專(zhuān)利名稱(chēng)：用于蛋雞養(yǎng)殖的綠藍(lán)紅紫外四色led組合燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蛋雞養(yǎng)殖的人工光源，具體是一種用于蛋雞養(yǎng)殖的綠藍(lán)紅紫外四色LED組合燈。
背景技術(shù)：
在蛋雞生產(chǎn)中，光是一個(gè)重要的生態(tài)因子，它直接或間接影響蛋雞的生長(zhǎng)發(fā)育、攝食和繁殖等?，F(xiàn)代化養(yǎng)雞場(chǎng)普遍采用人工光源來(lái)提高蛋雞的生產(chǎn)性能。利用人工光源控制雞舍的光環(huán)境，用以提高蛋雞的福利，從而更好地發(fā)揮蛋雞的生產(chǎn)性能。目前養(yǎng)雞場(chǎng)使用的人工光源主要是白熾燈和熒光燈，其缺點(diǎn)是能耗高、效率低、產(chǎn)熱多、生產(chǎn)性能提高不明顯。上述缺點(diǎn)可用LED光源來(lái)解決，但LED光源波長(zhǎng)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(yǎng)雞的LED光源控制系統(tǒng)”專(zhuān)利技術(shù)，對(duì)這一方面作了有益的嘗試。但該技術(shù)重點(diǎn)在于對(duì)光照強(qiáng)度和光照時(shí)間的智能化控制，在蛋雞的育雛期和育成期使用綠光LED作照明光源，在蛋雞的產(chǎn)蛋期使用紅光LED作照明光源。在育雛期和育成期提供相同波長(zhǎng)的光照明，沒(méi)有考慮蛋雞不同生長(zhǎng)階段對(duì)光的生理需求。其次，在同一階段僅提供一種波長(zhǎng)的光照明，波長(zhǎng)仍然單一，無(wú)法滿足蛋雞對(duì)光的多樣性需求，無(wú)法有效促進(jìn)蛋雞的育成和提高產(chǎn)蛋量。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于蛋雞養(yǎng)殖的綠藍(lán)紅紫外四色LED組合燈。解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:本用于蛋雞養(yǎng)殖的綠藍(lán)紅紫外四色LED組合燈，由電路和硬件兩部分組成，電路部分包括降壓穩(wěn)壓電路1、降壓穩(wěn)壓電路2、復(fù)位電路、計(jì)時(shí)控制電路、程序下載電路、LED控制與顯示電路、LED驅(qū)動(dòng)電路和LED陣列電路；硬件部分的開(kāi)關(guān)電源通過(guò)電源連接線接至LED光源控制器，其輸出信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線接至LED電路板，綠光LED、藍(lán)光LED、紅光LED和紫外光LED均安裝在LED電路板下側(cè)，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，藍(lán)光LED和紫外光LED —一間隔等間距排列成第二行，紅光LED和綠光LED 一一間隔等間距排列成第三行，紫外光LED和藍(lán)光LED —一間隔等間距排列成第四行，各行中LED的顆數(shù)相等且相鄰LED之間的中心距相同，一行中LED的具體顆數(shù)可根據(jù)養(yǎng)雞槽的長(zhǎng)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(nèi)，共同構(gòu)成條式燈管，燈管一端安裝有燈頭端蓋，另一端通過(guò)導(dǎo)線連接至LED光源控制器。所述的降壓穩(wěn)壓電路I和降壓穩(wěn)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(wěn)壓電路I輸出端連接復(fù)位電路、程序下載電路和LED控制與顯示電路。所說(shuō)的綠光LED為視角18°、直徑5mm、波長(zhǎng)520nm、標(biāo)準(zhǔn)工作電流20mA、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光強(qiáng)度20坎德拉，呈圓形狀；藍(lán)光LED為視角18°、直徑5mm、波長(zhǎng)470nm、標(biāo)準(zhǔn)工作電流20mA、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光強(qiáng)度9坎德拉，呈圓形狀；紅光LED為視角18°、直徑5mm、波長(zhǎng)630nm、標(biāo)準(zhǔn)工作電流10mA、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光強(qiáng)度15坎德拉，呈圓形狀；紫外光LED為視角18°、直徑5mm、波長(zhǎng)320nm、標(biāo)準(zhǔn)工作電流20mA、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光強(qiáng)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范圍內(nèi)取值。