专利名称：用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色led组合灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蛋鸡养殖的人工光源，具体是一种用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色LED组合灯。
背景技术：
在蛋鸡生产中，光是一个重要的生态因子，它直接或间接影响蛋鸡的生长发育、摄食和繁殖等。现代化养鸡场普遍采用人工光源来提高蛋鸡的生产性能。利用人工光源控制鸡舍的光环境，用以提高蛋鸡的福利，从而更好地发挥蛋鸡的生产性能。目前养鸡场使用的人工光源主要是白炽灯和荧光灯，其缺点是能耗高、效率低、产热多、生产性能提高不明显。上述缺点可用LED光源来解决，但LED光源波长单一，须组合才能满足蛋鸡的光需求。CN201967181公告了 “智能化综合养鸡的LED光源控制系统”专利技术，对这一方面作了有益的尝试。但该技术重点在于对光照强度和光照时间的智能化控制，在蛋鸡的育雏期和育成期使用绿光LED作照明光源，在蛋鸡的产蛋期使用红光LED作照明光源。在育雏期和育成期提供相同波长的光照明，没有考虑蛋鸡不同生长阶段对光的生理需求。其次，在同一阶段仅提供一种波长的光照明，波长仍然单一，无法满足蛋鸡对光的多样性需求，无法有效促进蛋鸡的育成和提高产蛋量。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色LED组合灯。解决上述技术问题采用的技术方案是:本用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色LED组合灯，由电路和硬件两部分组成，电路部分包括降压稳压电路1、降压稳压电路2、复位电路、计时控制电路、程序下载电路、LED控制与显示电路、LED驱动电路和LED阵列电路；硬件部分的开关电源通过电源连接线接至LED光源控制器，其输出信号通过导线接至LED电路板，绿光LED、蓝光LED、红光LED和紫外光LED均安装在LED电路板下侧，呈四行等间距均匀排列，绿光LED和红光LED —一间隔等间距排列成第一行，蓝光LED和紫外光LED —一间隔等间距排列成第二行，红光LED和绿光LED 一一间隔等间距排列成第三行，紫外光LED和蓝光LED —一间隔等间距排列成第四行，各行中LED的颗数相等且相邻LED之间的中心距相同，一行中LED的具体颗数可根据养鸡槽的长度确定。散热片安装在LED电路板背面，LED电路板和散热片卡装在壳体内，共同构成条式灯管，灯管一端安装有灯头端盖，另一端通过导线连接至LED光源控制器。所述的降压稳压电路I和降压稳压电路2输入端均为24V直流电源，输出端分别提供5V和3.3V直流电压；其中降压稳压电路I输出端连接复位电路、程序下载电路和LED控制与显示电路。所说的绿光LED为视角18°、直径5mm、波长520nm、标准工作电流20mA、标准发光强度20坎德拉，呈圆形状；蓝光LED为视角18°、直径5mm、波长470nm、标准工作电流20mA、标准发光强度9坎德拉，呈圆形状；红光LED为视角18°、直径5mm、波长630nm、标准工作电流10mA、标准发光强度15坎德拉，呈圆形状；紫外光LED为视角18°、直径5mm、波长320nm、标准工作电流20mA、标准发光强度0.1坎德拉，呈圆形状。水平方向上相邻LED之间的中心距可在1-1.5cm范围内取值。所说的开关电源为隔离式直流开关电源，输入电压为220V交流，输出电压为24V直流，输出电流为O 3A。所说的LED光源控制器包括以STC89C52单片机芯片为核心的LED控制电路、IXD
液晶显示面板和按键阵列。本实用新型的有益效果是:在蛋鸡育雏期提供绿光，在蛋鸡育成期提供蓝光，在蛋鸡产蛋期提供红光，无论育雏期、育成期还是产蛋期每天均提供适量的紫外光，满足蛋鸡不同时期对光的生理需求，从而最大程度上提高蛋鸡的生产性能。绿蓝红紫外四色LED组合在一起仅为一个灯具，相比绿光LED、蓝光LED、红光LED与紫外光LED分离单独组成灯具，节省了成本。此外，本组合灯在横向上可根据养鸡槽的宽度加以扩展。
