JPl為USB接口。為保證PL2303正常工作，需要在引腳VDD、RESET、VDD_232和DSR_N接5V電壓，在引腳OSCl和0SC2之間接12MHz晶體振蕩器Y3，引腳TXD接STC89C52引腳RXD，引腳 RSD 接 STC89C52 引腳 TXD。本組合燈的光照強度和光照時間可以手工控制，在計算機上完成控制程序編寫，通過USB連接線連接計算機USB接口和圖7中(19)的JPl接口，將控制程序下載至控制電路中，接入220V交流電之後，按下圖4中(15)的按鍵SI使電路復位，整個LED電路開始工作，按下圖3中(14)的按鍵S2可以選擇被調節對象，包括控制時間、LED顏色，選定調節對象之後，按下圖3中(14)的按鍵S3可以增大光照時間或者增強LED光強，按下圖3中(14)的按鍵S4可以減小光照時間或者減弱LED光強。本組合燈的光照強度和光照時間也可以通過電腦上編制的光照管理程序加以控制，通過USB連接線連接計算機USB接口和圖7中(19)的JPl接口，然後在計算機中通過光照管理程序調控LED電路的工作狀態。兩種方式均可實現本組合燈在肉雞育雛期提供綠光，在肉雞育成期提供藍光，無論育雛期還是育成期每天均提供適量的紫外光，從而最大程度上滿足肉雞對光的生理需求，提高肉雞的生產性能。
權利要求1.一種用於肉雞養殖的綠藍紫外三色LED組合燈，由電路和硬體兩部分組成，電路部分包括降壓穩壓電路I (16)、降壓穩壓電路2 (17)、復位電路(15)、計時控制電路(18)、程序下載電路(19)、LED控制與顯示電路(14)、LED驅動電路(12)和LED陣列電路(13);硬體部分的開關電源⑴通過電源連接線⑵接至LED光源控制器(3)，其輸出信號通過導線(4)接至LED電路板(7)，綠光LED (9)、藍光LED(IO)和紫外光LED(Il)均安裝在LED電路板(7)下側，散熱片(6)安裝在LED電路板(7)背面，LED電路板(7)和散熱片(6)卡裝在殼體(5)內，共同構成條式燈管，燈管一端安裝有燈頭端蓋(8)，另一端通過導線(4)連接至LED光源控制器(3);其特徵是所述的降壓穩壓電路I (16)和降壓穩壓電路2 (17)輸入端均為24V直流電源，輸出端分別提供5V和3.3V直流電壓；其中降壓穩壓電路I (16)輸出端連接復位電路(15)、程序下載電路(19)和LED控制與顯示電路(14)。
2.如權利要求1所述的用於肉雞養殖的綠藍紫外三色LED組合燈，其特徵是所說的綠光LED (9)為視角18°、直徑5mm、波長520nm、標準工作電流20mA、標準發光強度20坎德拉的圓形LED ;藍光LED(IO)為視角18°、直徑5mm、波長470nm、標準工作電流20mA、標準發光強度9坎德拉的圓形LED ;紫外光LED(Il)為視角18°、直徑5_、波長320nm、標準工作電流20mA、標準發光強度0.1坎德拉的圓形LED。
3.如權利要求1所述的用於肉雞養殖的綠藍紫外三色LED組合燈，其特徵是所說的LED電路板(7)下側有4行LED，綠光LED(9)和藍光LED(IO) —一間隔等間距排列成第一行，藍光LED(IO)和綠光LED(9) —一間隔等間距排列成第三行，第二行和第四行均為紫外光LED(Il)，各行中LED的顆數相等，各行中相鄰LED之間的中心距相等，中心距在1-1.5cm範圍之內。
4.如權利要求1所述的用於肉雞養殖的綠藍紫外三色LED組合燈，其特徵是所說的開關電源(I)為隔離式直流開關電源，輸入電壓為220V交流，輸出電壓為24V直流，輸出電流為O 3A。
5.如權利要求1所述的用於肉雞養殖的綠藍紫外三色LED組合燈，其特徵是所說的LED光源控制器(3)包括以STC89C52單片機晶片為核心的LED控制電路、IXD液晶顯示面板和按鍵陣列。
專利摘要一種用於肉雞養殖的綠藍紫外三色LED組合燈，由電路和硬體兩部分組成，電路部分包括降壓穩壓電路1和2、復位電路、計時控制電路、程序下載電路、LED控制與顯示電路、LED驅動電路和LED陣列電路；硬體部分由上至下包括開關電源、電源連接線、LED光源控制器、導線、殼體、散熱片、LED電路板、燈頭端蓋和LED，LED分綠、藍和紫外三色，安裝在LED電路板下側，呈四行等間距均勻排列，散熱片安裝在LED電路板背面，LED電路板和散熱片卡裝在殼體內共同構成條式燈管。本組合燈在肉雞育雛期提供綠光，在育成期提供藍光，無論育雛期還是育成期每天均提供適量的紫外光，從而最大程度上滿足肉雞對光的生理需求，提高肉雞的生產性能，並具有成本節省、擴展方便的優點。
文檔編號F21S2/00GK203162598SQ201220723660
公開日2013年8月28日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者樊豔, 周國泉 申請人:浙江農林大學