所說(shuō)的開(kāi)關(guān)電源為隔離式直流開(kāi)關(guān)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(shuō)的LED光源控制器包括以STC89C52單片機(jī)芯片為核心的LED控制電路、IXD
液晶顯示面板和按鍵陣列。本實(shí)用新型的有益效果是:在蛋雞育雛期提供綠光，在蛋雞育成期提供藍(lán)光，在蛋雞產(chǎn)蛋期提供紅光，無(wú)論育雛期、育成期還是產(chǎn)蛋期每天均提供適量的紫外光，滿足蛋雞不同時(shí)期對(duì)光的生理需求，從而最大程度上提高蛋雞的生產(chǎn)性能。綠藍(lán)紅紫外四色LED組合在一起僅為一個(gè)燈具，相比綠光LED、藍(lán)光LED、紅光LED與紫外光LED分離單獨(dú)組成燈具，節(jié)省了成本。此外，本組合燈在橫向上可根據(jù)養(yǎng)雞槽的寬度加以擴(kuò)展。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型LED電路板下側(cè)LED分布示意圖。圖3為本實(shí)用新型LED控制與顯示電路、LED驅(qū)動(dòng)電路和LED陣列電路的原理圖。圖4為本實(shí)用新型復(fù)位電路原理圖。圖5a和圖5b分別為本實(shí)用新型降壓穩(wěn)壓電路I和降壓穩(wěn)壓電路2的原理圖。圖6為本實(shí)用新型計(jì)時(shí)控制電路原理圖。圖7為本實(shí)用新型程序下載電路原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型下面結(jié)合實(shí)施例并參照附圖作進(jìn)一步詳述:參見(jiàn)圖1，開(kāi)關(guān)電源(I)的輸入端使用導(dǎo)線與外部220V交流電源連接，開(kāi)關(guān)電源⑴的輸出端通過(guò)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(guò)導(dǎo)線(4)連接到燈頭內(nèi)的LED電路板(7)，綠光LED (9)、藍(lán)光LED(IO)、紅光LED(Il)和紫外光LED (12)均安裝在LED電路板(7)下側(cè)，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(nèi)，共同構(gòu)成條式燈管，燈管一端安裝有燈頭端蓋(8)，另一端通過(guò)導(dǎo)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(cè)分布著4行LED，綠光LED (9)和紅光LED(Il) 間隔等間距排列成第一行，藍(lán)光LED(IO)和紫外光LED(12) 間隔等間距排列成第二行，紅光LED(Il)和綠光LED(9) —一間隔等間距排列成第三行，紫外光LED(12)和藍(lán)光LED(IO) —一間隔等間距排列成第四行。選用的綠光LED(9)為視角18°、直徑5mm、波長(zhǎng)520nm、標(biāo)準(zhǔn)工作電流20mA、在標(biāo)準(zhǔn)工作電流下發(fā)光強(qiáng)度為20坎德拉的圓形LED，選用的藍(lán)光LED (10)為視角18°、直徑5mm、波長(zhǎng)470nm、標(biāo)準(zhǔn)工作電流20mA、在標(biāo)準(zhǔn)工作電流下發(fā)光強(qiáng)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(zhǎng)630nm、標(biāo)準(zhǔn)工作電流10mA、在標(biāo)準(zhǔn)工作電流下發(fā)光強(qiáng)度為15坎德拉的圓形LED，選用的紫外光LED(12)為視角18°、直徑5mm、波長(zhǎng)320nm、標(biāo)準(zhǔn)工作電流20mA、標(biāo)準(zhǔn)工作電流下發(fā)光強(qiáng)度為0.1坎德拉的圓形LED。