图1为本实用新型结构示意图。图2为本实用新型LED电路板下侧LED分布示意图。图3为本实用新型LED控制与显示电路、LED驱动电路和LED阵列电路的原理图。图4为本实用新型复位电路原理图。图5a和图5b分别为本实用新型降压稳压电路I和降压稳压电路2的原理图。图6为本实用新型计时控制电路原理图。图7为本实用新型程序下载电路原理图。
具体实施方式
本实用新型下面结合实施例并参照附图作进一步详述:参见图1，开关电源(I)的输入端使用导线与外部220V交流电源连接，开关电源⑴的输出端通过电源连接线(2)与LED光源控制器(3)连接，LED光源控制器(3)的输出端通过导线(4)连接到灯头内的LED电路板(7)，绿光LED (9)、蓝光LED(IO)、红光LED(Il)和紫外光LED (12)均安装在LED电路板(7)下侧，散热片(6)安装在LED电路板(7)背面，LED电路板(7)和散热片(6)卡装在壳体(5)内，共同构成条式灯管，灯管一端安装有灯头端盖(8)，另一端通过导线(4)连接至LED光源控制器(3)。如图2所示，在LED电路板(7)下侧分布着4行LED，绿光LED (9)和红光LED(Il) 间隔等间距排列成第一行，蓝光LED(IO)和紫外光LED(12) 间隔等间距排列成第二行，红光LED(Il)和绿光LED(9) —一间隔等间距排列成第三行，紫外光LED(12)和蓝光LED(IO) —一间隔等间距排列成第四行。选用的绿光LED(9)为视角18°、直径5mm、波长520nm、标准工作电流20mA、在标准工作电流下发光强度为20坎德拉的圆形LED，选用的蓝光LED (10)为视角18°、直径5mm、波长470nm、标准工作电流20mA、在标准工作电流下发光强度为9坎德拉的圆形LED，选用的红光LED(Il)为视角18°、直径5mm、波长630nm、标准工作电流10mA、在标准工作电流下发光强度为15坎德拉的圆形LED，选用的紫外光LED(12)为视角18°、直径5mm、波长320nm、标准工作电流20mA、标准工作电流下发光强度为0.1坎德拉的圆形LED。每行中LED的颗数相等且相邻LED之间的中心距相同，中心距可在1-1.5cm范围内取值。光照强度和光波长等光信息通过鸡眼球内的受光体、视网膜的神经节细胞传递至视觉中枢或者下丘脑内的相关光受体而被感知。这些光信息被转化为生物信息，进而影响与刺激下丘脑释放激素来调节鸡的生长发育和行为活动。研究表明，绿光和蓝光比其它单色光能更有效地刺激蛋鸡分泌睾酮，进而促进蛋鸡的生长发育，绿光在生长早期能显著促进蛋鸡的生长，蓝光在生长后期能显著促进蛋鸡的生长。绿光能降低蛋鸡的啄癖，蓝光能使蛋鸡变得兴奋。绿、蓝光下饲养的蛋鸡在更多的时间内不停地采食，从而导致绿、蓝光下饲养的蛋鸡在体重、胸肌重、大腿重和小腿重等方面均显著高于其它单色光下饲养的蛋鸡。蛋鸡在红光下趋于安静，啄癖极少。红光波长长，光线穿透力强，进入蛋鸡下丘脑内的光子数多，对光受体的刺激增强，因而能提升蛋鸡的生殖机能，使产蛋数增加。波长为280-340nm的紫外线对蛋鸡的生产性能有促进作用，此波段紫外线称为保健光。紫外线照射鸡体的皮肤时，可使皮肤和羽毛中的7-羟脱氢胆固醇转变为维生素D3,维生素D3促进机体的钙磷代谢，提高蛋鸡对饲料中钙和磷的吸收，从而保证机体健康和骨骼发育。另外，紫外线有强烈的杀菌作用，增强机体免疫力和抗病力，有利于蛋鸡的健康，降低蛋鸡死亡率。利用紫外线照射蛋鸡，对蛋鸡的体重、体尺及骨骼生长有显著的促进影响，可提高产蛋率和蛋的品质。因此，选用绿蓝红紫外四色LED组合灯作为蛋鸡养殖用的人工光源是有科学依据的。参见图3、图5a和图5b，220V交流电压经开关电源(I)后输出24V直流电压，一路接至LED驱动电路(13)，另一路接至降压稳压电路I (17)和降压稳压电路2 (18)。