用於蛋雞養殖的綠藍紅三色led組合燈的製作方法

2023-10-05 10:07:39 2

專利名稱：用於蛋雞養殖的綠藍紅三色led組合燈的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種蛋雞養殖的人工光源，具體是一種用於蛋雞養殖的綠藍紅三色LED組合燈。
背景技術：
在蛋雞生產中，光是一個重要的生態因子，它直接或間接影響蛋雞的生長發育、採食和繁殖等。現代化養雞場普遍採用人工光源來提高蛋雞的生產性能。利用人工光源控制雞舍的光環境，用以提高蛋雞的福利，從而更好地發揮蛋雞的生產性能。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。上述問題可用LED光源來解決，但LED光源波長單一，須組合才能滿足蛋雞的光需求。CN201967181公告了 「智能化綜合養雞的LED光源控制系統」專利技術，在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，在蛋雞的育雛期和育成期使用綠光LED作飼養光源，在蛋雞的產蛋期使用紅光LED作飼養光源。由於在育雛期和育成期均使用綠光LED，不能滿足蛋雞育成時期對光的生理需求，無法有效促進蛋雞的育成。

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蛋雞養殖的綠藍紅三色LED組合燈。解決上述技術問題採用的技術方案是:本用於蛋雞養殖的綠藍紅三色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和紅光LED均安裝在LED電路板下側，呈四行等間距均勻排列，綠光LED和紅光LED —一間隔等間距排列成第一行，紅光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藍光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；紅光LED為視角18°、直徑5mm、波長630nm、標準工作電流10mA、標準發光強度15坎德拉，呈圓形狀。水平方向上相鄰LED之間的中心距在1-1.5cm範圍之內取值。[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、數碼管顯示面板和按鍵陣列。本實用新型的有益效果是:在蛋雞育雛期僅提供綠光，在蛋雞育成期僅提供藍光，在蛋雞產蛋期僅提供紅光，滿足蛋雞不同時期對光的不同需求，從而最大程度上提高蛋雞的生產性能。綠藍紅三色LED組合在一起僅為一個燈具，相比綠光LED、藍光LED和紅光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(IO)和紅光LED(Il)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)和紅光LED(Il) —一間隔等間距排列，第二行和第四行均為藍光LED(IO)，第三行為紅光LED(Il)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，選用的紅光LED(Il)為視角18°、直徑5mm、波長630nm、標準工作電流10mA、在標準工作電流下發光強度為15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蛋雞分泌睪酮，進而促進蛋雞的生長發育，綠光在蛋雞生長早期能顯著促進蛋雞的生長，藍光在蛋雞生長後期能顯著促進蛋雞的生長。綠光能降低蛋雞的啄癖，藍光能使蛋雞變得興奮。綠、藍光下飼養的蛋雞在更多的時間內不停地採食，從而導致綠、藍光下飼養的蛋雞在體重、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蛋雞。蛋雞在紅光下趨於安靜，啄癖極少。紅光波長長，光線穿透力強，進入蛋雞下丘腦內的光子數多，對光受體的刺激增強，因而能提升蛋雞的生殖機能，使產蛋數增加。因此，選用綠藍紅三色LED組合燈作為蛋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(I)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紅三色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、0.5Ω電阻或1Ω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陣列和紅光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恆流降壓晶片頂2596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恆流降壓晶片頂2596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，並通過數碼管顯示屏顯示LED光強信息，為保證數碼管顯示屏正常顯示，需要與晶片STC89C52的引腳POO P07及P20相連。通過按鍵S2可以選擇LED燈顏色；通過按鍵S3可以增大LED光強；通過按鍵S4可以減弱LED光強；最終可實現綠光LED、藍光LED和紅光LED依照先後次序工作，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Yl，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，弓丨腳 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。[0022]兩種方式均可實現本組合燈在蛋雞育雛期僅提供綠光，在蛋雞育成期僅提供藍光，在蛋雞產蛋期僅提供紅光，滿足蛋雞不同時期對光的不同需求，從而最大程度上提高蛋雞的生產性能。
權利要求1.一種用於蛋雞養殖的綠藍紅三色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(I)通過電源連接線(2)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)和紅光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所述的用於蛋雞養殖的綠藍紅三色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 ;紅光LED(Il)為視角18°、直徑5mm、波長630nm、標準工作電流10mA、標準發光強度15坎德拉的圓形LED。
3.如權利要求1所述的用於蛋雞養殖的綠藍紅三色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)和紅光LED(Il) —一間隔等間距排列成第一行，紅光LED(Il)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藍光LED(IO)，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所述的用於蛋雞養殖的綠藍紅三色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所述的用於蛋雞養殖的綠藍紅三色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、數碼管顯示面板和按鍵陣列。
專利摘要一種用於蛋雞養殖的綠藍紅三色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、紅三色均安裝在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構成燈管，燈管一端通過導線連接至LED光源控制器。本組合燈在育雛期僅提供綠光，在育成期僅提供藍光，在產蛋期僅提供紅光，滿足蛋雞不同階段對光的不同需求，從而最大程度上提高蛋雞的生產性能，並具有成本節省、擴展方便的優點。
文檔編號F21S2/00GK203162597SQ201220723659
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
發明者鄭軍, 周國泉 申請人:浙江農林大學