每行中LED的顆數(shù)相等且相鄰LED之間的中心距相同，中心距可在1-1.5cm范圍內(nèi)取值。光照強(qiáng)度和光波長(zhǎng)等光信息通過(guò)雞眼球內(nèi)的受光體、視網(wǎng)膜的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞傳遞至視覺(jué)中樞或者下丘腦內(nèi)的相關(guān)光受體而被感知。這些光信息被轉(zhuǎn)化為生物信息，進(jìn)而影響與刺激下丘腦釋放激素來(lái)調(diào)節(jié)雞的生長(zhǎng)發(fā)育和行為活動(dòng)。研究表明，綠光和藍(lán)光比其它單色光能更有效地刺激蛋雞分泌睪酮，進(jìn)而促進(jìn)蛋雞的生長(zhǎng)發(fā)育，綠光在生長(zhǎng)早期能顯著促進(jìn)蛋雞的生長(zhǎng)，藍(lán)光在生長(zhǎng)后期能顯著促進(jìn)蛋雞的生長(zhǎng)。綠光能降低蛋雞的啄癖，藍(lán)光能使蛋雞變得興奮。綠、藍(lán)光下飼養(yǎng)的蛋雞在更多的時(shí)間內(nèi)不停地采食，從而導(dǎo)致綠、藍(lán)光下飼養(yǎng)的蛋雞在體重、胸肌重、大腿重和小腿重等方面均顯著高于其它單色光下飼養(yǎng)的蛋雞。蛋雞在紅光下趨于安靜，啄癖極少。紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)，光線穿透力強(qiáng)，進(jìn)入蛋雞下丘腦內(nèi)的光子數(shù)多，對(duì)光受體的刺激增強(qiáng)，因而能提升蛋雞的生殖機(jī)能，使產(chǎn)蛋數(shù)增加。波長(zhǎng)為280-340nm的紫外線對(duì)蛋雞的生產(chǎn)性能有促進(jìn)作用，此波段紫外線稱(chēng)為保健光。紫外線照射雞體的皮膚時(shí)，可使皮膚和羽毛中的7-羥脫氫膽固醇轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D3,維生素D3促進(jìn)機(jī)體的鈣磷代謝，提高蛋雞對(duì)飼料中鈣和磷的吸收，從而保證機(jī)體健康和骨骼發(fā)育。另外，紫外線有強(qiáng)烈的殺菌作用，增強(qiáng)機(jī)體免疫力和抗病力，有利于蛋雞的健康，降低蛋雞死亡率。利用紫外線照射蛋雞，對(duì)蛋雞的體重、體尺及骨骼生長(zhǎng)有顯著的促進(jìn)影響，可提高產(chǎn)蛋率和蛋的品質(zhì)。因此，選用綠藍(lán)紅紫外四色LED組合燈作為蛋雞養(yǎng)殖用的人工光源是有科學(xué)依據(jù)的。參見(jiàn)圖3、圖5a和圖5b，220V交流電壓經(jīng)開(kāi)關(guān)電源(I)后輸出24V直流電壓，一路接至LED驅(qū)動(dòng)電路(13)，另一路接至降壓穩(wěn)壓電路I (17)和降壓穩(wěn)壓電路2 (18)。LED驅(qū)動(dòng)電路(13)由4個(gè)芯片PT4115將24V直流電壓提供給綠藍(lán)紅紫外四色LED正常工作，為保證芯片PT4115正常工作，引腳SW接二極管SSllO負(fù)極并與50 μ H電感相連，引腳VIN接二極管SSllO正極、0.5 Ω電阻或1Ω電阻、24V電壓相連，引腳GND接地，4個(gè)ΡΤ4115芯片的引腳DM分別與芯片STC89C52的引腳PlO 13相連，以控制LED的工作時(shí)間。LED陣列電路(14)包括綠光LED陣列、藍(lán)光LED陣列、紅光LED陣列和紫外光LED陣列，為保證LED正常工作，每色LED先串聯(lián)再并聯(lián)，兩端分別接于芯片ΡΤ4115引腳CSN和50 μ H電感。參見(jiàn)圖4、圖6和圖7，降壓穩(wěn)壓電路I (17)中24V直流電壓經(jīng)U9恒流降壓芯片頂2596穩(wěn)壓輸出5V直流電壓為復(fù)位電路(16)、計(jì)時(shí)控制電路(19)、程序下載電路(20)、LED控制及顯示電路(15)提供穩(wěn)定的工作電壓；同時(shí)，降壓穩(wěn)壓電路2(18)中24V直流電壓經(jīng)U8恒流降壓芯片ΙΜ2596穩(wěn)壓輸出3.3V直流電壓為計(jì)時(shí)控制電路(19)提供穩(wěn)定的工作電壓。