LED驱动电路(13)由4个芯片PT4115将24V直流电压提供给绿蓝红紫外四色LED正常工作，为保证芯片PT4115正常工作，引脚SW接二极管SSllO负极并与50 μ H电感相连，引脚VIN接二极管SSllO正极、0.5 Ω电阻或1Ω电阻、24V电压相连，引脚GND接地，4个ΡΤ4115芯片的引脚DM分别与芯片STC89C52的引脚PlO 13相连，以控制LED的工作时间。LED阵列电路(14)包括绿光LED阵列、蓝光LED阵列、红光LED阵列和紫外光LED阵列，为保证LED正常工作，每色LED先串联再并联，两端分别接于芯片ΡΤ4115引脚CSN和50 μ H电感。参见图4、图6和图7，降压稳压电路I (17)中24V直流电压经U9恒流降压芯片頂2596稳压输出5V直流电压为复位电路(16)、计时控制电路(19)、程序下载电路(20)、LED控制及显示电路(15)提供稳定的工作电压；同时，降压稳压电路2(18)中24V直流电压经U8恒流降压芯片ΙΜ2596稳压输出3.3V直流电压为计时控制电路(19)提供稳定的工作电压。LED控制与显示电路(15)由单片机芯片STC89C52实现对LED的工作状态控制，并通过IXD液晶显示屏显示LED工作状态，包括工作时间和LED光强信息，以及在工作状态调节时的被调节信息，为保证液晶显示屏正常显示，需要与芯片STC89C52的引脚POO Ρ07相连。通过按键S2可以选择调节对象，包括LED工作时间、LED灯颜色；通过按键S3可以增大光照时间或增大LED光强；通过按键S4可以减小光照时间或减弱LED光强；最终可实现绿光LED、蓝光LED和红光LED依照先后次序工作，紫外光LED根据需要而工作，四色LED的工作时间和光强根据需要进行调节。为保证芯片STC89C52正常工作，需要将引脚VCC接5V电压，在引脚Xl和X2之间接12MHz晶体振荡器Y1，晶体振荡器Yl两端分别接滤波电容正极，电容负极接地。复位电路(16)中，按下按键SI，则STC89C52芯片引脚RESET接收到5V电压信号，使整个控制与显示电路复位进入初始工作状态。计时控制电路(19)由芯片DS1302对LED工作时间进行计时，计时单位包括天数、小时数。为保证DS1302正常工作，需要在引脚VCC2接5V电压，在引脚VCCl接3.3V电压，在引脚Xl与X2之间接32.768MHz晶体振荡器Y2。程序下载电路(20)，采用PL2303芯片将STC89C52芯片与计算机USB接口相连，将LED控制程序由计算机下载至STC89C52芯片，JPl为USB接口。为保证PL2303正常工作，需要在引脚VDD、RESET、VDD_232和DSR_N接5V电压，在引脚OSCl和0SC2之间接12MHz晶体振荡器Y3，引脚TXD接STC89C52引脚RXD，引脚RSD接STC89C52引脚TXD。本组合灯的光照强度和光照时间可以手工控制，在计算机上完成控制程序编写，通过USB连接线连接计算机USB接口和图7中(20)的JPl接口，将控制程序下载至控制电路中，接入220V交流电之后，按下图4中(16)的按键SI使电路复位，整个LED电路开始工作，按下图3中(15)的按键S2可以选择被调节对象，包括控制时间、LED颜色，选定调节对象之后，按下图3中(15)的按键S3可以增大光照时间或者增强LED光强，按下图3中(15)的按键S4可以减小光照时间或者减弱LED光强。本组合灯的光照强度和光照时间也可以通过电脑上编制的光照管理程序加以控制，通过USB连接线连接计算机USB接口和图7中(20)的JPl接口，然后在计算机中通过光照管理程序调控LED电路的工作状态。两种方式均可实现本组合灯在蛋鸡育雏期提供绿光，在蛋鸡育成期提供蓝光，在蛋鸡产蛋期提供红光，无论育雏期、育成期还是产蛋期每天均提供适量的紫外光，满足蛋鸡不同时期对光的生理需求，从而最大程度上提高蛋鸡的生产性能。
权利要求1.一种用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色LED组合灯，由电路和硬件两部分组成，电路部分包括降压稳压电路I (17)、降压稳压电路2 (18)、复位电路(16)、计时控制电路(19)、程序下载电路(20)、LED控制与显示电路(15)、LED驱动电路(13)和LED阵列电路(14);硬件部分的开关电源(I)通过电源连接线(2)接至LED光源控制器(3)，其输出信号通过导线(4)接至LED电路板(7)，绿光LED (9)、蓝光LED (10)、红光LED (11)和紫外光LED (12)均安装在LED电路板(7)下侧，散热片(6)安装在LED电路板(7)背面，LED电路板(7)和散热片(6)卡装在壳体(5)内，共同构成条式灯管,灯管一端安装有灯头端盖(8),另一端通过导线(4)连接至LED光源控制器(3);其特征是所述的降压稳压电路1(17)和降压稳压电路2(18)输入端均为24V直流电源，输出端分别提供5V和3.3V直流电压；其中降压稳压电路1(17)输出端连接复位电路(16)、程序下载电路(20)和LED控制与显示电路(15)。
2.如权利要求1所述的用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色LED组合灯，其特征是所说的绿光LED(9)为视角18°、直径5mm、波长520nm、标准工作电流20mA、标准发光强度20坎德拉的圆形LED ;蓝光LED(IO)为视角18°、直径5mm、波长470nm、标准工作电流20mA、标准发光强度9坎德拉的圆形LED ;红光LED(Il)为视角18°、直径5mm、波长630nm、标准工作电流10mA、标准发光强度15坎德拉的圆形LED ;紫外光LED(12)为视角18°、直径5mm、波长320nm、标准工作电流20mA、标准发光强度0.1坎德拉的圆形LED。
3.如权利要求1所述的用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色LED组合灯，其特征是所说的LED电路板(7)下侧有4行LED，绿光LED (9)和红光LED (11)——间隔等间距排列成第一行，蓝光LED(IO)和紫外光LED(12) —一间隔等间距排列成第二行，红光LED(Il)和绿光LED(9) 一一间隔等间距排列成第三行，紫外光LED(12)和蓝光LED(IO) —一间隔等间距排列成第四行，各行中LED的颗数相等，各行中相邻LED之间的中心距相等，中心距在1-1.5cm范围之内。
4.如权利要求1所述的用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色LED组合灯，其特征是所说的开关电源(I)为隔离式直流开关电源，输入电压为220V交流，输出电压为24V直流，输出电流为O 3A。
5.如权利要求1所述的用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色LED组合灯，其特征是所说的LED光源控制器(3)包括以STC89C52单片机芯片为核心的LED控制电路、IXD液晶显示面板和按键阵列。
专利摘要一种用于蛋鸡养殖的绿蓝红紫外四色LED组合灯，由电路和硬件两部分组成，电路部分包括降压稳压电路1和2、复位电路、计时控制电路、程序下载电路、LED控制与显示电路、LED驱动电路和LED阵列电路；硬件部分包括开关电源、电源连接线、LED光源控制器、导线、壳体、散热片、LED电路板、灯头端盖和LED，LED分绿、蓝、红和紫外四色，安装在LED电路板下侧，呈四行等间距均匀排列，散热片安装在LED电路板背面，LED电路板和散热片卡装在壳体内。本组合灯在蛋鸡育雏期提供绿光，在育成期提供蓝光，在产蛋期提供红光，同时在各个时期每天均提供适量的紫外光，满足蛋鸡不同时期对光的生理需求，从而最大程度上提高蛋鸡的生产性能，并具有成本节省、扩展方便的优点。
文档编号A01K45/00GK203162599SQ2012207236
公开日2013年8月28日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者周益民, 周国泉 申请人:浙江农林大学