LED控制與顯示電路(15)由單片機(jī)芯片STC89C52實(shí)現(xiàn)對(duì)LED的工作狀態(tài)控制，并通過(guò)IXD液晶顯示屏顯示LED工作狀態(tài)，包括工作時(shí)間和LED光強(qiáng)信息，以及在工作狀態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)的被調(diào)節(jié)信息，為保證液晶顯示屏正常顯示，需要與芯片STC89C52的引腳POO Ρ07相連。通過(guò)按鍵S2可以選擇調(diào)節(jié)對(duì)象，包括LED工作時(shí)間、LED燈顏色；通過(guò)按鍵S3可以增大光照時(shí)間或增大LED光強(qiáng)；通過(guò)按鍵S4可以減小光照時(shí)間或減弱LED光強(qiáng)；最終可實(shí)現(xiàn)綠光LED、藍(lán)光LED和紅光LED依照先后次序工作，紫外光LED根據(jù)需要而工作，四色LED的工作時(shí)間和光強(qiáng)根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。為保證芯片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(fù)極接地。復(fù)位電路(16)中，按下按鍵SI，則STC89C52芯片引腳RESET接收到5V電壓信號(hào)，使整個(gè)控制與顯示電路復(fù)位進(jìn)入初始工作狀態(tài)。計(jì)時(shí)控制電路(19)由芯片DS1302對(duì)LED工作時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)單位包括天數(shù)、小時(shí)數(shù)。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(20)，采用PL2303芯片將STC89C52芯片與計(jì)算機(jī)USB接口相連，將LED控制程序由計(jì)算機(jī)下載至STC89C52芯片，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(qiáng)度和光照時(shí)間可以手工控制，在計(jì)算機(jī)上完成控制程序編寫(xiě)，通過(guò)USB連接線連接計(jì)算機(jī)USB接口和圖7中(20)的JPl接口，將控制程序下載至控制電路中，接入220V交流電之后，按下圖4中(16)的按鍵SI使電路復(fù)位，整個(gè)LED電路開(kāi)始工作，按下圖3中(15)的按鍵S2可以選擇被調(diào)節(jié)對(duì)象，包括控制時(shí)間、LED顏色，選定調(diào)節(jié)對(duì)象之后，按下圖3中(15)的按鍵S3可以增大光照時(shí)間或者增強(qiáng)LED光強(qiáng)，按下圖3中(15)的按鍵S4可以減小光照時(shí)間或者減弱LED光強(qiáng)。本組合燈的光照強(qiáng)度和光照時(shí)間也可以通過(guò)電腦上編制的光照管理程序加以控制，通過(guò)USB連接線連接計(jì)算機(jī)USB接口和圖7中(20)的JPl接口，然后在計(jì)算機(jī)中通過(guò)光照管理程序調(diào)控LED電路的工作狀態(tài)。兩種方式均可實(shí)現(xiàn)本組合燈在蛋雞育雛期提供綠光，在蛋雞育成期提供藍(lán)光，在蛋雞產(chǎn)蛋期提供紅光，無(wú)論育雛期、育成期還是產(chǎn)蛋期每天均提供適量的紫外光，滿足蛋雞不同時(shí)期對(duì)光的生理需求，從而最大程度上提高蛋雞的生產(chǎn)性能。
權(quán)利要求1.一種用于蛋雞養(yǎng)殖的綠藍(lán)紅紫外四色LED組合燈，由電路和硬件兩部分組成，電路部分包括降壓穩(wěn)壓電路I (17)、降壓穩(wěn)壓電路2 (18)、復(fù)位電路(16)、計(jì)時(shí)控制電路(19)、程序下載電路(20)、LED控制與顯示電路(15)、LED驅(qū)動(dòng)電路(13)和LED陣列電路(14);硬件部分的開(kāi)關(guān)電源(I)通過(guò)電源連接線(2)接至LED光源控制器(3)，其輸出信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線(4)接至LED電路板(7)，綠光LED (9)、藍(lán)光LED (10)、紅光LED (11)和紫外光LED (12)均安裝在LED電路板(7)下側(cè)，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(nèi)，共同構(gòu)成條式燈管,燈管一端安裝有燈頭端蓋(8),另一端通過(guò)導(dǎo)線(4)連接至LED光源控制器(3);其特征是所述的降壓穩(wěn)壓電路1(17)和降壓穩(wěn)壓電路2(18)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(wěn)壓電路1(17)輸出端連接復(fù)位電路(16)、程序下載電路(20)和LED控制與顯示電路(15)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于蛋雞養(yǎng)殖的綠藍(lán)紅紫外四色LED組合燈，其特征是所說(shuō)的綠光LED(9)為視角18°、直徑5mm、波長(zhǎng)520nm、標(biāo)準(zhǔn)工作電流20mA、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光強(qiáng)度20坎德拉的圓形LED ;藍(lán)光LED(IO)為視角18°、直徑5mm、波長(zhǎng)470nm、標(biāo)準(zhǔn)工作電流20mA、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光強(qiáng)度9坎德拉的圓形LED ;紅光LED(Il)為視角18°、直徑5mm、波長(zhǎng)630nm、標(biāo)準(zhǔn)工作電流10mA、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光強(qiáng)度15坎德拉的圓形LED ;紫外光LED(12)為視角18°、直徑5mm、波長(zhǎng)320nm、標(biāo)準(zhǔn)工作電流20mA、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光強(qiáng)度0.1坎德拉的圓形LED。
3.如權(quán)利要求1所述的用于蛋雞養(yǎng)殖的綠藍(lán)紅紫外四色LED組合燈，其特征是所說(shuō)的LED電路板(7)下側(cè)有4行LED，綠光LED (9)和紅光LED (11)——間隔等間距排列成第一行，藍(lán)光LED(IO)和紫外光LED(12) —一間隔等間距排列成第二行，紅光LED(Il)和綠光LED(9) 一一間隔等間距排列成第三行，紫外光LED(12)和藍(lán)光LED(IO) —一間隔等間距排列成第四行，各行中LED的顆數(shù)相等，各行中相鄰LED之間的中心距相等，中心距在1-1.5cm范圍之內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于蛋雞養(yǎng)殖的綠藍(lán)紅紫外四色LED組合燈，其特征是所說(shuō)的開(kāi)關(guān)電源(I)為隔離式直流開(kāi)關(guān)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(quán)利要求1所述的用于蛋雞養(yǎng)殖的綠藍(lán)紅紫外四色LED組合燈，其特征是所說(shuō)的LED光源控制器(3)包括以STC89C52單片機(jī)芯片為核心的LED控制電路、IXD液晶顯示面板和按鍵陣列。
專(zhuān)利摘要一種用于蛋雞養(yǎng)殖的綠藍(lán)紅紫外四色LED組合燈，由電路和硬件兩部分組成，電路部分包括降壓穩(wěn)壓電路1和2、復(fù)位電路、計(jì)時(shí)控制電路、程序下載電路、LED控制與顯示電路、LED驅(qū)動(dòng)電路和LED陣列電路；硬件部分包括開(kāi)關(guān)電源、電源連接線、LED光源控制器、導(dǎo)線、殼體、散熱片、LED電路板、燈頭端蓋和LED，LED分綠、藍(lán)、紅和紫外四色，安裝在LED電路板下側(cè)，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(nèi)。本組合燈在蛋雞育雛期提供綠光，在育成期提供藍(lán)光，在產(chǎn)蛋期提供紅光，同時(shí)在各個(gè)時(shí)期每天均提供適量的紫外光，滿足蛋雞不同時(shí)期對(duì)光的生理需求，從而最大程度上提高蛋雞的生產(chǎn)性能，并具有成本節(jié)省、擴(kuò)展方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A01K45/00GK203162599SQ2012207236
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者周益民, 周?chē)?guó)泉 申請(qǐng)人:浙江農(nóng)林大學(xué)